एज बनाम क्लाउड कंप्यूटिंग: आधुनिक डेवलपर्स के लिए एक मार्गदर्शिका

कंटेंट डिलीवरी नेटवर्क्स (CDNs) का विकास

शुरुआत में ओरिजिन सर्वरों को कैश करने और उनकी सुरक्षा पर केंद्रित CDNs में सर्वरलेस कंप्यूटिंग के उदय के साथ विकास शुरू हुआ। एक नया विचार बहुत तेज़ी से लोकप्रिय हुआ: डेवलपर्स एक एटोमिक “फ़ंक्शन” परिभाषित कर सकते थे, जो किसी इवेंट—जैसे नई इमेज अपलोड या नया डेटाबेस रिकॉर्ड—के जवाब में ऑन-डिमांड चलता है, और उन्हें अंतर्निहित भौतिक या वर्चुअल इन्फ्रास्ट्रक्चर को अपने पास रखने या बनाए रखने की ज़रूरत नहीं होती।

2015 में AWS Lambda इस नए पैरेडाइम का पहला उदाहरण था। 2016 में AWS Lambda@Edge आया, जिसने आपको Amazon CloudFront—AWS की CDN सेवा—के ऊपर चलने वाले फ़ंक्शन्स के साथ यही दृष्टिकोण अपनाने की सुविधा दी।

लोकप्रिय CDNs ने भी यही राह अपनाई, और ऐसी सेवाएँ पेश कीं जैसे 2017 में Cloudflare Workers, 2019 में Fastly Compute@Edge, और 2019 में Akamai EdgeWorkers।

और वे यहीं नहीं रुके! जैसा कि हमने इस लेख की शुरुआत में कहा था, एज कंप्यूटिंग केवल कंप्यूट क्षमताओं को एज पर लाने तक सीमित नहीं है। अधिकांश मामलों में, आपको किसी न किसी प्रकार के डेटा स्टोरेज की भी आवश्यकता होती है। इसलिए CDNs विकसित होते रहे और नए एज सेवाएँ लेकर आए—जैसे की-वैल्यू स्टोर्स, ऑब्जेक्ट स्टोरेज, SQL डेटाबेस, इमेज रिसाइज़िंग, AI इन्फेरेंस, और बहुत कुछ!

उदाहरण के लिए:

• Cloudflare का डेवलपमेंट प्लेटफ़ॉर्म ऐसी एज सेवाएँ प्रदान करता है जैसे Workers KV की-वैल्यू स्टोरेज के लिए, D1 रिलेशनल SQL डेटाबेस के लिए जिसमें पॉइंट-इन-टाइम रिकवरी है, R2 ईग्रेस फ़ीस के बिना ऑब्जेक्ट स्टोरेज के लिए, और Queues असिंक्रोनस टास्क निष्पादन के लिए। 
• इसी तरह, Fastly पर आपको मिलता है KV Store की-वैल्यू पेयर्स, सीक्रेट्स और कॉन्फ़िग डेटा स्टोर करने के लिए, और Fanout द्वि-दिशीय असिंक्रोनस पब/सब के लिए, एज पर।
• और जैसा आपने सोचा, Akamai पेश करता है EdgeKV।
• Amazon CloudFront ने अपना CloudFront KeyValueStore 2023 में प्रस्तुत किया।

आज, CDNs वे सेवाएँ प्रदान करते हैं जिन्हें आप सामान्यतः केवल किसी क्लाउड रीजन (या डेटा सेंटर) में चलने की अपेक्षा करते हैं—सर्वरलेस फ़ंक्शन्स से लेकर की-वैल्यू स्टोर्स, ऑब्जेक्ट स्टोरेज, क्यूज़ और रिलेशनल डेटाबेस तक। संयोग से, क्यूज़, ऑब्जेक्ट स्टोरेज और कंप्यूट क्षमता 2006 में घोषित की गई पहली क्लाउड सेवाएँ थीं—जो अब वैश्विक रूप से वितरित तरीके से एज पर पदार्पण कर रही हैं।

