Arquitectura Serverless: Diseño y Escalabilidad de Funciones

Clase 26 de 27 • Curso de Introducción a la Nube

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Gabriel Obregón

student•

++Cómo sería tener muchos de los servicios en funciones++: ++DIFERENCIAS++:

CDN: hay servicios de cdn que pueden tener funciones. Por ejemplo: para cuando venga un requests transformarlo, para hacer un redireccionamiento 301 o 302 (redireccionamiento de dominio temporal o permanente).
FUNCIONES del BACKEND: El API recibe el requests y se lo manda alguna FUNCIÓN. Las reglas del API para la designación de los requests a las funciones sería, por ejemplo: Si la API recibe el request con el pass “/saldos”, le va a mandar ese request a la FUNCIÓN saldos. Entonces para el caso de PlatziWallet tendríamos la funciones de: Saldos, Cash-in, Pagos, entre otras.
BASE de DATOS: 1) No Relacional: La DB será llave-valor y cada FUNCIÓN actualizará determinada tabla en la DB. 2) Relacional: No todas las BD relacionales son serverless. Cuando tenemos múltiples funciones consumiendo una BD relacional puede ser que la cantidad de conexiones se caiga. Entonces para la DB relacional los CP están sacando un PROXY de BD. Estos servicios se encargan de todas las conexiones entre cada FUNCIÓN y la DB. Van a manejar el borrowing (pedir prestado canales de conexión). También, garantizan que si se cae el DB Master, solo se pierda un paquete para cuando empiece a funcionar la DB Standby.
Entonces, las ventajas del PROXY son: 1) seguridad: garantiza que la comunicación siempre sea en TLS. 2) gestión de conexiones 3) mejorar el tiempo de un failover ante una caída de una zona, por ejemplo.
ORQUESTADOR DE FUNCIONES: se encarga de las relaciones entre funciones. Ejemplo de orquestador: en AWS (step Functions), Apache Airflow se usa como orquestador.
ESCALABILIDAD: va a estar dada por los límites de CP. También podemos reservar concurrencia. Por ejemplo: en AWS para todas las funciones la concurrencia es de 1000 ejecuciones por segundo. Entonces en PlatziWallet se puede reservar 200 concurrencias por segundo para las funciones de Pagos y Consulta de Saldo. Es decir 400 concurrencias por segundo para mis funciones más demandadas. Los otros 600 se van a distribuir a medida de que cada uno de los servicios los vaya utilizando. Por otro lado también se puede hacer un ticket al CP para subir la concurrencia de 1000 a 2000 por ejemplo.
REPO y CICD: hay que ver cómo vamos a desplegar del CICD a la función.
VPC: ¿La función va a correr en una VPC o no? Si es en una VPC hay que tener en cuenta la cantidad de direcciones IP disponibles versus la cantidad de ejecuciones que va a tener esa función para garantizar que tenga IP disponibles.
COLD START: Si la APP no soporta esos segundos iniciales de las funciones podemos pensar en una arquitectura dividida donde tengamos unos servicios en funciones y otros en contenedores. Pues Kubernetes, por ejemplo, no tiene esos segundos iniciales de demora.

Diego Fernando Ramos Aguirre

student•

Gracias por el aporte.

José Luis Puc Sarmiento

student•

JOHN CARLOS ARRIETA ARRIETA

student•

Complementando el conocimiento impartirdo por el Carlos Zambrano.

Microsoft AZURE:

Orquestadores de Functions: Durable Functions.

Es una extensión de Azure Functions que permite escribir funciones con estado en un entorno sin servidor. se pueden definir WorksFlow complejos que coordinan la ejecución de funciones y otras tareas en una manera confiable y escalable.

Características:

Orquestación de WorksFlow:
- Permite definir orquestadores que controlan el flujo de trabajo de otras funciones (llamadas "activity functions").
- Define el flujo de trabajo usando una función especial de tipo orchestrator.
- Usa un lenguaje de programación (como C# o JavaScript) para definir las secuencias y las llamadas a las actividades.
- Los orquestadores pueden ejecutar tareas en serie, en paralelo, esperar por eventos externos y más.
Gestión del Estado:
- Las Durable Functions manejan automáticamente la persistencia del estado, lo que permite a las orquestaciones reanudarse desde donde se quedaron en caso de reinicios o fallos.
Patrones de Diseño:
- Function Chaining: Ejecuta funciones en una secuencia específica.
- Fan-out/Fan-in: Ejecuta múltiples funciones en paralelo y luego agrega los resultados.
- Async HTTP APIs: Usa Durable Functions para gestionar operaciones largas y proporcionar actualizaciones de estado a través de HTTP.
- Monitor: Implementa una función que monitorea el estado de un recurso y ejecuta una acción cuando se detecta un cambio.
- Human Interaction: Pausa la ejecución hasta que se recibe una respuesta humana.
Activity Functions:

Realizan tareas específicas y se invocan desde el orquestador.

Son funciones sin estado que pueden ser ejecutadas y re-ejecutadas de forma independiente

5. ient Function:

Inicia las orquestaciones y puede interactuar con ellas.

