Przygotuj się na zgłębienie wiedzy o przyszłości baz danych, jaką stanowią rozwiązania bezserwerowe!
Każda baza danych, która działa w oparciu o fundamentalne zasady przetwarzania bezserwerowego, klasyfikuje się jako baza bezserwerowa. Takie bazy danych zostały stworzone z myślą o sytuacjach, gdzie obciążenie jest trudne do przewidzenia i może podlegać dynamicznym zmianom.
Określenie „bezserwerowy” nie oznacza braku serwerów. W rzeczywistości chodzi o to, że użytkownik nie musi przejmować się zarządzaniem, utrzymaniem ani płaceniem za infrastrukturę serwerową, na której działa baza.
Opłaty są naliczane za wykorzystane zasoby, proporcjonalnie do zużycia mocy obliczeniowej procesora, pamięci operacyjnej (RAM) oraz czasu ich aktywności.
Jak funkcjonuje bezserwerowa baza danych?
Model działania bazy bezserwerowej opiera się na separacji warstwy obliczeniowej od warstwy przechowywania danych. Użytkownik definiuje punkt dostępowy (endpoint) oraz ustala minimalne i maksymalne parametry wydajności.
Źródło ilustracji: Simform
Następnie, zapytania są przesyłane do tego punktu dostępowego. Działa on jak serwer proxy, pośrednicząc w dostępie do obszernej puli zasobów bazy. Dzięki temu, Twoje połączenia pozostają aktywne, nawet gdy w tle zachodzą procesy skalowania.
Oddzielenie warstwy przechowywania od warstwy obliczeniowej oferuje jeszcze jedną zaletę: możliwość całkowitego wyłączenia przetwarzania i płacenie wyłącznie za magazynowanie danych. Skalowanie do potrzeb może nastąpić nawet w ciągu pięciu sekund, w zależności od konkretnego zastosowania. Dodatkowo, masz dostęp do gotowej puli „rozgrzanych” zasobów, które wspierają Twoje wymagania.
Bezserwerowa baza danych: Korzyści
Efektywność ekonomiczna
Utrzymywanie stałej liczby serwerów generuje wyższe koszty niż korzystanie z bazy bezserwerowej, a proces ich zakupu jest bardziej czasochłonny. Rozwiązanie bezserwerowe może być bardziej opłacalne niż konfigurowanie grupy automatycznego skalowania, szczególnie dzięki efektywniejszemu wykorzystaniu zasobów maszynowych.
Dodatkowo, eliminuje koszty związane z licencjonowaniem, instalacją, konserwacją, wsparciem technicznym i wdrażaniem poprawek. Opłaty naliczane są jedynie za czas i pamięć wykorzystane na realizację kodu.
Automatyczne skalowanie
Programiści nie muszą już konfigurować żadnych zasad ani systemów automatycznego skalowania. Skalowanie odbywa się automatycznie, w zależności od obciążenia, a odpowiedzialność za ten proces spoczywa na dostawcy chmury.
Szybkie wdrażanie i aktualizacje
Infrastruktura bezserwerowa usuwa konieczność przesyłania kodu na serwery i konfigurowania zaplecza. Umożliwia to programistom łatwe przesyłanie małych fragmentów kodu i szybkie wprowadzanie nowych produktów. Możliwe jest przesyłanie zarówno kodu jak i pojedynczych funkcji.
Ułatwia to szybką aktualizację, naprawę błędów lub dodawanie nowych funkcji do aplikacji. Programiści mogą wprowadzać drobne zmiany, zamiast aktualizować całą aplikację.
Wzrost produktywności
System bezserwerowy pozwala osiągnąć lepsze rezultaty, redukując czas i wysiłek potrzebny na interakcję z systemem. Zespół specjalistów o optymalnej wielkości może skupić się na zadaniach o kluczowym znaczeniu, zwiększając ogólną wydajność.
Bezserwerowa baza danych: Wady
Problemy z zimnym startem
Obsługa zimnego startu jest jednym z największych wyzwań w tym obszarze. Baza bezserwerowa, która nie jest używana, automatycznie przechodzi w stan uśpienia, by oszczędzać zasoby.
Gdy system „budzi się”, potrzebuje czasu na ponowne uruchomienie wszystkich procesów. Opóźnienia i wydłużony czas reakcji mogą wystąpić, gdy jesteś pierwszą osobą, która korzysta z systemu po jego zimnym starcie.
