Sunucusuz (Serverless) Bilişim Nedir?

Fiziksel ya da sanal bir sunucuyu işletmek, ister yüksek bakım maliyetleri ister nitelikli iş gücü gereksinimi nedeniyle olsun, hiç de kolay değildir. Sunucusuz bilişim, geliştiricilerin bulutta uygulama oluşturup çalıştırmasına olanak tanıyan, bütçe dostu bir yöntem sunarak bu sorunları çözer. 

Bu yazıda, sunucusuz bilişimi, kullanım alanlarını ve geliştiriciler ile işletmelere sağladığı faydaları inceleyeceğiz. Bu önemli bir konudur; çünkü sunucusuz bilişim pazar büyüklüğü 2022'de 9 milyon doları aştı ve önümüzdeki on yılda %25 daha büyümesi öngörülüyor. Hadi başlayalım.

Tanım ve Genel Bakış

Diyelim ki evinizde kullandığınız elektrik ve su, sabit bir tahmini aylık ücret yerine, tüketiminize göre faturalandırılıyor. Sunucusuz bilişim de böyle işler: Bulut sağlayıcıları, sunucu bakımını dert etmeden, kullanımınıza göre uygulamalarınızı oluşturup çalıştırmanız için altyapılarını tahsis eder.

Geleneksel bulut bilişimde fiziksel veya sanallaştırılmış bir sunucu, depolama ve ağ ekipmanları kurulur. Sunucusuz bilişimde ise bulut sağlayıcı altyapıyı yönetir ve uygulamanız ölçeklendikçe kaynakları otomatik olarak tahsis eder. Başka bir deyişle, sunucusuz bilişim sunucuyu geliştiricilerden soyutlar; böylece geliştiriciler, uygulamanın barındırıldığı altyapıyı düşünmek yerine, geliştirdikleri uygulamaya daha çok odaklanabilir. 

Günde 100–200 kullanıcınız olduğunu varsayın. Ertesi gün kullanıcı sayınız bir anda 1.000.000'a çıkarsa, sunucu bu talebi karşılamak için kaynaklarınızı otomatik olarak ölçeklendirir. Bu durum, geleneksel bulut bilişimde pek mümkün değildir; artan trafik nedeniyle sunucular kesinti yaşayabilir ve depolama yetersizse daha büyük depolama satın almak gerekir ki bu da zaman alır.

Sunucusuz bilişimi diğer geleneksel bulut modellerinden ayıran temel özelliklere bakmadan önce, bu alandaki bazı temel terimlere göz atalım.

• Fonksiyon: Dosya yükleme, HTTP isteklerini işleme gibi belirli bir görevi yerine getirmek için tasarlanmış bir kod parçasıdır. Her fonksiyon birbirinden bağımsızdır ve bir olaya yanıt olarak çalışacak şekilde tasarlanır.
• Çağrı (Invocation): Belirli bir işlemi yerine getirmesi için bir fonksiyonun çağrılmasıdır; bunu, bir olaya yanıt olarak fonksiyon kodunun yürütülmesi olarak da düşünebilirsiniz.
• Süre (Duration): Bir fonksiyonun çağrıldığı andan yanıt döndürdüğü ana kadar geçen yürütme süresidir.
• Soğuk Başlangıç (Cold Start): Bir fonksiyon çağrıldığında, yürütme başlamadan önce sunucusuz platformun kaynak ayırması için geçen süredir.
• Eşzamanlılık Sınırı (Concurrency Limit): Bir fonksiyonun olay ve isteklere yanıt olarak aynı anda çalıştırabileceği en fazla örnek (instance) sayısıdır.
• Zaman Aşımı (Timeout): Sunucusuz platform tarafından sonlandırılmadan önce bir fonksiyon için izin verilen azami süredir.

Olay güdümlü yürütme

Olay güdümlü yürütme, fonksiyon-hizmet-olarak (FaaS) olarak da bilinir; burada sunucusuz uygulama, HTTP istekleri, bir veritabanındaki değişiklikler, mesaj kuyrukları veya dosya yüklemeleri gibi kaynaklardan gelen belirli olaylarla tetiklenen bağımsız sunucusuz fonksiyonlara bölünür.