Puede ser desencadenada por HTTP, colas, timers, etc.

Jhon Freddy Tavera Blandon

student•

Descripción General de la Arquitectura Serverless Basada en Funciones

En una arquitectura serverless, el código se ejecuta en respuesta a eventos y cada unidad de ejecución es una función autónoma. No hay necesidad de gestionar servidores o infraestructura. Las funciones son desplegadas y ejecutadas por un proveedor de nube, y se escalan automáticamente en función de la demanda.

Kevin Alexis Rodríguez Rincón

student•

ojo que ya no se usa SLAVE jajaja :v

Omar Jesus Hernández Bastos

student•

Tener concurrencia de 1000 no limita a tener 1000 request maximos en un mismo segundo? Que pasa si tengo 100mil usuarios activos todos entran al app y hacen /saldos?

Mas aun como puedo entonces escalar mas alla de los 1000 O tendria que crear una cola para este caso?

Kevin Alexis Rodríguez Rincón

student•

¿Qué pasa si el limite de concurrencia que es de 1000 ha llegado a su máximo y se esta usando toda la concurrencia?

Rodrigo E Toobe

student•

12:28 No entiendo muy bien a qué se refiere con asegurarse de tener IP's disponibles.

Platzi

student•

Se refiere a que en el protocolo IPv4 las direcciones IP están agotándose, por lo que es importante migrar al protocolo IPv6 que ofrece un mayor número de direcciones disponibles.

Carlos Andrés Zambrano Barrera

teacher•

Cuando diseñamos una arquitectura en nube, es responsabilidad nuestra todo el direccionamiento IP. Por eso es vital desde el comienzo, estimar un adecuado esquema de direccionamiento para evitar que al crecer te vayas a quedar sin IPs

Gustavo Bautista Hernández

student•

De acuerdo a los modelos de responsabilidad compartida de los proveedores de servicios de Cloud al utilizar funciones, ¿qué es responsabilidad del usuario? Proveer el código de la función para ejecutarse y configurar las características de la función

JOHN CARLOS ARRIETA ARRIETA

student•

Complementando el conocimiento impartirdo por el Carlos Zambrano.

Microsoft AZURE:

Proxy de Bases de datos: Azure SQL Database Managed Instance

Es un servicio que proporciona compatibilidad casi total con SQL Server y ofrece las ventajas de una plataforma como servicio (PaaS), como administración automática, escalabilidad y alta disponibilidad. Managed Instance es ideal para migrar aplicaciones existentes que requieren características específicas de SQL Server.

Azure SQL Database Gateway:
- Connection Routing: El gateway actúa como un proxy que enruta las conexiones entrantes a las bases de datos correctas. Esto permite que las conexiones a las bases de datos sean gestionadas eficientemente y proporciona balanceo de carga.
- High Availability: Asegura que las conexiones se redirigen automáticamente a las réplicas secundarias en caso de fallas, proporcionando alta disponibilidad y recuperación ante desastres.
Azure SQL Database Elastic Pool:
- Permite que varias bases de datos compartan recursos como CPU y memoria, mejorando la utilización y reduciendo los costos. Elastic Pools son ideales para aplicaciones con patrones de uso variables.
Serverless and Hyperscale Tiers:
- Serverless: Elimina la necesidad de gestionar la infraestructura, ajustando automáticamente los recursos según la demanda.
- Hyperscale: Permite escalar de manera masiva tanto el almacenamiento como el rendimiento, adecuado para aplicaciones con grandes volúmenes de datos.
SQL Database Connectivity Features:
- Proxy vs. Redirect Mode: En el modo proxy, todo el tráfico pasa a través del gateway, mientras que en el modo redirect, el tráfico se redirige directamente al nodo de base de datos correcto después de la autenticación inicial, reduciendo la latencia.

VENTAJAS:

Escalabilidad Automática: Ajusta automáticamente los recursos según la demanda.
Alta Disponibilidad: Redirige automáticamente las conexiones a réplicas secundarias en caso de fallos.
Seguridad: Ofrece autenticación segura y capacidades de cifrado para proteger los datos.
Gestión Simplificada: Elimina la necesidad de administrar la infraestructura subyacente, permitiendo a los desarrolladores centrarse en la lógica de la aplicación

Rommer Batista

student•

Considera habilitar la concurrencia provisionada en tu función crítica para evitar cold starts y mantener tiempos de respuesta constantes, combinándola con un pool de conexiones reutilizable mediante el proxy de base de datos para reducir la latencia en consultas frecuentes

Yosuad David Castillo Valdes

student•

Las funciones y los contenedores son dos enfoques diferentes en la arquitectura serverless. Las funciones permiten ejecutar bloques de código en respuesta a eventos, siendo ideales para tareas cortas y específicas. Se escalan automáticamente y gestionan la infraestructura por ti, pero pueden sufrir "cold starts", lo que afecta el tiempo de respuesta.

Por otro lado, los contenedores, aunque también pueden ser escalables y gestionados, ofrecen mayor flexibilidad y control sobre el entorno de ejecución. Son ideales para aplicaciones que requieren configuraciones más complejas o persistentes.