अंदर से, ये नए एज कंप्यूट प्लेटफ़ॉर्म अलग-अलग टेक्नोलॉजीज़ का उपयोग करते हैं और अलग-अलग प्रोग्रामिंग भाषाओं का समर्थन करते हैं। उदाहरण के लिए, Cloudflare Chrome V8 इंजन का उपयोग करता है, जो शुरू में केवल JavaScript को सपोर्ट करता था लेकिन 2018 में WebAssembly को शामिल करना शुरू किया। दूसरी ओर, Fastly ने अपने एनवायरनमेंट सैंडबॉक्सिंग के लिए शुरुआत से ही WebAssembly का उपयोग करने का निर्णय लिया ताकि V8 की कुछ स्टार्टअप लेटेंसी सीमाओं से बचा जा सके। इससे Fastly को TypeScript, Rust, Go, .NET, Ruby और Swift जैसी कई प्रोग्रामिंग भाषाओं का समर्थन करने की अनुमति मिलती है।

आइए WebAssembly के बारे में संक्षेप में बात करें।

एज पर WebAssembly

WebAssembly (संक्षेप में Wasm) इस क्षेत्र में सबसे दिलचस्प विकासों में से एक हो सकता है। 2017 में इसकी घोषणा और 2019 में W3C सिफ़ारिश बनने के बाद से, कई लोग ब्राउज़र में Wasm बाइनरीज़ के निष्पादन के बारे में बात करते हैं, लेकिन सर्वर-साइड निष्पादन, जिसमें एज भी शामिल है, की भी काफी संभावनाएँ हैं।

Wasm आपको विभिन्न समर्थित भाषाओं में बिज़नेस लॉजिक लिखने और उसे एक बाइनरी फ़ाइल में कंपाइल करने देता है, जो Bytecode Alliance के wasmtime जैसे Wasm रनटाइम पर चलती है।

WASI (WebAssembly System Interface) के साथ मिलकर, यह आपको W3C द्वारा मानकीकृत इंटरफ़ेस के ज़रिए अलग-अलग भाषाओं में लिखे गए सॉफ़्टवेयर को एक साथ संयोजित करने देता है।

यदि यह आपको क्लाउड दुनिया में किसी बहुत लोकप्रिय चीज़ जैसा लगता है, तो Docker के संस्थापक का 2019 का यह ट्वीट देखें:

तो, Wasm + WASI से बहुत ऊँची अपेक्षाएँ हैं। मैं आपको Bytecode Alliance और WebAssembly के लिए सुरक्षित और ओपन कंपाइलर्स, रनटाइम्स और टूलिंग बनाने के उनके प्रयासों पर नज़र रखने के लिए प्रोत्साहित करता हूँ। यह गैर-लाभकारी संगठन 2019 में Mozilla, Fastly, Intel और Red Hat द्वारा स्थापित किया गया था। आज, इसके सदस्यों में Amazon, Arm, Cisco, Docker, Fermyon, Microsoft, Nginx, Shopify, Siemens और VMware जैसे अन्य क्लाउड और एज खिलाड़ी शामिल हैं।

एज और क्लाउड कंप्यूटिंग की तुलना

अब, एज कंप्यूटिंग की हमारी पड़ताल पर वापस लौटते हैं।

क्लाउड कंप्यूटिंग की तुलना में सबसे दिलचस्प और उल्लेखनीय अंतरों में से एक यह है कि एज डिज़ाइन से ही वैश्विक रूप से वितरित होता है। आपका कोड और डेटा स्टोरेज स्वाभाविक रूप से सैकड़ों एज सर्वरों पर चलता है। यह क्लाउड आर्किटेक्चर से बड़ा अंतर है, जो आमतौर पर एकल डेटा सेंटर में केंद्रीकृत एप्लिकेशन के रूप में शुरू होते हैं (या किसी क्लाउड रीजन के भीतर 2-3 अवेलेबिलिटी ज़ोन्स में)।

