Edge ve Bulut Bilişim: Modern Geliştiriciler için Bir Rehber

İçerik Dağıtım Ağlarının (CDN’lerin) Evrimi

Başlangıçta önbelleğe alma ve kaynak sunucuları korumaya odaklanan CDN’ler, sunucusuz bilişimin yükselişiyle evrilmeye başladı. Yeni bir fikir hızla popüler oldu: geliştiriciler, yeni bir görsel yükleme veya yeni bir veritabanı kaydı gibi bir olaya yanıt olarak talep üzerine çalışan atomik bir “fonksiyon” tanımlayabilir, altında yatan fiziksel veya sanal altyapıya sahip olmak ve onu işletmek zorunda kalmadan bunu yapabilirdi.

2015’te AWS Lambda bu yeni paradigmanın ilk örneğiydi. 2016’da AWS Lambda@Edge geldi ve Amazon CloudFront’un — AWS’in CDN hizmetinin — üzerinde çalışan fonksiyonlarla aynı yaklaşımı benimsemenize olanak tanıdı.

Popüler CDN’ler de benzer adımlar attı ve 2017’de Cloudflare Workers, 2019’da Fastly Compute@Edge ve 2019’da Akamai EdgeWorkers gibi hizmetleri tanıttılar.

Ve orada da durmadılar! Yazının başında söylediğimiz gibi, edge computing sadece hesaplama yeteneklerini edge’e getirmekle ilgili değildir. Çoğu durumda, bir tür veri depolamaya da ihtiyaç vardır. Bu yüzden CDN’ler evrilmeye devam etti ve anahtar-değer mağazaları, nesne depolama, SQL veritabanları, görsel yeniden boyutlandırma, yapay zekâ çıkarımı ve daha fazlası gibi yeni edge servislerini kullanıma sundu!

Örneğin:

• Cloudflare’ın geliştirme platformu, uçta Workers KV gibi anahtar-değer depolama, zaman noktasına göre kurtarma sunan ilişkisel SQL veritabanları için D1, çıkış ücreti olmayan nesne depolama için R2 ve asenkron görev yürütme için Queues gibi hizmetleri içerir. 
• Benzer şekilde, Fastly üzerinde KV Store ile anahtar-değer çiftlerini, sırları ve yapılandırma verilerini depolayabilir, Fanout ile edge’de çift yönlü asenkron pub/sub gerçekleştirebilirsiniz.
• Ve tahmin ettiğiniz gibi, Akamai EdgeKV sunuyor.
• Amazon CloudFront CloudFront KeyValueStore’u 2023’te tanıttı.

Bugün, CDN’ler normalde yalnızca bir bulut bölgesinde (veya veri merkezinde) çalıştırılmasını bekleyeceğiniz hizmetleri sunuyor: sunucusuz fonksiyonlardan anahtar-değer mağazalarına, nesne depolamadan kuyruklara ve ilişkisel veritabanlarına kadar. Tesadüfen, kuyruklar, nesne depolama ve hesaplama kapasitesi 2006’da duyurulan ilk bulut servisleriydi; şimdi edge’de küresel olarak dağıtılmış bir biçimde sahne alıyorlar.

Perde arkasında, bu yeni edge hesaplama platformları farklı teknolojiler kullanır ve farklı programlama dillerini destekler. Örneğin, Cloudflare Chrome V8 motorunu kullanır; başlangıçta yalnızca JavaScript’i destekliyordu ancak 2018’de WebAssembly’yi bünyesine katmaya başladı. Öte yandan Fastly, ortam izolasyonu için baştan itibaren WebAssembly kullanmaya karar verdi; böylece V8’in bazı başlatma gecikmesi sınırlamalarından kaçındı. Bu, Fastly’nin TypeScript, Rust, Go, .NET, Ruby ve Swift gibi birçok programlama dilini desteklemesine olanak tanır.

WebAssembly hakkında kısa bir parantez açalım.