Utrudnienia w testowaniu i debugowaniu
Model bezserwerowy stwarza kolejne wyzwanie w replikowaniu środowiska testowego oraz monitorowaniu wydajności kodu przed jego wdrożeniem. Programiści nie mają bezpośredniego dostępu do usług zaplecza dostawcy chmury, co utrudnia debugowanie.
Zastosowanie tradycyjnych profilerów i debuggerów jest ograniczone. Dostępne są jednak narzędzia firm trzecich, które zyskują na popularności na rynku.
Intensywniejszy monitoring
Rozwiązania bezserwerowe wymagają większej uwagi na monitorowanie i sygnalizację problemów z wydajnością czy nadmiernego wykorzystania zasobów. Wynika to z faktu, że rozwiązania chmurowe często nie są oparte na otwartym kodzie.
Zależność od dostawcy
Migracja do innego dostawcy usług w modelu bezserwerowym może okazać się problematyczna ze względu na różnice w przepływie pracy i dostępnych funkcjach.
Funkcje bezserwerowej bazy danych
Bezserwerowe bazy danych oferują szereg interesujących funkcji:
#1. Architektura wielodostępna
Bezserwerowe bazy danych wykorzystują architekturę, która umożliwia dzielenie zasobów pomiędzy wieloma projektami w ramach organizacji. Programiści nie są więc zmuszeni do tworzenia odseparowanych źródeł danych, co jest znaczącym ułatwieniem.
Architektura wielodostępna pozwala na instalowanie, konfigurowanie i wdrażanie wielu aplikacji w ramach jednego klastra bazy danych.
Źródło ilustracji: AWS
#2. Dystrybucja geograficzna
W dzisiejszych czasach, gdy wiele firm działa globalnie, kluczowa jest dostępność danych na całym świecie. Bliskość centrów danych przekłada się na lepsze doświadczenia użytkowników w czasie rzeczywistym. Ponadto, eliminuje się pojedyncze punkty awarii, co minimalizuje ryzyko przestoju.
Bezserwerowe bazy danych umożliwiają replikację zbiorów danych w różnych lokalizacjach geograficznych bez potrzeby stosowania dodatkowych narzędzi czy zaawansowanego programowania.
#3. Minimalna administracja serwerem
Określenie „serverless” jest nieco mylące. W praktyce mamy do czynienia z serwerami, jednak cała warstwa zarządzania nimi została zautomatyzowana. Zadania takie jak przydzielanie zasobów, planowanie pojemności, skalowanie, konserwacja czy aktualizacje odbywają się w tle, bez udziału użytkownika. Dzięki temu, są one bardzo łatwe w obsłudze i nie wymagają ingerencji manualnej.
#4. Rozliczenia oparte na zużyciu
Bezserwerowa baza danych oferuje opcję najbardziej efektywną pod względem kosztów, gdyż płatności są uzależnione od faktycznego zużycia zasobów. Użytkownik płaci tylko za to, z czego faktycznie korzysta, a nie za zarezerwowane zasoby. Dostępna jest również opcja ustawienia limitu wydatków, aby uniknąć przekroczenia budżetu.
Relacyjne i nierelacyjne bezserwerowe bazy danych
Dane w erze cyfrowej dzielą się na operacyjne i analityczne. Przyjrzyjmy się różnym opcjom baz danych, które są dostępne dla programistów, i zobaczmy, jak się one porównują.
Większość firm potrzebuje systemów OLTP (operacyjnych) i OLAP (analitycznych) do przechowywania danych. Do obsługi potrzeb biznesowych mogą wykorzystywać relacyjne lub nierelacyjne bazy danych.
Relacyjna bezserwerowa baza danych
Relacyjna baza danych to typ bazy, który organizuje dane zgodnie z relacjami między poszczególnymi elementami. Pozwala to na sortowanie i wyszukiwanie danych przez wielu użytkowników bez konieczności zmiany logicznej struktury danych.
Ten typ bazy danych eliminuje duplikację danych w procesie przechowywania. Interfejsem API dla relacyjnych banków danych jest język SQL.
System ten prezentuje dane w formie tabelarycznej, gdzie każda tabela reprezentuje encję, na przykład produkt. Wiersze tabeli stanowią rekordy, czyli konkretne instancje danej encji, a kolumny przechowują atrybuty, czyli cechy tych instancji. Dostęp do danych jest możliwy bez konieczności reorganizacji tabel.
