Wprowadzenie do Serverless w chmurze Amazon Web Services

Piotr Grzesik

Agenda

Amazon Web Services
Co definiujemy jako "serverless"?
AWS Lambda
API Gateway
SQS
EventBridge
SNS
DynamoDB
Cognito
S3

Amazon Web Services

Amazon Web Services jest platformą oferującą usługi w modelu "Cloud Computing". Została udostępniona w roku 2006, początkowo oferując tylko trzy usługi (Amazon Simple Storage Service, Amazon Simple Queue Service, Amazon Elastic Compute Cloud), natomiast aktualnie oferuje ponad 300 różnych serwisów w kategoriach jak Compute, Storage, Database, Migration, Network and Content Delivery, Management Tools, Messaging, Security, Identity & Compliance

Czym jest "serverless"?

Serverless jest modelem architektury chmurowej, w którym użytkownik może uruchamiać aplikacje czy usługi bez konieczności zarządzania infrastrukturą, najczęściej w modelu płatności "pay-per-use".

Zalety serverless

Brak konieczności manualnego zarządzania infrastrukturą
"Nieskończona" skalowalność
Wysoka dostępność
Automatyczne dostosowywanie się środowiska do aktualnego ruchu
Większe skupienie się na logice biznesowej aplikacji
Rozliczenie w modelu "pay-per-use"

Wady serverless

Ograniczenia w wydajności pojedynczych instancji
Utrudnione testowanie, debuggowanie, monitorowanie
Złożoność rozwiązania związana z przetwarzaniem rozproszonym
Vendor lock-in
Rozliczenie w modelu "pay-per-use"

Przykłady wykorzystania

serverless

Przetwarzanie obrazów (np. w odpowiedzi na upload obrazka)
Reagowanie na zmiany w bazie danych (np. audyt zmian)
Przetwarzanie odczytów z sensorów IoT (np. przetwarzanie odczytów temperatury z czujników)
Przetwarzanie strumieniowe (np. przetwarzanie strumienia wiadomości pochodzących z różnych aplikacji)
Wykonywanie zaplanowanych akcji (np. wykonywanie backupów)
REST lub GraphQL APIs (e.g. aplikacji webowe)

Kiedy serverless

to niekoniecznie dobry wybór

Aplikacje wymagające bardzo niskich opóźnień (np. aplikacje tradingowe)
Aplikacje o wysokim, bardzo przewidywalnym ruchu (np. przetwarzanie wsadowe stałych zbiorów danych)
Aplikacje wymagające akceleracji sprzętowej (np. trenowanie modeli ML)
Zadania długotrwające (np. zadanie które trwa ponad godzinę, którego nie możemy w łatwy sposób zdekomponować)

AWS Lambda

Platforma obliczeniowa w modelu serverless
Wspiera natywnie środowiska takie jak Python, Node.js, .NET, czy Java, a także dowolny "custom runtime"
Rozliczenie w modelu "pay-per-use"
Limit czasu wykonywania - 15 minut
Maksymalna dostępna pamięć 10240 MB oraz 6 vCPU dla pojedynczej instancji
Łatwa integracja z innymi usługami AWS takimi jak SQS, API Gateway, czy S3

Model AWS Lambda

https://docs.aws.amazon.com/images/serverless/latest/devguide/images/s_lambda/lambda-arch-overview.png

Rodzaje zdarzeń wspieranych przez AWS Lambda

Amazon API Gateway
Amazon SQS
Amazon S3
Amazon SNS
Amazon EventBridge
Amazon DynamoDB
... i wiele więcej

Live Demo

Amazon API Gateway

Usługa pozwalająca na tworzenie i zarządzanie API
Automatycznie skalowalna, wspiera tysiące jednoczesnych połączeń
Oferuje wsparcie dla autentykacji/autoryzacji API
Wspiera integracje z różnymi serwisami AWS, m.in. AWS Lambda
Pozwala na wersjonowanie oraz definicję "stages" dla API

Live Demo

Amazon S3

Usługa oferująca przestrzeń dyskową pozwalającą na przechowywanie plików (object storage)
Wspiera rożne klasy "storage", różniące się ceną, trwałością, oraz szybkością dostępu do danych
Wspiera automatyczne reguły zarządzania plikami (np. usuwanie po 30 dniach)
Może być wykorzystany jako źródło zdarzenia dla funkcji Lambda

Live Demo

Amazon SQS

Usługa kolejki pozwalającej na przesyłanie wiadomości między serwisami
Oferuje wsparcie dla kolejek w modelu FIFO (First In, First Out)
Nie wymaga zarządzania i manualnego skalowania
Pozwala na przechowywanie wiadomości w kolejce do 14 dni

Live Demo

Amazon EventBridge

Usługa oferująca "event bus" między serwisami
Pozwala na reakcję na zdarzenie przez kilka aplikacji jednocześnie
Wspiera zaawansowane reguły dotyczące filtrowania wiadomości
Wspiera persystencję oraz możliwość ponownego odtworzenia zdarzeń
Wspiera wykonywanie zdarzeń w zadanym czasie (cron-like)
Nie zapewnia kolejności przetwarzania zdarzeń

Live Demo

Amazon SNS

Usługa pozwalająca na wymianę wiadomości między producentami a subskrybentami
Opiera się na asynchronicznej komunikacji poprzez "topics"
Wspiera model FIFO
Ograniczone możliwości filtrowania wiadomości
Wspiera bezpośrednie publikowanie mobilnych wiadomości push

Live Demo

Amazon DynamoDB

Baza danych NoSQL w modelu serverless, w pełni zarządzana i skalowana przez AWS
Wspiera operacje zapisu/odczytu z opoźnieniami rzędu kilku milisekund
Wspiera model rozliczeń "on demand" lub "provisioned"
Wspiera obsługę milionów zapytań na sekundę
Pozwala na reakcję na zmiany w tabelach poprzez DynamoDB Streams
Wspiera globalną replikację danych (poprzez global tables)

Live Demo

Amazon Cognito

Usługa pozwalająca na zarządzanie użytkownikami, autoryzacją oraz autentykacją
Pozwala użytkownikom na tymczasowy dostęp do usług AWS
Oferuje integrację z Facebook, Google oraz innymi dostawcami zewnętrznymi
Wspiera SAML oraz OpenID Connect
Wspiera MFA (Multi-Factor Authentication)

Live Demo

Przykładowy diagram architektury serverless

Popularne frameworki do budowy aplikacji serverless

AWS SAM - https://aws.amazon.com/serverless/sam/
SST - https://sst.dev/
Serverless Framework - https://github.com/serverless/serverless
Serverless.TF - https://serverless.tf/
Architect - https://arc.codes/
AWS CDK - https://aws.amazon.com/cdk/

Q&A + Contact

@p_grzesik

contact@pgrzesik.com