تخيل لو أنك تخصص كل وقتك لبناء تطبيقات مذهلة ثم نشرها دون تخصيص أي من وقتك لإدارة الخوادم، إن الحوسبة بدون خوادم هي شيء يتيح لك القيام بذلك لأن البنية التي تحتاجها لتوسيع نطاق تطبيقاتك وتشغيلها تتم إدارتها نيابة عنك، لقد كانت البنية التحتية دائمًا مشكلة بالنسبة للمطورين، تعد الحوسبة بدون خوادم حلاً كبيرًا بالنسبة لهم لأنها تخفف هذا العبء عنهم.
ما هي الحوسبة بدون خوادم؟
الحوسبة بدون خوادم هي نموذج تنفيذ للحوسبة السحابية يتيح لمطوري البرامج إنشاء وتشغيل التطبيقات والخوادم دون الحاجة إلى توفير البنية التحتية الخلفية أو إدارتها، باستخدام التقنيات بدون خوادم، يعتني البائع السحابي بجميع إدارة وصيانة البنية التحتية الروتينية، بما في ذلك تحديث نظام التشغيل (OS)، وتطبيق التصحيحات، وإدارة الأمان، ومراقبة النظام وقدرة التخطيط.
باستخدام الحوسبة بدون خوادم، يشتري المطورون خدمات الواجهة الخلفية من بائعي الخدمات السحابية على الدفع حسب الاستخدام الأساس، مما يعني أنهم يدفعون فقط مقابل الخدمات المستخدمة، الهدف الرئيسي للحوسبة بدون خوادم هو تسهيل قيام المطورين بكتابة تعليمات برمجية مصممة للتشغيل على الأنظمة الأساسية السحابية وأداء دور محدد.
كيف تعمل الحوسبة بدون خوادم؟
مع الحوسبة بدون خوادم، لا يتعين على المطورين إدارة مثيلات الجهاز في السحابة، وبدلاً من ذلك، يقومون بتشغيل التعليمات البرمجية على خوادم سحابية دون الحاجة إلى تكوينها أو صيانتها، يعتمد التسعير على العدد الفعلي للموارد التي يستهلكها التطبيق وليس على وحدات السعة المشتراة مسبقًا.
عادةً، إذا استضاف المطورون تطبيقاتهم على خوادم افتراضية تعتمد على السحابة، فيجب عليهم إعداد هذه الخوادم وإدارتها، وتثبيت أنظمة التشغيل عليها، ومراقبتها وتحديث البرامج بشكل مستمر.
باستخدام نموذج بدون خوادم، يكتب المطورون وظيفة بلغة البرمجة المفضلة لديهم وينشرونها على النظام الأساسي لموفر بدون خادم، الوظيفة هي منطق الأعمال، حيث يتم تنفيذ المهمة بمجرد أن يؤدي حدث معين إلى تشغيلها، على سبيل المثال، الرد التلقائي على رسالة بريد إلكتروني تحتوي على سطر موضوع معين هو عبارة عن وظيفة.
مزود الخدمة السحابية يدير البنية التحتية والبرمجيات ويربط الوظيفة بنقطة نهاية واجهة برمجة التطبيقات، يتفاعل المستخدمون مع واجهة برمجة التطبيقات لاستخدام الوظيفة وتنفيذ المهام، تسمح واجهة برمجة التطبيقات بتشغيل العديد من المثيلات المختلفة للوظيفة في وقت واحد، مما يستوعب العديد من المستخدمين حتى تصل الوظيفة إلى حد معين، يُعرف باسم حد التزامن.
لماذا تعتبر الحوسبة بدون خوادم مهمة؟
تلعب الحوسبة بدون خوادم دورًا مهمًا في التحول الرقمي. أولاً، يتيح للمطورين التركيز على كتابة التعليمات البرمجية ونشرها دون الحاجة إلى القلق بشأن البنية التحتية الأساسية التي تدعم تنفيذ التعليمات البرمجية، بغض النظر عن حجم الصناعة أو الشركة، فإن استراتيجية الحوسبة بدون خوادم تعمل على التخلص من النفقات الإدارية لزيادة إنتاجية المطور.