Örneğin, Amazon S3 kovasına yüklenen görselleri otomatik olarak işleyen bir sunucusuz uygulamanız olduğunu varsayalım. Bir kullanıcı bir görsel dosyası yüklediğinde, görseli işlemek ve başka bir Amazon S3 kovasına kaydetmek üzere bir fonksiyon tetiklenir. Bu, fonksiyonun yalnızca gerektiğinde çalışmasını sağlar ve sistemi verimli ve maliyet etkin kılar. 

Örnek olarak dosya yükleme ile olay güdümlü yürütme. Görsel: Yazar

Otomatik ölçekleme

Otomatik ölçekleme, talebe veya iş yükündeki artışa bağlı olarak bilişim kaynaklarının tahsis edilmesidir. Bu, sunucusuz bilişimin verimli ve uyarlanabilir olmasını sağlayan temel bir özelliktir; sunucuda fazla iş yükü veya talep yoksa kaynakların israf edilmesini önler, talebin yüksek olduğu durumlarda ise kesinti yaşanmasını engeller.

Örneğin, uygulamanız bir trafik artışı yaşıyor. Yüksek trafik nedeniyle sunucunuzun kesinti yaşaması yerine, platform artan iş yükünü karşılamak için ek örnekler sağlar. Benzer şekilde, trafik düştüğünde maliyetleri en aza indirmek için kaynaklar küçültülür. Bu, manuel müdahale olmadan verimliliği güvence altına alır ve uygulamayı farklı senaryolarda maliyet etkin ve duyarlı kılar. 

Kullanım başına ödeme

Sunucusuz platformlar, tahsis edilen kaynaklara göre değil, kullanılan kaynaklara göre ücretlendirir. Tahsis edilen tüm kaynakları kullanamayabileceğiniz geleneksel bulut modellerinin aksine, sunucusuz platformlarda yalnızca kullanılan hesaplama süresi için ödeme yaparsınız. Maliyetler ölçülerek hesaplanır; yani her çağrı veya fonksiyon yürütme süresi başına ödeme yaparsınız ve böylece tam olarak kullandığınız kaynaklar için faturalandırılırsınız. 

Örneğin, uygulamanız bir ay içinde kullanıcılardan 100 görsel işliyorsa, 7/24 sunucu kullanımına ödeme yapmak yerine yalnızca bu 100 görseli işlemek için kullanılan hesaplama süresi için ödeme yaparsınız. 

Sunucu yönetiminin soyutlanması

Bu da sunucusuz bilişimin bir diğer temel özelliğidir; geliştiriciler ve işletmeler, sunucuları sağlama, ölçekleme ve bakımını düşünmek zorunda kalmaz. Böylece temel iş sorunlarına odaklanabilir, sunucu bakımını ise bulut sağlayıcılarına bırakabilirler. 

Eşzamanlılık yönetimi

Sunucusuz platformlar, birden fazla fonksiyonu eşzamanlı olarak yürütebilir. Bu, geleneksel yaklaşımlara kıyasla daha hızlı ve verimlidir. Kullanıcılar platformlarına görsel yüklemek istiyorsa ve sunucusuz sağlayıcı varsayılan 100 eşzamanlılık sınırı sunuyorsa, bu sınırın üzerindeki tüm istekler kuyruğa alınır ve bir sonraki fonksiyon yürütmesinde çalıştırılır. 

Sunucusuz Bilişimin Faydaları

Maliyet verimliliği

Geleneksel bulut bilişimin özel sunucular gerektirdiği ve sunucu boştayken bile maliyet yarattığı durumların aksine, sunucusuz platformlar geliştiricileri olay tabanlı bir modelle ücretlendirir. Yararlı bir benzetme, araba sahibi olmak yerine taksi kullanmaktır. Taksiyle, park ücreti, yakıt vb. gibi masrafları düşünmez, yalnızca gittiğiniz mesafe için ödeme yaparsınız. Sunucusuz bilişimde de tıpkı takside olduğu gibi sadece kullandığınız hesaplama kaynakları için ödeme yaparsınız. Geleneksel yaklaşımda (araba sahipliği) ise sistem boştayken bile kullandığınız her bilişim kaynağından siz sorumlusunuz. 

