¿Qué es Serverless? | Cómo funciona Serverless Computing

Serverless es un modelo de ejecución de computación donde los proveedores de edge ejecutan código en tiempo real más cerca de los usuarios, y los proveedores de cloud gestionan dinámicamente la asignación y aprovisionamiento de servidores. Permite a los desarrolladores construir y ejecutar aplicaciones sin necesidad de gestionar la infraestructura subyacente. La computación serverless ha surgido como un paradigma revolucionario que está transformando la forma en que se desarrollan, implementan y escalan las aplicaciones.

Cómo funciona la computación serverless

En el núcleo de la computación serverless se encuentra la arquitectura serverless, que consta de dos componentes principales: FaaS (Function as a Service, función como servicio) y BaaS (Backend as a Service, backend como servicio).

La función como servicio (FaaS) permite a los desarrolladores ejecutar código en respuesta a eventos sin necesidad de gestionar la infraestructura subyacente. Los desarrolladores escriben funciones individuales, que son piezas de código pequeñas, sin estado y basadas en eventos que realizan tareas específicas. Estas funciones se activan por eventos como solicitudes HTTP, cambios en la base de datos o uploads de archivos. El proveedor de cloud escala automáticamente las funciones según la workload entrante, asignando recursos según sea necesario.

El backend como servicio (BaaS) brinda a los desarrolladores un conjunto de servicios y API preconfigurados que manejan tareas comunes de backend como autenticación, gestión de bases de datos y almacenamiento de archivos. El BaaS elimina la necesidad de que los desarrolladores tengan que construir y mantener estos servicios, permitiéndoles enfocarse en escribir la lógica de la aplicación.

Otro componente esencial de la arquitectura serverless es el API Gateway, que actúa como punto de entrada para las solicitudes entrantes. Dirige las solicitudes a las funciones serverless apropiadas y maneja tareas como autenticación, limitación de tasa y transformación de solicitudes/respuestas.

El serverless también aprovecha bases de datos y servicios de almacenamiento serverless, que brindan soluciones escalables y gestionadas para almacenar y recuperar datos. Estos servicios escalan automáticamente según las necesidades de la aplicación y ofrecen características como copias de seguridad automáticas, replicación y alta disponibilidad.

Una de las características clave de las funciones serverless es su naturaleza basada en eventos y sin estado. Las funciones se activan por eventos específicos y realizan sus tareas de forma independiente, sin mantener ningún estado entre invocaciones. Esto permite una alta escalabilidad y permite al proveedor de nube asignar recursos de manera eficiente.

Otro aspecto significativo de serverless es su escalado automático y asignación de recursos. El proveedor de nube aprovisiona y escala dinámicamente los recursos necesarios según la workload entrante. Los desarrolladores no necesitan preocuparse por la planificación de capacidad o la gestión de servidores, ya que el proveedor de nube maneja estas tareas automáticamente.

Las modernas plataformas de edge computing avanzan descentralizando y permitiendo que las funciones serverless se ejecuten más cerca de la fuente de datos y los usuarios, eliminando la necesidad de autoescalado y asignación de recursos en sus sentido tradicional.

La computación serverless también sigue un modelo de precios de pago por uso, también conocido como pago por consumo, donde a los clientes se les cobra según el tiempo de ejecución real y los recursos consumidos por sus funciones. Este modelo elimina la necesidad de pagar por recursos inactivos y permite la optimización de costos basada en los patrones de uso de la aplicación.

Beneficios de Serverless

La computación serverless brinda varios beneficios excelentes que la convierten en una opción atractiva para el desarrollo de aplicaciones modernas:

Reducción de la sobrecarga de gestión de infraestructura: Con la computación serverless, los desarrolladores pueden enfocarse en escribir código y construir aplicaciones sin preocuparse por la infraestructura subyacente. El proveedor de cloud se encarga de la gestión del servidor, los parches y el escalado, liberando tiempo y recursos de los desarrolladores.

