FaaS چیست؟ | آشنایی با هرآنچه که باید درباره تابع به عنوان سرویس بدانید

FaaS چیست و چه کاربردی دارد؟

FaaS چیست؟ FaaS مخفف Function as a Service (تابع به عنوان سرویس)، یک نوع سرویس رایانش ابری است که اجرای برنامه‌های میکروسرویس را برای توسعه‌دهندگان برنامه‌های ابری آسان می‌کند. FaaS کمک می‌کند تا به جای ساخت برنامه‌های کامل، توسعه‌دهندگان توابع کوچک و تخصصی برای انجام وظایف خاص ایجاد کنند. در این مقاله از ابرآراز به مفهوم FaaS، مزایا و معایب، همچنین نحوه به کار بردن آن در سرورهای ابری می‌پردازیم.

FaaS چیست؟

FaaS یک مدل در طراحی سیستم است که در آن توسعه‌دهندگان توابع کوچک و مستقل مستقر می‌کنند تا وظایف خاصی را انجام دهند. انواع مختلفی از ابر و رایانش‌های ابری وجود دارد که برخلاف سایر مدل‌ها، FaaS فقط در زمان اجرای یک تابع فعال است و سپس متوقف می‌شود.

نقش اصلی FaaS در رایانش‌ ابری، فراهم‌ کردن روشی برای توسعه و اجرای برنامه‌ها بدون نیاز به مدیریت زیرساخت است. در مدل FaaS، ارائه‌دهندگان خدمات ابری مدیریت تمام زیرساخت‌ها (از جمله سرورها، شبکه‌ها و ذخیره‌سازی) را بر عهده می‌گیرند. استفاده از FaaS، پایه‌ای برای پیاده‌سازی معماری میکروسرویس است. این معماری به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد بخش‌های کوچک‌تر و مستقل نرم‌افزار را طراحی و مدیریت کنند.

FaaS چگونه کار می کند؟

عملکرد FaaS به این صورت است که توسعه‌دهندگان کد خود را در سمت کلاینت (Developer End) می‌نویسند. زمانی که یک رویداد خاص (مانند درخواست HTTP یا تغییر داده) رخ می‌دهد، کد نوشته‌شده فعال شده و اجرا می‌شود. سرورهای دوردست (Remote Servers) عملیات موردنظر را انجام می‌دهند و پس از پایان اجرای کد، خاموش می‌شوند.

• نوشتن کد تابع: توسعه‌دهنده کد یک تابع مستقل و کوچک را برای انجام یک وظیفه خاص می‌نویسد.
• تعریف تریگرها (Triggers): تریگرها تعیین می‌کنند چه رویدادی باعث اجرای تابع شود.
• استقرار (Deployment): تابع در یک پلتفرم FaaS آپلود می‌شود و ارائه‌دهنده سرویس ابری زیرساخت موردنیاز را مدیریت می‌کند.
• فعال‌سازی تابع: هنگامی که تریگر مشخص‌شده رخ می‌دهد، تابع به صورت خودکار فعال می‌شود.
• اجرای تابع: کد تابع در یک سرور که از قبل تعریف‌ شده است، اجرا می‌شود. پلتفرم ابری به‌صورت پویا منابع موردنیاز (CPU، حافظه) را فراهم می‌کند.
• خاموشی خودکار: پس از اجرای تابع، سرور مورد استفاده غیرفعال می‌شود.

مزایا و ویژگی های FaaS چیست؟

این ابزار مزایای چشمگیری برای توسعه‌دهندگان و کسب‌وکارها به همراه دارد و به همین دلیل در اغلب رایانش‌های ابری استفاده می‌شود.

• افزایش سرعت توسعه (Improved Developer Velocity)

با حذف نیاز به مدیریت زیرساخت و ساده‌سازی استقرار، چرخه توسعه به‌طور قابل‌توجهی سریع‌تر می‌شود. از طرف دیگر، توسعه‌دهندگان بیشتر وقت خود را صرف نوشتن کد برای حل مشکلات و ارائه قابلیت‌ها می‌کنند و نگران مدیریت سرورها یا فرآیندهای پیچیده استقرار نخواهند بود.