Sunucu türleri arasında maliyet verimliliği karşılaştırması. Kaynak: Cloudflare

Azaltılmış operasyonel karmaşıklık

Sunucusuz bilişimde geliştiriciler sunucu kurma ve bakımına zaman ayırmak zorunda olmadığından büyük zaman tasarrufu sağlanır; odaklarını uygulama geliştirmeye verebilirler. Uygulamalar bağımsız bulut fonksiyonları olarak geliştirildiği için, bir fonksiyon diğerlerini veya tüm uygulamayı aksatmadan güncellenebilir.

Geliştirilmiş ölçeklenebilirlik

Bu, sunucusuz platformların en önemli faydalarından biridir ve küçük ölçekli kuruluşlar ile girişimler arasında popüler olmasının nedenidir. Sunucusuz platformlar, talep arttığında geliştiricilerin operasyonlarını otomatik olarak ölçeklendirmesini kolaylaştırır. İstek dalgalanmaları yaşayan fonksiyonlar için sunucusuz platformlar, kaynak tahsisini artırıp azaltarak bu talepleri karşılar ve bilişim kaynaklarının optimize edilmesini sağlar. 

Pazara daha hızlı çıkış

Sunucusuz uygulamalarla, uygulamaları hızlıca yayınlayabilir ve anında kullanıcı geri bildirimi alabilirsiniz. Bu, özellikle girişimler için önemlidir; harcanan süreyi ve uygulama geliştirmek için gereken iş gücünü azaltır.

Güvenilirlik

Özel sunucularda barındırılan uygulamaların aksine, sunucusuz uygulamalar her yerden çalıştırılabilir. Bu, uygulama performansını artırır ve geleneksel bulut bilişime kıyasla gecikmeyi azaltır.

Sunucusuz Mimarİ ve Nasıl Çalışır

Sunucusuz mimari, uygulamayı barındıran altyapıyı kurup yönetmeden uygulama geliştirme yöntemidir. Geliştiriciler sunucusuz uygulamaları iki modelden biriyle geliştirebilir: Arka Uç Hizmet Olarak (BaaS) veya Fonksiyon Hizmet Olarak (FaaS).

• Backend as a Service (BaaS): Bu sunucusuz model genellikle web ve mobil uygulamaların arka uçlarını geliştirirken kullanılır. Geliştiricilerin veritabanı, kullanıcı kimlik doğrulaması, depolama vb. arka uç özelliklerini sıfırdan kodlamasına gerek kalmaz. Bu da geliştirmeyi hızlandırır; zira geliştiriciler ağırlıkla uygulamanın ön yüzüne odaklanır. BaaS sunan sağlayıcılara örnek olarak Firebase, SupaBase ve AWS Amplify verilebilir.
• Function as a Service (FaaS): FaaS'ta geliştiriciler, bilişim kaynaklarını yönetmeyi ve ölçeklemeyi dert etmeden platformun yürüteceği kodu yazar. Bu, tetiklenen olaylara yanıt olarak fonksiyonların yürütülmesini sağlar. FaaS sunan sağlayıcılara örnek olarak AWS Lambda, Azure Cloud Functions ve Google Cloud Functions verilebilir.

FAAS ve BAAS sunucusuz bulut mimarileri. Kaynak: Journal of Cloud Computing

Sunucusuz mimarinin temel amacı, sunucu yönetimini geliştiricilerden soyutlamaktır. İşte sunucusuz platformların altyapılarında nasıl çalıştığının bir dökümü.