Edge’de WebAssembly

WebAssembly (kısaca Wasm), bu alandaki en ilginç gelişme olabilir. 2017’de duyurulmasından ve 2019’da W3C tavsiyesi haline gelmesinden bu yana, birçok kişi Wasm ikili dosyalarının tarayıcıda çalıştırılmasını konuşuyor; ancak edge dahil olmak üzere sunucu tarafı yürütme için de büyük bir potansiyel var.

Wasm, iş mantığını çeşitli desteklenen dillerde yazmanıza ve Bytecode Alliance’ın wasmtime gibi Wasm çalışma zamanlarında çalışan ikili bir dosyaya derlemenize olanak tanır.

WASI (WebAssembly Sistem Arayüzü) ile birlikte, W3C tarafından standartlaştırılmış bir arayüz üzerinden farklı dillerde yazılmış yazılımları bir araya getirmenizi sağlar.

Bu size bulut dünyasında çok popüler bir şeyi çağrıştırıyorsa, Docker’ın kurucusunun 2019 tarihli bu tweet’ine göz atın:

Dolayısıyla Wasm + WASI için beklentiler çok yüksek. Bytecode Alliance’ı ve WebAssembly için güvenli ve açık derleyiciler, çalışma zamanları ve araçlar oluşturma çabalarını yakından takip etmenizi şiddetle tavsiye ederim. Kâr amacı gütmeyen bu kuruluş 2019’da Mozilla, Fastly, Intel ve Red Hat tarafından kuruldu. Bugün üyeleri arasında Amazon, Arm, Cisco, Docker, Fermyon, Microsoft, Nginx, Shopify, Siemens ve VMware gibi diğer bulut ve edge oyuncuları da bulunuyor.

Edge ve Bulut Bilişimin Karşılaştırması

Şimdi, edge computing incelememize geri dönelim.

Bulut bilişime kıyasla en ilginç ve dikkat çekici farklardan biri, edge’in tasarım gereği küresel olarak dağıtılmış olmasıdır. Kodunuz ve veri depolamanız doğal olarak yüzlerce edge sunucusunda çalışır. Bu, genellikle tek bir veri merkezinde (veya bir bulut bölgesi içinde 2-3 kullanılabilirlik alanı genelinde) çalışan merkezi uygulamalar olarak başlayan bulut mimarilerine kıyasla büyük bir farktır.

Birçok uygulama merkezi şekilde kolayca çalışabilirken, küresel bir kitleye hitap eden bir web sitesi veya ürün geliştiriyorsanız mimariniz mutlaka bir tür önbellekleme ve içerik dağıtımını içerecektir. Edge computing ile bu otomatik olarak gerçekleşir; edge uygulamanız tek bir tıklamayla (veya CLI komutuyla) küresel olarak dağıtılır ve gecikmeyi optimize etmek için kullanıcılarınıza mümkün olduğunca yakın çalışır.

Şimdi retorik soru geliyor.

Hâlâ buluta ihtiyaç var mı?

Başka bir deyişle, 2024’te iyi tasarlanmış, ölçeklenebilir uygulamalar için en iyi seçenek hâlâ bulut mu?

Evet, öyle!

Gerçekte, çoğu kullanım senaryosu için edge hâlâ bağlı kalacağı bir tür kaynağa ihtiyaç duyar. Kaynak, kod iş mantığının çalıştığı yerdir; ister web sitenizin arka ucu olsun ister merkezi kalması gereken (kolaylık, teknik sınırlamalar veya maliyet nedeniyle) diğer karmaşık iş yükleri.