Escalado automático y alta disponibilidad: Las plataformas serverless escalan automáticamente la aplicación según la workload entrante, asegurando que se puedan manejar momentos repentinos de alto tráfico sin ninguna intervención manual. Este escalado automático también brinda una alta disponibilidad, ya que el proveedor de cloud distribuye la workload entre múltiples servidores y data centers.

Ciclos de desarrollo e implementación más rápidos: La computación serverless permite a los desarrolladores construir e implementar aplicaciones rápidamente aprovechando servicios y API preconfigurados. La naturaleza modular de las funciones serverless permite iteraciones de desarrollo más rápidas y actualizaciones más fáciles de partes específicas de la aplicación.

Optimización de costos y reducción de gastos operativos: Con el modelo de precios de pago por uso, la computación serverless permite a los clientes pagar solo por el tiempo de ejecución real y los recursos consumidos por sus aplicaciones. Esto elimina la necesidad de aprovisionar y pagar por recursos inactivos, lo que lleva a ahorros de costos significativos. Además, la reducción de la sobrecarga de gestión de infraestructura se traduce en menores gastos operativos.

Más enfoque en la lógica de negocio y la innovación: Al abstraer la gestión de la infraestructura, la computación serverless permite a los desarrolladores enfocarse en escribir lógica de negocio y crear soluciones innovadoras. Pueden dedicar más tiempo a trabajar en las funcionalidades importantes de la aplicación y menos a la gestión y escalado de servidores.

Desafíos y limitaciones de la computación serverless

Si bien la computación serverless brinda numerosos beneficios, también conlleva ciertos desafíos y limitaciones que los desarrolladores deben tener en cuenta:

Latencia de arranque en frío y problemas de desempeño: Debido a la tecnología utilizada por los proveedores de cloud, las funciones serverless pueden experimentar arranques en frío, que ocurren cuando se invoca una función después de un período de inactividad. Los arranques en frío pueden producir latencia, ya que el proveedor de cloud necesita aprovisionar los recursos necesarios e inicializar la función. Tecnologías edge como la Plataforma de Edge Computing de Azion han superado esta limitación.

Tiempo de ejecución limitado y restricciones de recursos: Las plataformas serverless imponen límites en el tiempo de ejecución y recursos disponibles para las funciones. Generalmente, estas poseen un tiempo máximo de ejecución (por ejemplo, 15 minutos) y restricciones en el uso de memoria, CPU y almacenamiento. Estas limitaciones pueden no ser adecuadas para tareas de larga duración o que consuman muchos recursos.

Vendor lock-in y preocupaciones de portabilidad: Las plataformas serverless a menudo están vinculadas a proveedores de cloud específicos, lo que puede llevar al vendor lock-in. Mover una aplicación de una plataforma serverless a otra puede requerir cambios de código y adaptaciones significativas. De ese modo, elegir proveedores que utilicen estándares abiertos para la portabilidad mitiga el riesgo para las organizaciones que desean evitar la dependencia de un solo proveedor de cloud.

Desafíos de depuración y monitoreo: La depuración de aplicaciones serverless puede ser más desafiante en comparación con la de las aplicaciones tradicionales. Como las funciones se ejecutan de manera distribuida y basada en eventos, rastrear e identificar problemas puede ser más complejo. Sin embargo, un portafolio de observabilidad robusto del proveedor permitirá monitorear aplicaciones serverless sin la necesidad de herramientas y técnicas especializadas para obtener visibilidad del flujo de ejecución y las métricas de desempeño.

Consideraciones de seguridad y compliance: La computación serverless introduce nuevos desafíos asociados a la seguridad, pues la lógica de la aplicación se distribuye entre múltiples funciones y servicios. Asegurar una autenticación, autorización y protección de datos adecuadas se vuelve crucial. El compliance de las regulaciones del sector y las leyes de privacidad de datos también puede requerir consideraciones adicionales.

Casos de uso y aplicaciones de serverless

La computación serverless es adecuada para una amplia gama de casos de uso y aplicaciones. Algunos ejemplos comunes incluyen:

1. Backends web y móviles: Las funciones serverless se pueden utilizar para construir backends escalables y rentables para aplicaciones web y móviles. Pueden manejar tareas como autenticación de usuarios, procesamiento de datos e integración de API.