हालाँकि कई एप्लिकेशन आसानी से केंद्रीकृत रूप से चल सकते हैं, यदि आप वैश्विक दर्शकों वाली कोई वेबसाइट या प्रोडक्ट बना रहे हैं, तो आपकी आर्किटेक्चर में निश्चित रूप से किसी न किसी प्रकार का कैशिंग और कंटेंट डिस्ट्रीब्यूशन शामिल होगा। और एज कंप्यूटिंग के साथ यह स्वचालित रूप से होता है—आपका एज ऐप एक क्लिक (या CLI कमांड) से वैश्विक रूप से वितरित हो जाता है और अनुकूलित विलंबता के लिए आपके उपयोगकर्ताओं के जितना संभव हो उतना करीब चलता है।

तो यहाँ आता है अलंकारिक प्रश्न।

क्या आपको अब भी क्लाउड की ज़रूरत है?

दूसरे शब्दों में, क्या 2024 में भी सुव्यवस्थित, स्केलेबल एप्लिकेशन डिज़ाइन और बनाने के लिए क्लाउड सबसे अच्छा विकल्प है?

हाँ, बिल्कुल!

हकीकत यह है कि ज़्यादातर उपयोग मामलों में, एज को अब भी किसी न किसी प्रकार के ओरिजिन पर निर्भर रहना पड़ता है। ओरिजिन वह जगह है जहाँ आपका कोड बिज़नेस लॉजिक चलता है—चाहे वह आपकी वेबसाइट का बैकएंड हो या अन्य जटिल वर्कलोड जो केंद्रीकृत ही रहना चाहिए (सुविधा, तकनीकी सीमाओं या लागत के कारण)।

आइए देखें कि कौन-से वर्कलोड (अभी के लिए) क्लाउड में बने रहने की अधिक संभावना है:

• बैकएंड APIs + RDMS - आमतौर पर आपके ओरिजिन का कोर और प्रोडक्शन डेटाबेस (केवल AWS पर ही कम से कम 10 अलग-अलग डेटाबेस सेवाएँ हैं)।
• विशाल स्टोरेज - क्लाउड कोल्ड स्टोरेज के माध्यम से लागत कम करने के तरीके प्रदान करता है।
• डेटा एनालिटिक्स - आपका सामान्य डेटा वेयरहाउस, डेटा लेक और डेटा पाइपलाइंस क्वेरी चलाने और रिपोर्ट बनाने के लिए केंद्रीकृत डेटा रिपॉजिटरी की आवश्यकता रखते हैं।
• AI/ML - कुशलतापूर्वक और लागत-प्रभावी तरीके से प्रशिक्षण के लिए विशाल डेटासेट्स चाहिए (जबकि इन्फेरेंस पहले से ही एज पर चल सकता है)।
• HPC/सिमुलेशन - हाई-परफॉर्मेंस कंप्यूटिंग डिज़ाइन से ही वितरित होता है, लेकिन आमतौर पर एक ही डेटा सेंटर या रीजन के भीतर ताकि नेटवर्क ओवरहेड कम रहे।
• CI/CD पाइपलाइंस - ये कहीं भी चल सकती हैं, लेकिन क्लाउड का उपयोग करना संभवतः अधिक सुविधाजनक और सस्ता है (जिसमें आपके एज सेवाओं को डिप्लॉय करने की पाइपलाइंस भी शामिल हैं)।

संक्षेप में, क्लाउड सामान्य-उद्देश्य सेवाओं में उत्कृष्ट है—लगभग हर संभव वर्कलोड प्रकार का समर्थन करता है—लगभग असीमित स्टोरेज और क्षैतिज स्केलेबिलिटी के साथ (किसी रीजन के भीतर या लचीलापन व डिजास्टर रिकवरी के लिए थोड़े रीजन में)।

इसके विपरीत, एज वैश्विक डिप्लॉयमेंट्स को सरल बनाता है, सुरक्षा बढ़ाता है, और क्लाउड ओरिजिन के लिए कैशिंग सक्षम करता है, साथ ही लेटेंसी-ऑप्टिमाइज़्ड फीचर्स को सपोर्ट करता है—वह भी आपकी मुख्य एप्लिकेशन में जटिलता जोड़े बिना।