• مقیاس‌پذیری داخلی (built-in scalability)

با استفاده از FaaS، برنامه‌ها می‌توانند به صورت مستقل مقیاس‌بندی شوند و نیازی نیست بخشی از یک پلتفرم بزرگ‌تر باشند. این امر باعث می‌شود توسعه‌دهندگان انعطاف بیشتری در مدیریت مقیاس‌بندی داشته باشند.

• استفاده بهینه از منابع

برخلاف معماری‌های سنتی که منابع به صورت مداوم رزرو می‌شوند، در FaaS منابع تنها زمانی مصرف می‌شوند که یک تابع اجرا شود. این رویکرد باعث می‌شود منابع به صورت بهینه‌ و اقتصادی‌ مورد استفاده قرار گیرند.

• امکان پرداخت به ازای استفاده (pay-per-use)

مشتریان تنها بابت عملکردی که اجرا شده هزینه پرداخت می‌کنند. بنابراین، هیچ منبعی به صورت غیر فعال هزینه‌بر نخواهد بود و هزینه‌ها مدیریت می‌شوند.

• امنیت بالا

با مدیریت زیرساخت‌ها توسط ارائه‌دهنده فضای ابری، مسائل امنیتی مانند به‌روزرسانی‌ها و محافظت در برابر حملات، به صورت خودکار انجام می‌شوند. علاوه بر این، جداسازی محیط اجرای توابع به کاهش ریسک‌های امنیتی کمک می‌کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، پیشنهاد می‌کنیم مقاله امنیت رایانش ابری را مطالعه کنید.

معایب و چالش های FaaS چیست؟

با وجود همه این مزایا، FaaS بدون چالش و محدودیت نیست؛ از همین رو بررسی معایب FaaS، به استفاده هوشمندانه‌تر از این ابزار کمک می‌کند. قبل از این که FaaS را در پروژه‌های نرم‌افزاری به کار بگیرید، به این موارد توجه داشته باشید.

• شفافیت کمتر

در FaaS، زیرساخت‌های پشتیبان توسط ارائه‌دهنده خدمات ابری مدیریت می‌شوند و کاربران دسترسی مستقیم به آن‌ها ندارند. این موضوع باعث کاهش شفافیت در نحوه عملکرد زیرساخت‌ها و عیب‌یابی مشکلات می‌شود.

• مسائل امنیتی

در FaaS، کاربران باید به زیرساخت و امنیت ارائه‌دهنده ابری اعتماد کنند. اگرچه ارائه‌دهندگان خدمات ابری معمولاً امنیت بالایی را ارائه می‌دهند، اما همچنان ممکن است نگرانی‌هایی در زمینه کنترل و حفاظت از داده‌ها وجود داشته باشد.

• پیش‌بینی‌پذیری هزینه‌ها

مدل pay-per-use در FaaS می‌تواند مدیریت هزینه‌ها را دشوار کند. در شرایطی که حجم درخواست‌ها ناپایدار یا غیرقابل پیش‌بینی باشد، محاسبه و گنجاندن هزینه‌ها در بودجه می‌تواند چالش‌برانگیز شود.

• وابستگی به فروشنده 

ویژگی‌ها و قابلیت‌های FaaS در میان ارائه‌دهندگان خدمات ابری یکسان نیست. هنگامی که یک مشتری از خدمات یک ارائه‌دهنده خاص استفاده کند، تغییر به ارائه‌دهنده دیگر مستلزم به‌روزرسانی نرم‌افزار و انجام تست‌های دقیق است که می‌تواند زمان‌بر و هزینه‌بر باشد.

جدول مقایسه مزایا و معایب FaaS:

کاربردهای FaaS چیست؟

تابع به عنوان سرویس در رایانش ابری با ترافیک بالا مناسب است. همچنین می‌تواند برای ایجاد سیستم‌های backend یا فعالیت‌هایی مانند پردازش داده‌ها، تبدیل قالب، رمزگذاری یا تجمیع داده‌ها مورد استفاده قرار گیرد. آموزش FaaS برای افراد در حوزه‌های زیر یک ضرورت است.

• اپلیکیشن‌های وب و موبایل

مقیاس‌پذیری آسان و مقرون‌به‌صرفه بودن (زمانی که حجم ترافیک به شدت نوسان داشته باشد) در این سرویس پررنگ است. برای مدیریت محتوای پویا در وب‌سایت‌ها، تأیید اطلاعات ورودی کاربران (آدرس در فرم‌های خرید و مواردی از این قبیل)، پاسخ به ترافیک متغیر و ناگهانی در سایت‌ها و اپلیکیشن‌ها، Faas ابزار مناسبی است.

