Découvrez l'Architecture Serverless

Introduction

L'architecture Serverless est devenue l'une des plus marquantes dans le domaine du développement logiciel ces dernières années. Mais qu'est-ce que signifie réellement " Serverless " ? Contrairement à ce que le terme pourrait suggérer, il ne signifie pas qu'il n'y a pas de serveurs impliqués. Au contraire, Serverless désigne un modèle où le fournisseur de services cloud gère entièrement l'infrastructure sous-jacente, permettant aux développeurs de se concentrer exclusivement sur le code et la logique métier des applications sans avoir à gérer des serveurs. Cette approche permet un déploiement rapide, une mise à l'échelle automatique et une facturation basée uniquement sur l'utilisation réelle des ressources.

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Pourquoi l'Architecture Serverless ? Problématique et Solution

Dans les architectures traditionnelles, les équipes de développement sont souvent confrontées à des défis liés à la gestion de l'infrastructure. Elles doivent s'occuper de la configuration des serveurs, de la maintenance des systèmes, de la gestion des bases de données, et de la mise à l'échelle des ressources pour répondre à des charges de travail variables. Ce processus consomme non seulement du temps et des ressources, mais il complique également le développement d'applications en détournant l'attention des équipes des aspects les plus cruciaux du projet, à savoir la création de fonctionnalités innovantes et la réponse rapide aux besoins des utilisateurs.

L'architecture Serverless répond à ces défis en éliminant la nécessité de gérer l'infrastructure sous-jacente. Avec Serverless, les fournisseurs de services cloud, comme Azure, prennent en charge l'allocation des ressources, la mise à l'échelle automatique, et la maintenance continue. Les développeurs peuvent ainsi se concentrer exclusivement sur le développement de fonctionnalités, tandis que les aspects opérationnels sont entièrement pris en charge. De plus, la facturation étant basée sur l'usage réel des ressources, les entreprises bénéficient d'une solution plus rentable, capable de s'adapter dynamiquement aux variations de la demande, sans surcoûts ni sous-utilisation des serveurs.

Cette approche permet de réduire les coûts et la complexité et accélère également le temps de mise sur le marché, rendant les applications plus agiles et plus résilientes face aux fluctuations des charges de travail.

Notions et termes de base de l'architecture Serverless

Cette section présente les concepts clés qui définissent l'approche Serverless, notamment les fonctions comme service, les événements déclencheurs, la gestion de l'état, et la facturation à l'usage. Ces éléments constituent le socle sur lequel repose l'architecture Serverless, permettant de construire des applications agiles, scalables, et rentables, tout en minimisant la gestion des infrastructures sous-jacentes.

Event-Driven Architecture

• L'architecture Serverless repose souvent sur un modèle événementiel, où les fonctions sont déclenchées par des événements comme une requête HTTP, un changement dans une base de données, ou une mise à jour de fichier.

Scalabilité Automatique

• L'un des principaux avantages du Serverless est la scalabilité automatique. Les fonctions sont automatiquement mises à l'échelle en fonction de la demande, sans intervention manuelle. Cela inclut la gestion automatique des pics de charge, où des instances supplémentaires de fonctions sont créées pour traiter une augmentation du trafic.

Coût à l'Usage

• Le modèle de tarification Serverless est basé sur l'utilisation réelle, où les coûts sont calculés en fonction du nombre d'exécutions de fonctions, du temps d'exécution, et des ressources consommées, plutôt que sur des serveurs dédiés ou réservés. Cela réduit les coûts pour des applications avec une charge variable ou faible.

L'état des fonctions: Stateless

• Les fonctions Serverless sont stateless, c'est-à-dire qu'elles ne conservent pas d'état entre deux exécutions. Toute donnée persistante doit être stockée dans un service externe (base de données, cache, etc.).

Démarrage à Froid (Cold Start)

• Un "cold start" fait référence au délai initial lorsqu'une fonction Serverless est appelée pour la première fois ou après une période d'inactivité, car une nouvelle instance doit être démarrée.

Avantages

Optimisation des Coûts

La facturation à la demande permet de réduire les coûts, en particulier pour les startups et les petites entreprises. Plutôt que de payer pour des serveurs toujours actifs, même lorsqu'ils ne sont pas utilisés, les entreprises ne paient que pour le temps d'exécution réel des fonctions.

Scalabilité sans Effort

L'architecture Serverless offre une scalabilité quasi instantanée. Lorsque la demande augmente, les fonctions Serverless peuvent s'adapter automatiquement, exécutant plusieurs instances en parallèle pour gérer la charge. Cette capacité à évoluer sans intervention manuelle est cruciale pour les applications modernes qui doivent s'ajuster en temps réel.