दूसरे शब्दों में, क्लाउड कंप्यूटिंग और एज कंप्यूटिंग एक-दूसरे के पूरक हैं। वे सह-अस्तित्व में रहेंगे और अलग-अलग तकनीकी समस्याओं का समाधान करेंगे।

लागत-सचेत आर्किटेक्चर

विचार करने के लिए एक और दिलचस्प पहलू लागत है। मैनेज्ड सेवाओं के साथ अक्सर होता है कि आपको तैयार समाधान का उपयोग करने और अपना वैश्विक रूप से वितरित समाधान डिज़ाइन, बनाकर और बनाए रखने के बीच समझौता करना पड़ता है।

चूँकि एज वैश्विक कंटेंट वितरण के लिए ऑप्टिमाइज़्ड है, यह अक्सर ईग्रेस फ़ीस की लागत कम कर देता है। हालाँकि, एज डेटा स्टोरेज को सैकड़ों एज सर्वरों में वितरित करना पड़ता है, जिससे स्टोरेज और डेटा ऑपरेशंस क्षेत्रीय क्लाउड सेवाओं की तुलना में अधिक महँगे लग सकते हैं—जो आमतौर पर केवल 2-3 अवेलेबिलिटी ज़ोन्स में डेटा को प्रतिलिपि करते हैं।

आइए कुछ संख्याएँ देखें—3 एज सेवाओं (Cloudflare Workers KV, Fastly KV, CloudFront KeyValueStore) और 2 क्लाउड सेवाओं (AWS पर Redis serverless और DynamoDB on-demand on AWS) के लिए की-वैल्यू स्टोरेज पर फोकस करते हुए:

* प्रति KB के लिए 

** पहले 25 GB निःशुल्क

कुछ दिलचस्प अंतर और अवलोकन:

1. Cloudflare डेटा ट्रांसफ़र के लिए शुल्क नहीं लेता, लेकिन delete ऑपरेशंस की लागत write ऑपरेशंस जैसी ही है।
2. Fastly delete ऑपरेशंस के लिए शुल्क नहीं लेता, लेकिन आप प्रति माह 2,50,000 writes और 50 लाख reads तक सीमित हैं (जब तक कि आप ऐड-ऑन के लिए भुगतान न करें)।
3. CloudFront KeyValueStore पढ़ने के लिए बेहद ऑप्टिमाइज़्ड लगता है, लेकिन लिखना अन्य विकल्पों की तुलना में अविश्वसनीय रूप से महँगा है।
4. Redis काफ़ी सस्ता दिखता है, लेकिन ध्यान रखें कि यह $0.0038 प्रति KB है, इसलिए यदि आप 5KB पढ़/लिख रहे हैं, तो यह 5 गुना महँगा होगा (जो फिर भी काफ़ी सस्ता है)।
5. DynamoDB सिर्फ़ की-वैल्यू स्टोर नहीं है, लेकिन इसे उसी तरह इस्तेमाल किया जा सकता है—और यह अब भी एज सेवाओं की तुलना में एक ऑर्डर तक सस्ता लगता है।

हालाँकि क्लाउड सेवाएँ सस्ती लग सकती हैं, यह ध्यान देना महत्वपूर्ण है कि वे डिफ़ॉल्ट रूप से वैश्विक स्तर पर काम नहीं करतीं। आप DynamoDB Global Tables या Amazon ElastiCache Global Datastore सक्षम कर सकते हैं (हालाँकि यह ElastiCache serverless के साथ संगत नहीं है, इसलिए आपको कई क्लस्टर्स भी प्रबंधित करने होंगे)।

उदाहरण के लिए, यदि आप 10 रीजन में DynamoDB Global Tables सक्षम करते हैं, तो लिखने और स्टोरेज की लागत 10 से गुणा हो जाती है—तो यह 1M writes के लिए $7.60 और 1GB/माह के लिए $3 हो जाती है। यह एज विकल्पों से पहले ही अधिक महँगा हो जाता है—और वह भी केवल 10 रीजन के लिए (सैकड़ों एज सर्वरों की तुलना में)।