Bezserwerowa baza danych NoSQL (nierelacyjna)
Bazy danych nierelacyjne (NoSQL) są bardziej zorientowane na dystrybucję niż bazy SQL. Mogą być stosowane w połączeniu z wieloma bazami danych. Przedsiębiorstwa powinny korzystać z nowoczesnych możliwości, takich jak bazy NoSQL, aby tworzyć aplikacje natywne dla chmury.
Bezserwerowe bazy danych NoSQL znajdują zastosowanie w aplikacjach internetowych czasu rzeczywistego. Są one łatwe w konstrukcji i mogą szybko obsługiwać duże ilości danych, dzięki skalowaniu poziomemu. Jest to idealne rozwiązanie w sytuacjach, gdzie schemat nie jest sztywno zdefiniowany, a wymagana jest wysoka prędkość pozyskiwania danych.
Popularność bezserwerowych baz danych NoSQL wynika z możliwości przechowywania danych o różnej strukturze, takiej jak wykresy, dokumenty, pary klucz-wartość oraz dane kolumnowe. Ułatwia to programistom modyfikowanie struktury danych.
Dlaczego warto korzystać z bezserwerowych baz danych?
Bezserwerowe bazy danych są doskonałą opcją dla mniejszych zespołów, które nie dysponują wystarczającymi zasobami do zarządzania i skalowania tradycyjnych baz. Wymagają one minimalnej infrastruktury i konserwacji, pozwalając zespołom na skupienie się na rozwoju, a nie na utrzymaniu systemu. Ułatwiają również tworzenie nowych tabel i testowanie nowych funkcji.
Kolejnym istotnym aspektem są koszty. W przypadku baz bezserwerowych płacisz tylko za faktyczne wykorzystanie, co pozwala na uniknięcie kosztów związanych z nadmierną konfiguracją i dostosowywaniem, jak w przypadku baz tradycyjnych. Bezserwerowe bazy są idealne dla programistów i zespołów, które chcą szybko wprowadzać nowe funkcje.
Przykłady zastosowań bezserwerowych baz danych
#1. Nowe aplikacje
W przypadku aplikacji, które są używane przez kilka minut w ciągu tygodnia lub dnia, jak np. blog o niewielkim ruchu, gdzie chcesz płacić tylko za czas, gdy użytkownik ma dostęp do Twojej strony, idealnym rozwiązaniem jest baza bezserwerowa. Opłaty naliczane są za każdą sekundę wykorzystania zasobów bazy.
#2. Elastyczne skalowanie transmisji wideo na żywo
Architektura bezserwerowa sprawdza się również w przypadku transmisji wideo na żywo, gdzie wielu odbiorców może wchodzić w interakcję. Możliwe jest podłączenie wielu mikrofonów i udostępnianie ekranu widzom. Całość jest syntetyzowana w jeden obraz prezentowany uczestnikom transmisji.
#3. Aplikacje używane rzadko
Jeżeli masz aplikację, z której jesteś dumny, ale nie jesteś pewien, jak zostanie przyjęta, a jednocześnie nie chcesz, by zawiodła, to ta metoda jest dla Ciebie. Wystarczy utworzyć punkt dostępowy, a bezserwerowa baza danych zostanie automatycznie przeskalowana, gdy zajdzie taka potrzeba.
#4. Internet Rzeczy (IoT)
Internet Rzeczy to termin opisujący urządzenia w naszych domach, które mogą łączyć się z internetem w celu wykonywania różnych zadań. Urządzenia te często wykorzystują FaaS (Funkcje jako Usługę) do realizacji swoich zadań i wymiany danych w momencie wystąpienia zdarzenia.
Firmy oszczędzają pieniądze, ponieważ nie płacą za moc obliczeniową, której nie wykorzystują. FaaS umożliwia szybkie i automatyczne skalowanie, co ułatwia programistom radzenie sobie z nieprzewidywalnymi wzorcami użytkowania.
Podsumowanie
Przedstawione scenariusze pokazują, że architektura bezserwerowa oferuje wiele korzyści zarówno dla programistów, jak i firm. Bezserwerowe bazy danych mogą zwiększyć szybkość przetwarzania i odporność, jednocześnie redukując koszty i czas potrzebny na skalowanie. Dostępnych jest wiele rodzajów bezserwerowych baz danych, zarówno relacyjnych, jak i nierelacyjnych, ale wszystkie mają ten sam cel: skalować się na żądanie bez dodatkowych obciążeń związanych z zarządzaniem i ograniczać koszty.
newsblog.pl