• Fonksiyon Oluşturma: Sunucusuz mimariyle oluşturulan uygulamaların kodu alt parçalara ayrılır; her parça, diğer fonksiyonlardan bağımsız, belirli bir görevi yerine getirmek üzere tasarlanmış ayrı bir fonksiyondur. 
• Fonksiyon Geliştirme: Bu fonksiyonlar paketlenir ve AWS Lambda, Azure Cloud Functions veya Google Cloud Functions gibi bir sunucusuz platforma dağıtılır.
• Olay Güdümlü Yürütme: Bu fonksiyonlar belirli bir olaya veya tetikleyiciye yanıt olarak çağrılır. Bu tetikleyiciler veritabanı değişiklikleri, HTTP istekleri veya başka bir şey olabilir. 
• Otomatik Ölçekleme: Sunucusuz platformlar, iş yükü artıp azaldıkça olayların kaynak kullanımını yönetir. Örneğin, belirli bir fonksiyon yüksek trafik aldığında sunucu daha fazla kaynak ayırır.
• Geçici Konteynerler: Bir olayın tetiklenmesi, yürütülen fonksiyonun gerekli kaynaklara erişmesine olanak tanıyan konteynerler oluşturur. Görev tamamlandıktan sonra bu konteynerler yok edilir.
• Faturalandırma: Faturalandırma, yürütme süresi ve kullanılan hesaplama kaynaklarının miktarına göre yapılır. 
• Durumsuzluk: Sunucusuz fonksiyonlar yürütüldüklerinde bilgi tutmaz; bir çağrıda gereken bilgiler bir veritabanında veya harici olarak saklanır. 
• Günlükler ve İzleme: Sunucusuz platformlar, fonksiyonlardaki uygulama performansını ve sorunları izlemek için günlükleme ve izleme araçları sağlar.

Şu soru akla gelebilir: Sunucusuz mimari, sunucuyu geliştiricilerden soyutladığı için konteyner mimarisiyle aynı değil mi? Kısmen doğru; ancak sunucusuz fonksiyonlar, uygulama oluşturup dağıtırken sunucuyu tamamen soyutlarken, konteynerlerde bir uygulama yüksek trafik yaşadığında Kubernetes gibi araçlarla konteynerleri ölçeklemeniz gerekir. Bu da, sunucuyla ilgili tüm işlemlerin sunucusuz platform tarafından otomatik biçimde yönetildiği FaaS yaklaşımının amacını boşa çıkarır.

Konteyner mimarisinde, uzun süre çalışabilen konteyner örnekleriniz olabilir; bu da maliyet doğurabilir. Oysa sunucusuz fonksiyonlarda, yalnızca fonksiyonunuzun çalıştığı süre için ücretlendirilirsiniz. Küçük ölçekli uygulamalar için, sunucusuz mimariyi kullanmak, uygulamayı sunucusuz platformların bağımsız fonksiyonlar olarak çalıştırabileceği parçalara ayırmayı kolaylaştırır.

Sunucusuz Bilişim Platformları

2008'de Google App Engine'in ortaya çıkışından önce, Zimki kod yürütme için ilk “kullandıkça öde” platformunu sunmuştu, ancak daha sonra kapatıldı. İlk döneminde Google App Engine yalnızca Python'u destekliyor ve aralarında SnapChat'in de bulunduğu uygulamalar için ölçülü faturalandırma sunuyordu. 2010 civarında, PiCloud adlı bir başka platform da Python uygulamaları için FaaS desteği sağladı.

2014'te AWS, AWS Serverless Application Model (AWS SAM) ve Amazon CloudWatch gibi araçları piyasaya sürerek sunucusuz modeli popülerleştirdi. Google daha sonra 2016'da Azure Functions ile birlikte ikinci sunucusuz çözümü Google Cloud Functions'ı yayınladı. O zamandan beri, Ali Baba Cloud'un Function Compute ve IBM Cloud'un IBM Cloud Functions gibi çeşitli sunucusuz platformlar piyasaya sürüldü.

Sanal veya fiziksel bir veritabanı ihtiyacını ortadan kaldırmak için sunucusuz veritabanlar da geliştirildi. AWS, MySQL ve PostgreSQL tabanlı bir sunucusuz sürüm olan Amazon Aurora'yı sunar. Azure Azure Data Lake'i, Google ise Firestore'u sağlar.

Sunucusuz bulut platformları. Kaynak: Network Interview

Pratik Uygulamalar ve Kullanım Senaryoları

Web siteleri ve API'ler

Sunucusuz bilişim, web sitesi uygulamaları ve REST API'leri oluşturmak için kullanılır. İlgi çekici olan, uygulamaların kullanıcı talebine göre otomatik ölçeklenen bir sunucusuz altyapıyla inşa edilmesi ve bunun kullanıcı deneyimini iyileştirmesidir.