• پردازش داده‌ها

FaaS برای پردازش ورودی‌های کاربران مانند پردازش چندرسانه‌ای یا داده‌های دیگر بسیار کاربردی است. ایجاد پایپ‌لاین‌های قدرتمند برای جمع‌آوری و پردازش داده‌ها بدون نیاز به مدیریت زیرساخت در این کاربرد مورد توجه است. همچنین استفاده از ابزارهایی مانند CRM یا CMS برای ذخیره‌سازی اطلاعات در پایگاه‌داده داخلی یا خارجی، FaaS را برای این کاربرد مناسب کرده است.

• اینترنت اشیا (IoT)

دستگاه‌های اینترنت اشیا که به اینترنت متصل هستند، از FaaS برای اجرای وظایف خود استفاده می‌کنند. دستگاه‌ها تنها زمانی که یک رویداد خاص فعال شود، داده‌ها را ارسال یا دریافت می‌کنند. این رویکرد برای مدیریت دستگاه‌های هوشمند خانگی که الگوهای مصرف نامشخص دارند، بسیار مفید است. مزیت‌ FaaS در عدم نیاز به پرداخت هزینه برای قدرت محاسباتی غیرضروری و مقیاس‌پذیری خودکار برای مدیریت حجم کاری متغیر در این مورد از کاربردهای FaaS مورد توجه است.

رابطه بین IaaS ،PaaS و FaaS

IaaS مخفف Infrastructure as a Service و PaaS مخفف Platform as a Service در کنار FaaS، سه مدل رایج در رایانش ابری هستند که تفاوت آن‌ها در میزان انتزاعی است که بین کاربر و زیرساخت ایجاد می‌کنند.

کارکرد IaaS

IaaS یا Infrastructure as a Service کمترین میزان انتزاع را ارائه می‌دهد. کاربران کنترل کاملی بر زیرساخت‌ها و ابزارهای نرم‌افزاری خود دارند، اما نیازی به مدیریت زیرساخت‌های فیزیکی مانند سرورهای فیزیکی یا مراکز داده نیست. کاربران می‌توانند ابزارها و تنظیمات دلخواه خود را بر روی زیرساخت مجازی اعمال کنند. IaaS انعطاف‌پذیری بالا برای مدیریت دارد و برای تیم‌های فنی که نیاز به کنترل دقیق بر زیرساخت دارند، گزینه مناسبی است‌.

کارکرد PaaS

PaaS یا Platform of a Service از نظر سطح انتزاع، یک لایه بالاتر از IaaS است. در PaaS، کاربران دیگر نیازی به مدیریت سیستم‌عامل، زمان اجرا (Runtime) و سایر اجزای زیرساخت ندارند، اما همچنان می‌توانند کنترل دقیقی بر تنظیمات برنامه و زیرساخت داشته باشند.

توسعه‌دهندگان می‌توانند بر توسعه و انتشار برنامه تمرکز کنند؛ در حالی که ارائه‌دهنده خدمات، امور مدیریتی و نگهداری سیستم‌ها را برعهده می‌گیرد. ساده‌سازی توسعه و کاهش زمان عرضه به بازار، PaaS را برای تیم‌هایی که می‌خواهند بر توسعه برنامه متمرکز شوند مناسب می‌کند.‌

کارکرد FaaS

FaaS یا Function as a Service بیشترین میزان انتزاع را ارائه می‌دهد. در این مدل، توسعه‌دهندگان به پلتفرمی دسترسی دارند که برنامه را در پاسخ به درخواست‌ها یا رویدادها اجرا می‌کند. در FaaS تمامی منابع برنامه و اجزای زیرساختی توسط ارائه‌دهنده مدیریت می‌شوند. توسعه‌دهندگان تنها نیاز به نوشتن و استقرار کد دارند و نیازی به مدیریت زیرساخت یا حتی پیکربندی‌های سیستم نیست.