وهذا مفيد بشكل خاص للشركات الناشئة أو الشركات الصغيرة والمتوسطة الحجم التي لا تملك الميزانية اللازمة لتنفيذ ودعم البنية التحتية المادية، مع عدم وجود خادم، فإنهم يدفعون فقط مقابل موارد الحوسبة التي يستخدمونها، كما يمكنهم أيضًا اختيار الخدمات من مقدمي الخدمات التي تناسب احتياجاتهم، يمكن لفرق تطوير التطبيقات التركيز على التطبيقات التي تواجه المستخدم بدلاً من إدارة البنية التحتية، تخفف الحوسبة بدون خوادم أيضًا من المخاوف الأخرى، حيث غالبًا ما يقدم مقدمو الخدمة إمكانات أخرى، مثل (ميزات الأمان، وظائف الامتثال، إدارة الخادم صفر، التوسع التلقائي لتلبية متطلبات حركة المرور المتغيرة، إدارة الأمن المتكامل).
مزايا وعيوب الحوسبة بدون خوادم
تبنّت العديد من المؤسسات الحوسبة بدون خوادم لما توفره من زيادة في الكفاءة وتوفير في التكاليف، تُمكّن بنية الحوسبة بدون خوادم المطورين من إنشاء التطبيقات والخدمات وتشغيلها دون الحاجة إلى إدارة البنية التحتية، حيث يقوم مزود الخدمة السحابية بتخصيص موارد الأجهزة ديناميكيًا.
قد يكون مصطلح "بدون خوادم" مُضللاً بعض الشيء، إذ لا تزال الخوادم جزءًا من العملية، تفصل الحوسبة بدون خوادم طبقة الخادم عن عملية التطبيق، حيث يتولى مزود الخدمة السحابية مهام الخادم، بينما يركز المستخدم على كتابة التعليمات البرمجية، تعتمد بنية الحوسبة بدون خوادم على الأحداث، ويمكنها التوسع أو التقليص تلقائيًا استجابةً للطلب، ولا يدفع المستخدم إلا مقابل الموارد المستخدمة.
عندما تُوازن المؤسسة بين مزاياها وتحدياتها بدقة، وتُراعي جاهزيتها التنظيمية لهذا التحول، يُمكنها استخدام الحوسبة بدون خوادم لتحسين العمليات، وخفض التكاليف، وتعزيز الابتكار.
1. مزايا الحوسبة بدون خوادم
بفضل نهجها المبتكر في نشر التطبيقات والخدمات، تُقدم الحوسبة بدون خوادم العديد من المزايا الجذابة التي تُحفز اعتمادها في مختلف القطاعات، إليكم بعضًا من أهم هذه المزايا.
كفاءة التكلفة
تعتمد الحوسبة بدون خوادم على احتساب تكلفة الموارد المستخدمة بدلاً من السعة المشتراة مسبقاً، فلا حاجة لدفع تكاليف السعة غير المستخدمة أو إدارة الخوادم، كما يتم تجنب الهدر خلال فترات انخفاض الطلب المتوقعة في البنى التقليدية القائمة على الخوادم، ويؤدي نموذج الدفع حسب الاستخدام هذا إلى توفير التكاليف لأحمال العمل المتغيرة.
الكفاءة التشغيلية
يبسط نموذج الحوسبة بدون خوادم مهام إدارة البنية التحتية، مثل توفير الخوادم وتحديثها وصيانتها، مما يُمكّن المطورين من التركيز على بناء ميزات التطبيق، كما يُحسّن سير العمل ويُسرّع عمليات النشر والتحديثات لأن مزود الخدمة السحابية يتولى تعقيدات إدارة الخوادم.