La elección entre ambos depende de las necesidades específicas de tu aplicación y su arquitectura.

Jhon Jairo Bautista Beltrán

student•

ADA en el video arquitectura con funciones en el tiempo 6:14 se habla del proxy de base de datos para Bases de datos relacionales usando funciones Serveles. Este servicio como se puede utilizar con microservicios ?

Platzi

student•

El proxy de base de datos se utiliza para manejar las conexiones entre cada función y la base de datos relacional, mejorando la seguridad, gestión de conexiones y el tiempo de failover. Para microservicios, se aplicaría de manera similar, gestionando las conexiones de los diversos servicios a la base de datos.

Marcos Flores

student•

¿que herramienta usa para los diagramas?

Platzi

student•

Lucidchart

ANDRÉS CAMILO SÁNCHEZ BOCANEGRA

student•

¿El CDN es un balanceador de Red?

Alfredo Olmedo

student•

Pregunta: ¿El CDN es un balanceador de red?

Respuesta: No, un CDN (Content Delivery Network) es una red de distribución de contenido cuya función principal es replicar y distribuir contenido a través de múltiples servidores ubicados en diferentes regiones geográficas. Esto mejora la velocidad de entrega y la disponibilidad del contenido.

Un balanceador de carga, como Nginx, distribuye el tráfico de red entre varios servidores para optimizar el rendimiento y la disponibilidad. En el contexto de contenedores, herramientas como Docker Swarm y Kubernetes actúan como orquestadores, gestionando y escalando contenedores según la demanda y las peticiones recibidas.

Jose Luis Quintero Sánchez

student•

ANDRES ALFONSO MIRA MEJIA

student•

✅

Juan Felipe Agudelo Arboleda

student•

El costo de una función en un entorno serverless se mide principalmente por el tiempo de ejecución y la cantidad de recursos utilizados. Los proveedores de servicios en la nube, como AWS, cobran por el tiempo que tu función está activa y por la memoria que consumes durante su ejecución. Además, se puede considerar el costo de las invocaciones y el almacenamiento, si aplica. Es importante optimizar el código y gestionar adecuadamente los recursos para minimizar los costos, teniendo en cuenta factores como el "cold start" y la concurrencia.

Camilo Forero

student•

Gracias

Yesid A. López V.

student•

Para ampliar los límites que imponen los proveedores de servicios en la nube, puedes considerar varias estrategias:

Reservar Concurrencia: Asegúrate de reservar concurrencia para tus funciones críticas. Esto garantiza que puedas manejar picos de tráfico sin problemas.
Proxy de Base de Datos: Utiliza un proxy de base de datos para gestionar conexiones y mejorar la eficiencia en bases de datos relacionales.
Optimización de Recursos: Revisa y ajusta los recursos asignados a tus servicios, como memoria y tiempo de ejecución.
Orquestación de Funciones: Implementa un orquestador de funciones para gestionar la dependencia y ejecución de funciones, optimizando el flujo de trabajo.

Estas acciones te permitirán superar las limitaciones y mejorar el rendimiento de tus servicios en la nube.

Mario Alexander Vargas Celis

student•

🏗️ Arquitectura con Funciones (Serverless) ⚡

📌 ¿Qué es una Arquitectura basada en Funciones?

Es un modelo donde las aplicaciones se dividen en funciones pequeñas y autónomas, ejecutadas en la nube sin necesidad de gestionar servidores.

✅ Beneficios: ✔ Autoescalado: Se ejecutan solo cuando se invocan. ✔ Menor costo: Se paga solo por ejecución. ✔ Simplicidad: No requiere administrar infraestructura.

🔧 Componentes Claves de una Arquitectura con Funciones

1️⃣ Funciones como Servicio (FaaS)

Son la unidad de procesamiento ejecutada en la nube.
Ejemplo: AWS Lambda, Azure Functions, Google Cloud Functions.

2️⃣ Gateway de API

Expone las funciones como endpoints HTTP.
Ejemplo: AWS API Gateway, Azure API Management, Kong.

3️⃣ Eventos y Triggers

Disparan la ejecución de funciones.
Ejemplo: Mensajería (SQS, Pub/Sub), cambios en bases de datos, cron jobs.

4️⃣ Base de Datos y Almacenamiento

Bases de datos serverless.
Ejemplo: DynamoDB, Firebase Firestore, Cosmos DB.
Almacenamiento: S3, Cloud Storage, Azure Blob Storage.

5️⃣ Observabilidad y Logging

Monitoreo: AWS CloudWatch, Azure Monitor.
Logging: ELK Stack, Cloud Logging.
Tracing: OpenTelemetry, AWS X-Ray.

📐 Ejemplo de Arquitectura con Funciones

[ Cliente ] <---> [ API Gateway ] <---> [ Función 1 (Autenticación) ] | |---> [ Función 2 (Procesamiento) ] | |---> [ Función 3 (Guardar en DB) ] | |---> [ Base de Datos Serverless ]

🚀 Conclusión

Una arquitectura basada en funciones es ideal para aplicaciones ligeras, escalables y económicas.