جدول مقایسه IaaS، FaaS و PaaS:

تفاوت FaaS با سایر سرویس ها

سرویس‌های مختلفی در سرورهای ابری وجود دارند که می‌‌توانند در کنار FaaS یا به جای آن استفاده شوند. به چند مورد از این سرویس‌ها و تفاوت‌‌ آن‌ها با FaaS می‌پردازیم.

تفاوت FaaS با Microservices

میکروسرویس یک الگوی معماری نرم‌افزار است که سیستم را به مجموعه‌ای از سرویس‌های مستقل و کوچک تقسیم می‌کند. میکروسرویس‌ها سیستم‌های کامل و پیچیده هستند، درحالی‌که FaaS بیشتر روی فانکشن‌های کوچک و مستقل تمرکز دارد. میکروسرویس‌ها برای اجرا به زیرساخت نیاز دارند، اما FaaS این مسئولیت را به سرویس‌دهنده ابری واگذار می‌کند.

تفاوت FaaS با Kubernetes

کوبرنتیز یک پلتفرم ارکستراسیون کانتینر است که برای مدیریت و مقیاس‌دهی کانتینرها استفاده می‌شود. FaaS زیرساخت را پنهان می‌کند و فانکشن‌ها را مستقیماً اجرا می‌کند، اما کوبرنتیز برای مدیریت و ارکستراسیون زیرساخت به کار می‌رود. کوبرنتیز برای مدیریت کانتینرها ضروری است و لزوماً به یک کانتینر نیاز دارد.

تفاوت FaaS با Container

کانتینر یک فناوری مجازی‌سازی سبک‌وزن است که برای اجرای برنامه‌ها در یک محیط جداگانه اما مشترک با سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌شود. FaaS فقط کد اجرا می‌کند، اما کانتینرها شامل همه چیز (کد، کتابخانه‌ها و وابستگی‌ها) برای اجرای یک سرویس هستند. برخی از سرویس‌های FaaS از کانتینرها به‌صورت شفاف برای کاربر استفاده می‌کنند.

تفاوت FaaS با (Virtual Machine (VM

ماشین مجازی یک فناوری مجازی‌سازی است که کل یک سیستم‌عامل را همراه با منابع اختصاصی اجرا می‌کند. ماشین مجازی کل سیستم‌عامل را شبیه‌سازی می‌کند، اما FaaS فقط روی اجرای فانکشن‌ها تمرکز دارد. VM نیازمند مدیریت دستی زیرساخت است، اما FaaS تمام این موارد را خودکار می‌کند.

تفاوت FaaS با (High Availability (HA

دسترسی سطح بالا یک مفهوم طراحی برای تضمین در دسترس بودن مداوم سرویس‌ها، حتی در صورت بروز خطا است. HA یک مفهوم برای طراحی سیستم‌های مقاوم است، درحالی‌که مفهوم FaaS بیشتر به یک روش استقرار فانکشن‌های مستقل اشاره دارد. FaaS ممکن است به‌طور خودکار ویژگی‌های HA را ارائه دهد، اما HA به‌طور کلی برای معماری سیستم‌های بزرگ‌تر طراحی می‌شود.

نکاتی برای انتخاب FaaS

رعایت برخی اصول باعث استفاده بهتر از این ابزار خواهد شد. مهم‌ترین نکات در انتخاب FaaS موارد زیر هستند:

• نوع بار کاری یا workload: هزینه در FaaS بر اساس تعداد دفعات اجرای توابع محاسبه می‌شود؛ بنابراین، اگر حجم کاری بالا باشد، هزینه‌ها ممکن است بیشتر از استفاده از یک راهکار PaaS شود.
• میزان کنترل: FaaS یکی از انتزاعی‌ترین مدل‌های ابری است؛ اگر به دنبال کنترل بیشتری روی تنظیمات و زیرساخت‌ها هستید، PaaS گزینه مناسب‌تری است.
• مشکل قفل شدن در ارائه‌دهنده: استفاده از راه‌حل‌های Open-Source می‌تواند این فرآیند را آسان‌تر کند و امکان انتقال عملیات محاسباتی بین ارائه‌دهندگان مختلف را فراهم کند.
• قابلیت‌های یکپارچه‌سازی: یکپارچه‌سازی بی‌دردسر ابزار و سیستم‌ها می‌تواند بهره‌وری توسعه‌دهندگان را افزایش داده و عملیات ابری شما را ساده‌تر کند.
• مدل قیمت‌گذاری: طرح‌های رایگان، قیمت‌گذاری بر اساس مصرف و تغییرات قیمت در زمان تقاضای بالا، مدل‌های مختلف قیمت‌گذاری هستند که باید با توجه به نیازتان انتخاب کنید.
• اکوسیستم و پشتیبانی: قدرت اکوسیستم ارائه‌دهنده را از نظر پشتیبانی زبان‌های برنامه‌نویسی، یکپارچه‌سازی‌های شخص ثالث و پشتیبانی ایرادات احتمالی بررسی کنید.