2. Procesamiento y análisis de datos: La computación serverless es ideal para procesar grandes volúmenes de datos y realizar análisis en tiempo real. Las funciones pueden activarse mediante flujos de datos o eventos, permitiendo pipelines de procesamiento de datos eficientes y escalables.

3. Retail y edge computing: Las funciones serverless se pueden implementar en el edge, cerca de las tiendas on-line, para procesar y analizar sus datos en tiempo real. Esto permite un procesamiento de baja latencia y reduce la cantidad de datos que deben enviarse a la cloud.

4. Machine learning e IA: La computación serverless se puede utilizar para construir e implementar modelos de machine learning y aplicaciones de IA. Las funciones se pueden usar para tareas como preprocesamiento de datos, entrenamiento de modelos e inferencia.

5. Chatbots e interfaces conversacionales: Las funciones serverless pueden impulsar chatbots e interfaces conversacionales manejando su procesamiento de lenguaje natural, el reconocimiento de intenciones y la generación de respuestas.

Mejores prácticas para aplicaciones serverless

Para aprovechar al máximo la computación serverless y construir aplicaciones eficientes y escalables, los desarrolladores deben seguir ciertas mejores prácticas:

1. Diseño y arquitectura de aplicaciones serverless: Las aplicaciones serverless deben diseñarse con una arquitectura modular y basada en eventos. Las funciones deben ser pequeñas, con objetivos bien definidos y débilmente acopladas. Los desarrolladores deben apuntar a funciones sin estado y utilizar bases de datos y servicios de almacenamiento serverless para persistir datos.

2. Elección de la plataforma y servicios serverless adecuados: Selecciona una plataforma serverless que se alinee con los requisitos de tu aplicación, preferencias de lenguaje de programación e infraestructura existente. Evalúa las características, desempeño, precios y capacidades de integración de la plataforma. Las plataformas de edge computing permiten un procesamiento de baja latencia, abriendo nuevas posibilidades para la adopción de serverless.

3. Optimización del desempeño y costo de las funciones: Optimiza las funciones serverless minimizando los tiempos de arranque en frío, utilizando configuraciones apropiadas de memoria y tiempo de espera, y aprovechando los mecanismos de caching. Monitorea y analiza el desempeño y costo de las funciones utilizando las herramientas proporcionadas por la plataforma serverless.

4. Implementación de seguridad y monitoreo serverless: Asegúrate de que estén implementados los mecanismos adecuados de autenticación y autorización para las funciones serverless. Utiliza protocolos de comunicación seguros y encripta los datos sensibles. Implementa prácticas sólidas de manejo de errores y registro. Usa herramientas de monitoreo y alerta para obtener visibilidad de la salud y desempeño de las aplicaciones.

5. Pruebas y depuración de aplicaciones serverless: Desarrolla estrategias de prueba exhaustivas para funciones serverless, incluyendo pruebas unitarias, de integración y de extremo a extremo. Utiliza herramientas de desarrollo y prueba locales proporcionadas por las plataformas serverless. Aprovecha las soluciones de rastreo y registro distribuidos para depurar y solucionar problemas de aplicaciones serverless de manera efectiva.

6. Integración y despliegue continuos (CI/CD) para serverless: Implementa pipelines de CI/CD para automatizar los procesos de construcción, prueba e implementación de aplicaciones serverless. Utiliza frameworks y herramientas de implementación específicas para serverless para agilizar el flujo de trabajo de implementación y garantizar implementaciones consistentes y confiables.

Conclusión

A medida que la adopción de serverless crece, los equipos de operaciones se adaptan al nuevo paradigma y los desarrolladores pueden enfocarse más en trabajar sobre la lógica de la aplicación, además de tener una libertad mucho mayor para poder contratar a proveedores que utilicen estándares abiertos y que no los sometan al vendor lock-in.

Los desarrolladores también pueden contar con el recurso de plataformas de edge computing como la de Azion, que permiten el procesamiento de baja latencia y la ejecución de funciones serverless más cerca de los usuarios y fuentes de datos, abriendo aún mayores posibilidades para la adopción de serverless.