قابلية التوسع
تُعد ميزة التوسع التلقائي مفيدة للتعامل مع أنماط حركة البيانات غير المتوقعة أو المتقلبة، حيث تضمن استمرار استجابة التطبيق دون تدخل يدوي، بالإضافة إلى ذلك، يمكن للحوسبة بدون خوادم التكيف ديناميكياً مع الارتفاعات المفاجئة في حركة البيانات، كما هو الحال أثناء الأحداث الكبرى أو فترات التخفيضات، لضمان أداء ثابت.
تبسيط كود الواجهة الخلفية
يُمكّن تبسيط كود الواجهة الخلفية المطورين من التركيز على منتجهم الأساسي، مما يؤدي غالبًا إلى جودة أفضل وميزات أكثر ابتكارًا، كما أن بنى الحوسبة بدون خوادم متوافقة مع الخدمات المصغرة، مما يُسهّل تطوير ونشر وإدارة أجزاء صغيرة ومستقلة ووحداتية من الكود، بما يتماشى مع أنماط الخدمات المصغرة.
النظام البيئي والمجتمع
يُقدّم مزودو الخدمات السحابية الرئيسيون خدمات متكاملة تعمل بسلاسة مع الحوسبة بدون خوادم، بما في ذلك قواعد البيانات وقدرات التعلّم الآلي، وهذا يُتيح إنشاء تطبيقات غنية بالميزات.
2. عيوب الحوسبة بدون خوادم
يُعدّ فهم عيوب الحوسبة بدون خوادم أمرًا بالغ الأهمية للمؤسسات التي تفكر في استخدام بنى الحوسبة بدون خوادم لتطبيقاتها، فيما يلي بعض العيوب الرئيسية:
مشاكل الأداء
عندما تبقى وظيفة ما غير مستخدمة لفترة معينة، تدخل في حالة خمول، ونتيجة لذلك، قد تواجه الطلبات اللاحقة بعد هذه الفترة تأخيرًا في وقت الاستجابة - يُعرف باسم بدء التشغيل البارد - حيث يحتاج الخادم إلى تخصيص الموارد وإعادة تشغيل الوظيفة من البداية، قد توجد خيارات أفضل من الحوسبة بدون خوادم في التطبيقات التي تتطلب سرعة استجابة عالية، يمكن أن يتسبب تباين زمن الاستجابة، وخاصة في حالات بدء التشغيل البارد وتخصيص الموارد، في حدوث مشاكل.
الاحتكار من قِبل مزود واحد
غالبًا ما تعتمد بنى الحوسبة بدون خوادم على الخدمات والأدوات التي يقدمها مزود سحابي واحد، قد يؤدي ذلك إلى الاحتكار من قِبل مزود واحد، مما يجعل الانتقال إلى مزود آخر في المستقبل أمرًا صعبًا ومكلفًا، بالإضافة إلى ذلك، تقدم العديد من منصات الحوسبة بدون خوادم خدمات خاصة قد تتطلب خيارات مكافئة على منصات أخرى، مما قد يزيد من تعقيد جهود الانتقال المحتملة.
محدودية التحكم والمرونة
عند استخدام نهج الحوسبة بدون خوادم، قد يكون تحكمك محدودًا في البنية التحتية الأساسية، بما في ذلك نظام التشغيل والأجهزة، قد يُشكل هذا مشكلة إذا كان تطبيقك يتطلب إعدادات بيئية محددة، بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تفرض منصات الحوسبة بدون خوادم قيودًا على وقت التشغيل، مثل الحد الأقصى لوقت تنفيذ الدالة، وبيئات التنفيذ المتاحة، مثل لغات البرمجة والإصدارات المدعومة.
الأمان
قد تزيد تطبيقات الحوسبة بدون خوادم من خطر الهجمات الإلكترونية، لأن كل دالة يمكن أن تُشكل نقطة دخول محتملة للهجوم، كما يعتمد أمان تطبيق الحوسبة بدون خوادم بشكل كبير على إجراءات الأمان التي يُطبقها مُزود الخدمة السحابية، مع أن مُزودي الخدمة عادةً ما يمتلكون إجراءات أمان شاملة، إلا أن مالك التطبيق هو المسؤول عن تأمين كود التطبيق وبياناته وفقًا لنموذج المسؤولية المشتركة.