Simplification du Développement

En éliminant la gestion de l'infrastructure, l'architecture Serverless permet aux développeurs de se concentrer uniquement sur le code. Cela réduit la complexité et accélère le processus de développement, permettant une mise sur le marché plus rapide des nouvelles fonctionnalités.

Inconvénients et défis

Latence due au Démarrage à Froid

Un des inconvénients du modèle Serverless est la latence due au "cold start". Lorsque des fonctions n'ont pas été sollicitées depuis un certain temps, leur exécution initiale peut prendre plus de temps. Ce délai, bien que souvent court, peut affecter les performances dans des situations nécessitant une réponse immédiate.

Complexité de Gestion

Même si l'infrastructure est simplifiée, le grand nombre de fonctions déployées dans une application Serverless peut compliquer la gestion, le débogage et le suivi des performances. Cela nécessite des outils et des pratiques de gestion adaptés.

Dépendance aux Fournisseurs (Vendor Lock-in)

Les applications Serverless sont souvent conçues pour fonctionner sur des plateformes spécifiques, ce qui peut entraîner une dépendance vis-à-vis du fournisseur de services cloud. Cela peut rendre difficile le passage à un autre fournisseur, surtout si des fonctionnalités spécifiques à un fournisseur sont utilisées.

La sécurité

Dans une architecture Serverless, la sécurité peut devenir un défi en raison de la surface d'attaque élargie et de la complexité accrue de la gestion des permissions pour chaque fonction. Les fonctions dépendent souvent de nombreuses bibliothèques externes, augmentant ainsi le risque de vulnérabilités. De plus, les risques d'attaques par déni de service (DDoS), les problèmes d'isolation dans des environnements partagés, et la nécessité de protéger les données en transit et au repos exigent une vigilance constante. Pour atténuer ces risques, il est essentiel de mettre en place des mesures de sécurité robustes, de surveiller les activités et de gérer les dépendances avec soin.

Cas d'usage: quand utiliser Serverless ?

Traitement de Données en Temps Réel

Les applications nécessitant un traitement rapide de flux de données, comme les analyses en temps réel, sont particulièrement adaptées à une architecture Serverless.

Par exemple, une plateforme d'analyse de logs peut utiliser des fonctions Serverless pour traiter les données à la volée et détecter des anomalies en temps réel.

Déploiement d'API Légères

Les microservices basés sur des API peuvent tirer parti de Serverless pour offrir des services légers et modulaires.

Chaque service peut être développé, déployé et mis à l'échelle indépendamment, facilitant ainsi l'évolution de l'application.

Automatisation de Processus Backend

De nombreuses tâches backend, comme la gestion des fichiers ou l'envoi d'emails, peuvent être automatisées efficacement avec Serverless.

Par exemple, lorsqu'un utilisateur télécharge un fichier, une fonction Serverless peut être déclenchée pour redimensionner l'image ou la stocker dans une base de données.

Serverless avec Azure

C'est quoi Azure functions?

Azure Functions est une solution serverless qui nous permet d’écrire moins de code, de maintenir une infrastructure plus légère et de réduire les coûts. Au lieu de nous préoccuper du déploiement et de la maintenance des serveurs, l’infrastructure cloud met à notre disposition tous les serveurs à jour nécessaires pour assurer l’exécution des applications.

Azure Functions illustre parfaitement le modèle serverless en permettant de se concentrer uniquement sur le code, sans gestion d'infrastructure. Les fonctions s'exécutent en réponse à des événements, évoluent automatiquement, et la facturation se base uniquement sur le temps d'exécution, optimisant ainsi coûts et ressources.

Exemple d'un cas d'usage

Cette partie illustre un cas d'usage d'une Azure function.

Description: Envoyer un mail de bienvenue à chaque fois qu'un utilisateur s'inscrit sur le site web.

Dans cet exemple, nous utilisons SendGrid pour la gestion d'envoie des mails.

1. Créer une Azure Function

• Pour plus de détail pour créer une Azure Function, veuillez consulter la documentation Microsoft: https://learn.microsoft.com/fr-fr/azure/azure-functions/functions-create-your-first-function-visual-studio
• Voici l'implémentation de l'Azure Function de cet exemple:

2. Exécuter et tester la fonction en local:

1. Tester avec Postman:

2. Résultat: La réception du mail:

Conclusion

L'architecture Serverless continue de transformer la manière dont les applications modernes sont développées et déployées.

Avec une gestion simplifiée, une scalabilité automatique et une facturation à l'utilisation, Serverless offre de nombreux avantages pour les entreprises de toutes tailles.