Medya işleme

Sunucusuz mimari, medya işlemenin ele alınmasını kolaylaştırır. Kullanıcılar farklı cihaz ve boyutlarda medya içeriği yükleyebilir ve platform, uygulama performansını düşürmeden her kullanıcının ihtiyacını karşılayacak tek bir fonksiyonla işler. Örneğin, bir kullanıcı bir S3 kovası aracılığıyla görsel yüklediğinde, bu işlem görsele filigran eklemek veya küçük önizleme (thumbnail) oluşturmak için bir AWS Lambda fonksiyonunu tetikleyebilir.

Sohbet botları

Geliştiriciler, müşteri sorularına yanıt veren bir sohbet botunu sunucusuz mimariyle hayata geçirip yalnızca botun kullandığı kaynaklar için ödeme yapabilir. Örneğin Slack, müşteri ihtiyaçlarının her gün dalgalanması nedeniyle kullanılmayan bant genişliğini önlemek için botların değişken isteklerini sunucusuz mimariyle karşılar.

Webhook'lar

Bir sunucusuz platformu, bildirimleri alan ve görevleri yerine getiren bir webhook HTTP uç noktası üzerinden SaaS satıcılarıyla etkileşim kurmak için kullanabilirsiniz. Bu yaklaşım, oluşturulan webhook için minimum bakım, düşük maliyet ve otomatik ölçekleme sunar.

IoT

Coca-Cola, müşterilerin içeceklerini sipariş etmesini, ödeme yapmasını ve ödeme bildirimleri almasını sağlamak için otomatlarında Freestyle üzerinde sunucusuz mimari kullanıyor. Coca-Cola'ya göre otomatlarını işletmek için yılda yaklaşık 13.000 dolar harcıyorlardı; sunucusuz mimariyi uyguladıktan sonra bu rakam yılda 4.500 dolara düştü. 

Veri işleme

Major League Baseball Advanced Media, kullanıcılara doğru ve gerçek zamanlı spor metrikleri sunmak için ürünleri Statcast'i sunucusuz mimariyle geliştirdi. Beyzbol maçları hakkında içgörüler sağlamak için sunucusuz bilişimle verileri işler. 

Olay güdümlü uygulamalar

Sunucusuz mimari, bir olay veya durum değiştiğinde bir hizmeti tetikleyen olay güdümlü uygulamalar için kullanılır. Bir sunucusuz platformla bir veritabanındaki değişiklikleri izleyebilir ve bu değişiklikleri kalite standartlarına göre karşılaştırabilirsiniz.

Sunucusuz Uç Bilişim

Verilerin uzun mesafeler kat etmesi nedeniyle, uygulamaların merkezi sunuculardan istekleri işlemesi ve içerik sunması zaman alır; bu da gecikme ve darboğaz sorunlarına yol açar.

Sunucusuz uç bilişim, bilişim kaynaklarını birden çok konuma dağıtarak merkezi sunucudaki iş yükünü azaltır ve bu sorunu çözer. Sunucusuz uç bilişim, sunucusuz fonksiyonları çalıştıran bilişim kaynaklarının son kullanıcılara (uçta) daha yakın konumlandırılmasıdır. Bu, sunucusuz uygulamanın daha fazla cihazda çalışmasını, tıkanıklığın azalmasını ve gecikmenin düşmesini sağlar.

Sunucusuz uç bilişimde, her cihaza ayrılmış altyapı bulunur; bu sayede veriyi işleme için merkezi konuma geri göndermeden karmaşık görevleri yerine getirebilir. İşte sunucusuz uç fonksiyonlarla kullanıcı deneyimini optimize eden bazı kullanım örnekleri:

• Kişiselleştirilmiş Deneyim: Sunucusuz uç fonksiyonlarla kullanıcılar, tercihlere, konuma ve cihaz türüne göre içerikleri kişiselleştirebilir. 
• Video Yayını ve Oyun: İsteklerin kullanıcıya yakın işlenmesi, video akışında veya çevrimiçi oyun oynarken yaşanan gecikme ve arabelleğe alma sorunlarını azaltır.
• Güvenlik ve Kimlik Doğrulama: İş yükünün çeşitli uç konumlara dağıtılmasıyla kötü amaçlı trafik, merkezi altyapıya ulaşmadan önce kontrol edilip filtrelenir.
• IoT Cihazları: Sunucusuz uç bilişim, cihazı çalıştıran altyapının kullanıcılara yakın olmasını sağlayarak IoT cihazlarının verimli çalışmasını kolaylaştırır. 