تحديات المراقبة والتصحيح
قد تُشكل المراقبة والتسجيل تحديات نظرًا لطبيعة وظائف الحوسبة بدون خوادم الموزعة، قد يكون تصحيح أخطاء تطبيقات الحوسبة بدون خوادم صعبًا، خاصةً عند محاولة إعادة إنتاج الظروف الدقيقة التي أدت إلى المشكلة، نظرًا لطبيعة وظائف الحوسبة بدون خوادم غير المُحتفظة بالحالة والمؤقتة.
حالات استخدام الحوسبة بدون خوادم
هناك العديد من حالات الاستخدام للحوسبة بدون خوادم، بما في ذلك المهام التالية:
- الحوسبة الناتجة عن الأحداث: تُستخدم الحوسبة بدون خوادم في السيناريوهات التي تتضمن وصول الأجهزة إلى أنواع مختلفة من الملفات، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر التي تقوم بتحميل مقاطع الفيديو والملفات النصية والصور.
- معالجة بيانات إنترنت الأشياء (IoT): توفر الحوسبة بدون خوادم طريقة لدمج وتحليل البيانات من أجهزة مختلفة ثم تشغيل الأحداث المطلوبة، مما يوفر طريقة وظيفية للغاية وأقل تكلفة لإدارة إنترنت الأشياء.
- المهام الخلفية لتطبيقات الهاتف المحمول أو مواقع الويب: يمكن لوظيفة بدون خوادم تلقي طلب، مثل الحصول على معلومات من قاعدة بيانات المستخدم، من الواجهة الأمامية للموقع أو التطبيق، واسترداد المعلومات وتسليمها مرة أخرى إلى الواجهة الأمامية.
- عمليات خلفية كبيرة الحجم: يتم استخدام الحوسبة بدون خوادم لنقل البيانات إلى التخزين طويل الأمد؛ وتحويل البيانات ومعالجتها وتحليلها، ونقل المقاييس إلى خدمة التحليلات.
- دعم الخدمات المصغرة: يعد دعم بنيات الخدمات الصغيرة أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا للحوسبة بدون خوادم، على الرغم من أن المطورين يمكنهم استخدام الحاويات أو المنصة كخدمة (بااس) لبناء وتشغيل الخدمات المصغرة، يمكنهم أيضًا استخدام الحوسبة بدون خوادم، إن التوسع المتأصل والتلقائي، والتزويد السريع، واستخدام أجزاء صغيرة من التعليمات البرمجية ونموذج التسعير الذي يفرض رسومًا على الموارد المستخدمة فقط، كلها أمور مفيدة لدعم الخدمات المصغرة.
- بناء واجهات برمجة التطبيقات (RESTful): الحوسبة بدون خوادم تجعل البناء أسهل واجهات برمجة التطبيقات (RESTful) أن المطورين قادرون على التوسع حسب الطلب.
- معالجة الفيديو والصورة: تتيح الحوسبة بدون خوادم للمطورين تعديل ترميز الفيديو لأجهزة مختلفة وتغيير حجم الصور بشكل ديناميكي.
- كتابة تطبيقات متعددة اللغات: عندما يقوم المطورون بإنشاء التطبيقات، فإن أحد العوامل الأولى التي يجب مراعاتها هو اللغة التي يجب استخدامها، نظرًا لأن عدم وجود خادم هو برمجة متعددة اللغات البيئة، يمكن للمطورين كتابة التعليمات البرمجية بأي لغة أو إطار عمل يختارونه، بما في ذلك (بيثون، Node.js، جافا وجافا سكريبت).