एज कंप्यूटिंग के वास्तविक दुनिया के उपयोग के मामले

तो, एज पर वास्तव में क्या किया जा सकता है? कई दिलचस्प उपयोग मामले हैं, और मुझे उम्मीद है कि यह लेख आपको यह तय करने में मदद करेगा कि आपके प्रोडक्ट के लिए कौन-सा उपयुक्त है।

कुछ उदाहरण:

• प्रमाणीकरण: एज-आधारित CAPTCHA, पासवर्डलेस ऑथेंटिकेशन, या JWT वेलिडेशन को लागू करना स्टेटलेस ऑपरेशंस को एज पर करके ओरिजिन लोड को कम कर सकता है—जिन्हें डेटाबेस एक्सेस या अन्य ओरिजिन संसाधनों की आवश्यकता नहीं होती।
• डेटा संग्रह: बाहरी डेटा स्रोतों या डेटा डेस्टिनेशंस के साथ इंटीग्रेट करें—क्लाइंट-साइड और सर्वर-साइड ट्रैकिंग को एज पर ऑफ़लोड करके ब्राउज़र में भारी SDKs या सर्वर पर परफ़ॉर्मेंस बॉटलनेक्स से बचें।
• जियो-आधारित समृद्धि: अपनी वेबसाइट को ‘आपके पास’ कंटेंट से बेहतर बनाएं जो एज पर स्टोर हो, स्थानीयकृत रीडायरेक्ट्स लागू करें (/en -> /fr), जियोफेंसिंग या प्रति-देश थ्रॉटलिंग को जियोलोकेशन APIs के साथ उपयोग करें।
• कंटेंट पर्सनलाइज़ेशन: एज पर हाल ही में देखे गए लेख या अनुशंसित प्रोडक्ट्स को स्टोर और प्रदर्शित करें, प्रीमियम कंटेंट के लिए पेवॉल्स लागू करें, या A/B टेस्टिंग का उपयोग करके व्यक्तिगत, संदर्भित कंटेंट प्रदान करें—वह भी ओरिजिन पर जटिलता को न्यूनतम रखते हुए।
• SEO ऑप्टिमाइज़ेशन: एज पर सीधे HTTP हेडर्स और HTML प्रतिक्रियाओं में परिवर्तन करें ताकि कस्टम कैशिंग नीतियाँ, कंटेंट स्टिचिंग, या ऐड-हॉक कंप्रेशन एल्गोरिदम लागू किए जा सकें।
• सुरक्षा: कस्टम WAFs (Web Application Firewalls) इंटीग्रेट करें या सीक्रेट हेडर्स और कस्टम एक्सेस कंट्रोल लॉजिक लागू करें।

या आप ऐसा पूरा प्रोडक्ट या प्रोडक्ट्स का सूट डिज़ाइन कर सकते हैं जो लगभग पूरी तरह एज पर काम करता हो—ठीक वही जो हम Edgee पर कर रहे हैं।

मुख्य बातें

आशा है कि इस लेख ने स्पष्ट किया होगा कि CDNs अब केवल कैशिंग और DDoS सुरक्षा तक सीमित नहीं हैं—वे अब डेवलपर्स के लिए ढेरों मूल्यवान सेवाएँ प्रदान करते हैं। एज एक नया तरीका है ऐप्स बनाने या नई सुविधाएँ इंटीग्रेट करने का, जबकि ओरिजिन को तेज़ और सरल बनाए रखते हुए।

WebAssembly में बहुत क्षमता है—सिर्फ़ ब्राउज़र के लिए ही नहीं, बल्कि सर्वर-साइड और एज बाइनरी निष्पादन के लिए भी। 

क्लाउड यहां रहने के लिए है, और एज वैश्विक रूप से वितरित एप्लिकेशन बनाने में—अनुकूलित विलंबता और लागत के साथ—उसकी सीमाओं को पूरा करता है। मेरी व्यक्तिगत सिफारिश है कि आप लागत-सचेत आर्किटेक्चर डिज़ाइन और बनाएं, क्योंकि यह अधिक प्रभावी डेवलपर या आर्किटेक्ट बनने के लिए एक प्रमुख कौशल है।