Zorluklar ve Dikkat Edilecekler

Sunucusuz bilişimin sağladığı faydalara rağmen, bazı şu dezavantajlarla karşılaşılabilir.

• Sağlayıcıya Bağımlılık: Çoğu bulut sağlayıcısı, sunucusuz uygulamalarla iyi entegre olan çeşitli hizmetler sunar. Sunucu uygulamanızda başka bir sağlayıcının hizmetini kullanmak mümkün olsa da, tek bir sağlayıcının hizmetlerini entegre etmek genellikle daha kolaydır. 
• Daha Az Kontrol: Diğer bir sorun, sunucu üzerinde kontrol eksikliğidir. Sunucuda kesinti veya donanım arızası gibi bir sorun olduğunda bunu siz düzeltemezsiniz; bulut sağlayıcısının müdahalesini beklersiniz.
• Soğuk Başlangıçlar: Bir süre etkin olmayan bir fonksiyon çağrıldığında, yürütülmesi birkaç saniye sürebilir. Bu, uygulama performansını ve kullanıcı deneyimini etkileyebilecek gecikmeler doğurabilir.
• Güvenlik: Verilerinizi üçüncü bir tarafa emanet edip diğer kullanıcılarla aynı sunucuyu paylaştığınızda, sunucular doğru yapılandırılmamışsa uygulamanızın ve kullanıcı verilerinizin açığa çıkma riski vardır.
• Hata Ayıklama Zorlukları: Sunucusuz uygulamaların doğası gereği geliştiricilerin üretim ortamını yerelde birebir kopyalaması zordur; bu da kodu yerelde test etmeyi güçleştirir. Ön uç ve arka uç kodu arasındaki etkileşimi test eden entegrasyon testleri de sunucusuz bir ortamda gerçekleştirmesi zordur. 

Sonuç

Hafif uygulamalar geliştirmek isteyen şirketler için sunucusuz bilişim doğru yoldur. Çok sayıda hizmetten oluşan ve karmaşık etkileşimlere sahip uygulamalar için, büyük süreçler için sanal makinelerden oluşan hibrit bir altyapı önerilir; bu durumda sunucusuz konteynerler yalnızca kısa görevler için kullanılır. Ayrıca, verileri yerelde işleyerek merkezi sunucu üzerindeki iş yükünü artırmadan gecikmeyi azaltan sunucusuz uç fonksiyonlar da değerlendirilebilir.

Sunucusuz bilişimin yeteneklerini genişletmek için çeşitli ilerlemelerin ve geliştirmelerin hâlâ yapılmakta olduğunu unutmayın. Örneğin, birden fazla bulut sağlayıcının hizmetlerini kullanarak sunucusuz uygulamalar geliştirilebilecek çoklu bulut yaklaşımı kullanılabilir. Cloudflare Workers'ta uygulandığı gibi, sunucusuz fonksiyonlarda soğuk başlangıcı sıfıra indirmeye yönelik gelişmeler de yapılmıştır. 

Okuduğunuz için teşekkürler. Sunucusuz bilişim hakkında daha fazla bilgi edinmek ve bu alandaki becerilerinizi geliştirmek için aşağıdaki DataCamp kaynaklarına göz atın:

• AWS Cloud Technology and Services: AWS'in bulut teknolojileri ve hizmetleri, sunucusuz seçenekler dâhil, hakkında bilgi edinin.
• Azure Architecture and Services: Azure'un mimarisi ve hizmetlerini, sunucusuz özellikleri dâhil, anlayın.
• Streaming Data with AWS Kinesis and Lambda: Gerçek zamanlı veri akışı ve işleme için AWS Kinesis ve Lambda'ya dalın.

Daha kısa okumalar için, her beceri düzeyi için proje fikirleri sunduğumuz blog yazımıza göz atın.

• Top 13 Hands-On AWS Projects: From Beginner to Pro: Sunucusuz bilişim becerilerinizi geliştirmek için pratik AWS projelerini keşfedin.