Hangi iş yüklerinin (şimdilik) bulutta kalmasının muhtemel olduğuna bir göz atalım:

• Arka uç API’leri + RDMS - Genellikle kaynağınızın çekirdeğini ve üretim veritabanlarını oluşturur (yalnızca AWS’de en az 10 farklı veritabanı servisi vardır).
• Büyük ölçekli depolama - Bulut, soğuk depolama aracılığıyla maliyetleri düşürmenin yollarını sunar.
• Veri analitiği - Tipik veri ambarınız, veri gölünüz ve veri hatlarınız sorgular çalıştırmak ve raporlar oluşturmak için merkezi bir veri deposuna ihtiyaç duyar.
• AI/ML - Verimli ve uygun maliyetli eğitim için muazzam veri kümeleri gerekir (çıkarım ise hâlihazırda edge’de çalışabilir).
• HPC/Simülasyonlar - Yüksek performanslı bilişim tasarım gereği dağıtık olsa da genellikle ağ ek yükünü azaltmak için aynı veri merkezi veya bölge içinde kalır.
• CI/CD hatları - Bunlar her yerde çalışabilir, ancak bulutu kullanmak (edge servislerinizi dağıtacak hatlar dahil) muhtemelen daha uygun ve daha ucuzdur.

Özetle, bulut genel amaçlı servislerde mükemmeldir; neredeyse her tür iş yükünü destekler, pratikte sonsuz depolama ve yatay ölçeklenebilirlik sunar (bir bölge içinde veya dayanıklılık ve felaket kurtarma için az sayıda bölge genelinde).

Buna karşılık edge, küresel dağıtımları basitleştirir, güvenliği artırır ve bulut kaynakları için önbelleğe almayı etkinleştirirken, ana uygulamanıza karmaşıklık eklemeden gecikmeye optimize özellikleri destekler.

Başka bir deyişle, bulut bilişim ile edge computing birbirini tamamlar. Birlikte var olmaya ve farklı teknik problemleri çözmeye devam edecekler.

Maliyet odaklı mimariler

Dikkate alınması gereken bir diğer ilginç açı da maliyettir. Yönetilen servislerde sıklıkla olduğu gibi, ticari ürün çözümünü kullanmak ile kendi küresel dağıtık çözümünüzü tasarlayıp, inşa edip, sürdürmek arasında bir ödünleşim vardır.

Edge, küresel içerik dağıtımı için optimize edildiğinden, genellikle çıkış ücreti maliyetlerini azaltır. Ancak edge veri depolamanın yüzlerce edge sunucusu arasında dağıtılması gerekir; bu da depolama ve veri işlemlerini, tipik olarak verileri yalnızca 2-3 kullanılabilirlik alanı arasında çoğaltan bölgesel bulut servislerine kıyasla daha pahalı gösterir.

Bazı rakamlara bakalım; 3 edge servisi (Cloudflare Workers KV, Fastly KV, CloudFront KeyValueStore) ve 2 bulut servisi (AWS’te sunucusuz Redis ve AWS üzerinde isteğe bağlı DynamoDB) için anahtar-değer depolamaya odaklanarak:

* KB başına 

** ilk 25 GB ücretsiz

Birkaç ilginç fark ve gözlem:

1. Cloudflare veri transferi için ücret almaz ancak silme işlemleri yazma işlemleriyle aynı ücrete tabidir.
2. Fastly silme işlemleri için ücret almaz, ancak ayda 250 bin yazma ve 5 milyon okuma ile sınırlısınız (ek paket satın almadıkça).
3. CloudFront KeyValueStore okumalar için çılgınca optimize edilmiş görünüyor, ancak yazmalar diğer seçeneklere kıyasla inanılmaz derecede pahalı.
4. Redis oldukça ucuz görünüyor, ancak KB başına $0.0038 olduğunu unutmamalısınız; dolayısıyla 5KB okuyor veya yazıyorsanız 5 kat daha pahalı olacaktır (ki bu hâlâ oldukça ucuz).
5. DynamoDB sadece bir anahtar-değer mağazası değildir, ancak bu şekilde kesinlikle kullanılabilir ve yine de edge servislerinden bir büyüklük mertebesi daha ucuz görünmektedir.