چرا باید از سرویس FaaS استفاده کنیم؟

استفاده از FaaS مزایای متعددی دارد، از جمله مقیاس‌پذیری خودکار، که به برنامه‌ها اجازه می‌دهد به‌طور دینامیک بر اساس بار کاری تغییر اندازه دهند. همچنین، این مدل هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، زیرا کاربران فقط برای زمان اجرای واقعی توابع خود پرداخت می‌کنند و نیازی به پرداخت هزینه برای منابع غیرقابل استفاده ندارند.

FaaS به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا بر روی کد و منطق تجاری تمرکز کنند و از پیچیدگی‌های مدیریت سرورها و زیرساخت‌های شبکه رها شوند. این موضوع باعث تسریع در فرآیند توسعه و استقرار برنامه‌ها می‌شود و به تیم‌ها اجازه می‌دهد تا سریع‌تر به تغییرات بازار و نیازهای کاربران پاسخ دهند.

در کنار انواع سرویس‌های ابری از جمله PaaS و IaaS، در ابرآراز سرویس FaaS هم ارائه می‌شود. اگر تیم توسعه نرم‌افزار دارید، داده تحلیل می‌کنید، برنامه‌نویس هستید یا یک استارتاپ دارید، حتماً سرویس FaaS را در سرور ابری خود در نظر داشته باشید. انواع مختلف سرورهای ابری خصوصی و عمومی با ابزار FaaS در ابرآراز موجود هستند. برای انتخاب مناسب و اطلاعات بیشتر با کارشناسان ابرآراز مشورت کنید.

جمع‌بندی: FaaS چیست؟

همانطور که گفتیم، FaaS یک سرویس رایانش ابری است که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا کدهای خود را به صورت توابع مستقل و مقیاس‌پذیر، بدون نیاز به مدیریت زیرساخت‌های سرور اجرا کنند. با توجه به مزایای گفته شده، FaaS یک ابزار کلیدی در توسعه نرم‌افزار مدرن است.

به‌طور کلی:

• این مدل به کاهش هزینه‌ها، تسریع در توسعه و استقرار نرم‌افزار و افزایش انعطاف‌پذیری کمک می‌کند.
• چالش‌هایی مثل محدودیت‌های زمانی اجرای توابع، وابستگی به ارائه‌دهنده خدمات و پیچیدگی مدیریت امنیت را مدنظر داشت.
• به ساختار قیمت‌گذاری دقت کنید و از جزئیات هزینه‌های اضافی مطلع شوید.
• در انتخاب و خرید سرور ابری، به سرویس FaaS بر اساس نیازه پروژه‌تان توجه کنید.

سوالات متداول

• چه تفاوتی بین FaaS و Serverless وجود دارد؟

FaaS بخشی از معماری Serverless است. در Serverless، شما از خدماتی استفاده می‌کنید که نیاز به مدیریت سرور ندارند (مانند پایگاه داده، ذخیره‌سازی و غیره)، اما FaaS فقط مربوط به اجرای کدهای عملکردی (functions) است.

• چه کاربردهایی برای FaaS مناسب است؟

پردازش داده‌های Real-time، APIهای مقیاس‌پذیر، پردازش تصاویر و ویدیوها، وظایف مبتنی بر رویداد و مواردی از این قبیل، جزو کاربردهای FaaS هستند.

• FaaS برای چه نوع پروژه‌هایی مناسب نیست؟

این سرویس برای برنامه‌هایی که نیاز به اجرای طولانی دارند، سیستم‌هایی که زمان تأخیر کمی تحمل می‌کنند و برنامه‌هایی با نیاز به منابع ثابت مناسب نیست.