- التكامل المستمر/التسليم المستمر: خطوط أنابيب (CI/CD) اسمح للمطورين بإرسال أجزاء صغيرة من التعليمات البرمجية، مما يعني أنه يمكنهم إرسال إصلاحات الأخطاء والتحديثات الأخرى كل يوم، يمكن للهندسة المعمارية الخالية من الخوادم أتمتة العديد من سير العمل في خطوط أنابيب (CI/CD) للمطورين، مثل طلبات السحب التي تؤدي إلى اختبارات آلية.
أفضل الممارسات لتأمين تطبيقات الحوسبة بدون خوادم
توجد بعض أفضل الممارسات للحد من الهجمات الإلكترونية والمخاطر الأمنية الأخرى التي تواجه بيئات التطبيقات غير الخادمية، وتشمل ما يلي:
- استخدام واجهات برمجة التطبيقات (APIs): يتطلب نقل البيانات من جانب العميل عبر واجهة برمجة التطبيقات طبقة أمان إضافية، لحماية تطبيقات الواجهة الخلفية غير الخادمية. وهذا يضمن عدم نجاح المستخدمين ذوي النوايا الخبيثة في شن هجمات إلكترونية عبر نقل البيانات.
- تحسين الأمان: يجب تطبيق إجراءات أمنية مثل التشفير والمصادقة متعددة العوامل على موارد التطبيقات غير الخادمية المختلفة. ونظرًا لاحتواء هذه التطبيقات على العديد من الخدمات المصغرة، يجب حماية كل منها للحد من ثغرات الأمان التي يمكن للمهاجمين استغلالها.
- تحديد الأذونات والصلاحيات: يجب منح مستخدمي التطبيق الأذونات والصلاحيات اللازمة فقط لأداء مهام محددة، وهو ما يُعرف بمبدأ أقل الصلاحيات.
- مراقبة وتسجيل الاستخدام: يجب تسجيل ومراقبة نشاط المستخدم مع وظيفة أو خدمة مصغرة غير خادمية بشكل مستمر لتحديد الأخطاء وإيقاف أي نشاط مشبوه قبل حدوث أي ضرر.
- تقييد الوصول باستخدام السحابات الخاصة الافتراضية: يمكن تهيئة الشبكات الافتراضية الخاصة (VPCs) بميزات أمان خاصة بها، مثل جدران الحماية الافتراضية، لحماية الموارد.
مستقبل الحوسبة بدون خوادم
مستقبل الحوسبة بدون خوادم يمثل تحولًا جذريًا في طريقة تصميم وتشغيل التطبيقات والخدمات الرقمية، هذا النمط من الحوسبة يعتمد على توفير الموارد والبنية التحتية المطلوبة لتشغيل التطبيقات، دون الحاجة لأن يدير المطورون الخوادم بشكل مباشر، يتيح هذا النموذج للشركات توفير الوقت والجهد، والتركيز بشكل أكبر على تطوير وظائف التطبيقات بدلاً من الانشغال بصيانة الخوادم.
التكنولوجيا التي تقوم عليها الحوسبة بدون خوادم، مثل خدمات "وظائف كخدمة" (FaaS)، توفر كفاءة أعلى لأنها تعمل بناءً على الطلب، مما يعني أن الموارد تُستخدم فقط عند الحاجة، كما أن هذا النهج يساهم في تقليل التكاليف التشغيلية ويعزز القابلية للتوسع، حيث يمكن للتطبيقات التعامل مع كميات كبيرة من الطلبات دون الحاجة إلى تجهيز البنية التحتية مسبقًا.
في المستقبل، قد نشهد مزيدًا من التحسينات في الأتمتة والأمان وتقليل العيوب التقنية بسبب الاعتماد الكبير على هذا النوع من الحوسبة، ستصبح التكنولوجيا أكثر تكاملًا مع الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء، مما سيُمكن المطورين من ابتكار حلول مبتكرة ومرنة تلبي احتياجات الأعمال والمستخدمين على حد سواء.