Bulut servisleri daha ucuz görünse de, varsayılan olarak küresel ölçekte çalışmadıklarını unutmamak çok önemlidir. DynamoDB Global Tables veya Amazon ElastiCache Global Datastore’u etkinleştirebilirsiniz (ancak ElastiCache sunucusuz ile uyumlu değildir; bu nedenle birden fazla kümeyi de yönetmeniz gerekir).

Örneğin DynamoDB Global Tables’ı 10 bölgede etkinleştirirseniz, yazma ve depolama maliyeti 10 ile çarpılır; yani 1M yazma için $7.60 ve 1GB/ay için $3 olur. Bu, yalnızca 10 bölge için bile edge alternatiflerinden daha pahalıdır (yüzlerce edge sunucusuyla karşılaştırıldığında).

Edge Computing için Gerçek Dünya Kullanım Alanları

Peki edge’de gerçekte neler yapılabilir? Birçok ilginç kullanım alanı var ve bu yazının ürününüz için hangisinin mantıklı olduğuna karar vermenize yardımcı olacağını umuyorum.

Birkaç örnek:

• Kimlik doğrulama: Edge tabanlı CAPTCHA, parolasız kimlik doğrulama veya JWT doğrulama uygulamak, veritabanı erişimi veya diğer kaynak kaynaklarına ihtiyaç duymayan durumsuz işlemleri edge’de gerçekleştirerek kaynak üzerindeki yükü azaltabilir.
• Veri toplama: Harici veri kaynakları veya veri hedefleriyle entegre olun; tarayıcılardaki ağır SDK’lardan veya sunucudaki performans darboğazlarından kaçınmak için istemci tarafı ve sunucu tarafı izlemesini edge’e kaydırın.
• Coğrafi zenginleştirme: Edge’de depolanan “yakınınızdaki” içerikle web sitenizi zenginleştirin, yerelleştirilmiş yönlendirmeler (/en -> /fr), jeo-çevreleme veya ülke bazında kısıtlama uygulayın; jeolokasyon API’lerini kullanın.
• İçerik kişiselleştirme: Son görüntülenen makaleleri veya önerilen ürünleri edge’de depolayıp gösterin, premium içerik için ödeme duvarları uygulayın veya A/B testleriyle kişiselleştirilmiş, bağlamsal içerik sunarken kaynakta karmaşıklığı en aza indirin.
• SEO optimizasyonları: Özel önbellekleme politikaları, içerik birleştirme veya özel sıkıştırma algoritmaları uygulamak için HTTP başlıklarını ve HTML yanıtlarını doğrudan edge’de değiştirin.
• Güvenlik: Özel WAF’ler (Web Uygulama Güvenlik Duvarları) entegre edin veya gizli başlıklar ve özel erişim kontrol mantığı uygulayın.

Ya da neredeyse tamamen edge üzerinde çalışan bir ürün veya ürün paketi tasarlayabilirsiniz—tam da Edgee’de yaptığımız gibi.

Çıkarımlar

Umarım bu yazı, CDN’lerin artık yalnızca önbellekleme ve DDoS korumasıyla sınırlı olmadığını — geliştiriciler için çok sayıda değerli hizmet sunduklarını — netleştirmiştir. Edge, kaynağı hızlı ve yalın tutarken uygulama inşa etmenin veya yeni özellikler eklemenin yeni bir yoludur.

WebAssembly’nin yalnızca tarayıcı için değil, aynı zamanda sunucu tarafı ve edge ikili yürütme için de büyük bir potansiyeli var. 

Bulut burada kalıcı ve edge, küresel olarak dağıtılmış, gecikme ve maliyeti optimize edilmiş uygulamalar oluşturmayı mümkün kılarak onun sınırlamalarını tamamlar. Kişisel önerim, daha etkili bir geliştirici veya mimar olmak için kilit bir beceri olduğundan maliyet odaklı mimariler tasarlayıp inşa etmenizdir.