Function as a Service (FaaS): Alles, was du wissen musst

Du hast wahrscheinlich schon von SaaS, PaaS und IaaS gehört, aber hast du auch schon von Function as a Service (FaaS) gehört?

Der FaaS-Markt wächst schnell. Nach Angaben von Allied Market Research hatte der Markt 2018 einen Wert von 3,01 Milliarden Dollar. Es wird erwartet, dass dieser Wert bis 2026 auf 24 Milliarden US-Dollar ansteigt – das bedeutet, dass die Branche von 2020 bis 2026 mit einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 29,7 % wachsen wird.

Wenn man sich dieses Wachstum ansieht, kann man mit Sicherheit sagen, dass FaaS eine ziemlich große Sache ist.

Aber was ist FaaS, und wie funktioniert es? Um dir bei der Beantwortung dieser Fragen zu helfen, befasst sich dieser Artikel mit den Grundlagen von FaaS, mit den Gründen, warum man FaaS nutzen sollte (und warum nicht), und mit dem Stand des globalen FaaS-Marktes im Jahr 2022.

Los geht’s.

Was ist Function as a Service (FaaS)?

Function as a Service (FaaS) ist eine Form des Cloud Computing, die Entwicklern hilft, besser zu arbeiten, da sie die Anwendungsinfrastruktur nicht mehr selbst warten müssen. Wenn Entwickler/innen FaaS nutzen, verwenden sie eine FaaS-Plattform, um Anwendungspakete für sie zu erstellen, auszuführen und zu betreuen.

An dieser Stelle denkst du vielleicht, dass FaaS wie Serverless Computing klingt – und das ist es auch. Serverloses Computing ermöglicht es Entwicklern, die Verwaltung von Datenbanken, API-Gateways, Speicherplatz, Messaging und anderer Infrastruktur an einen Drittanbieter auszulagern. FaaS ist eine Form des serverlosen Computings.

Auch wenn du hier zum ersten Mal von FaaS liest, ist es dir wahrscheinlich schon in freier Wildbahn begegnet. Viele beliebte Programme und Apps nutzen FaaS – wie Amazons Alexa.

Wenn du mit Alexa vertraut bist, weißt du, dass du die Funktionen von Alexa durch das Erstellen von „Skills“ erweitern kannst. Wie bei Apps kann Alexa mit Skills Dinge tun, die über ihre Grundkonfiguration hinausgehen. Zum Beispiel nach Benachrichtigungen in deiner App suchen, einen neuen Chat starten oder benutzerdefinierte Audiosignale abspielen.

Amazon führt alle Alexa-Skills über AWS Lambda aus. Wenn du einen neuen Skill entwickelst, erstellst du ihn als Funktion, die du über AWS Lambda bereitstellst. AWS Lambda führt die Funktion dann für dich aus und kümmert sich um Infrastrukturfragen wie Sicherheit und Datenbankmanagement.

Wie funktioniert FaaS also Schritt für Schritt? Darauf gehen wir als Nächstes ein.

Wie funktioniert FaaS?

Um FaaS zu verstehen, musst du zwei wichtige Begriffe kennen:

1. „Monolithische Architektur“ = eine in sich geschlossene Anwendung, die unabhängig von anderen Anwendungen läuft. Diese Anwendungen verwalten die Benutzeroberfläche, die Geschäftsfunktionen und die Datenschnittstelle selbst. Der Code einer monolithischen Architektur hängt von anderen Teilen des Codes ab.
2. „Microservice-Architektur“ = ein Stück Code, das ein paar kleine Aufgaben erledigt. Diese Microservices sind separat (obwohl sie zusammen eine ganze Anwendung bilden).

Hier ist ein Diagramm, das zeigt, wie sich monolithische Architekturen und Microservices-Architekturen unterscheiden:

Den Hauptunterschied zwischen Microservice- und monolithischen Architekturen kannst du in der Praxis sehen, wenn du eine Funktion ausführst oder aktualisierst. Bei einer monolithischen Architektur führt das gesamte Programm die Funktion auf einmal aus (z. B. die Aktualisierung einer App). Bei einer Microservice-Architektur kannst du die Microservice-Funktion unabhängig voneinander ausführen.

FaaS ist der Grund, warum Microservice-Architekturen funktionieren.

Wenn du eine neue Microservice-Funktion ausführst, musst du nur die Funktion erstellen. Dann übernimmt dein FaaS-Anbieter die Funktion, führt sie aus und kümmert sich von da an um die Verwaltung der Funktion.

Da FaaS ein Werkzeug ist, das mit deinem Input arbeitet, ist es wichtig zu beachten, dass jede FaaS-Funktion nur für eine Aufgabe zuständig sein sollte. Diese Aufgabe wird dann ausgeführt, wenn ihr Auslöser aktiviert wird. Eine Funktion, die eine Kopie der Quittung des Nutzers erstellt, funktioniert zum Beispiel nur, wenn der Nutzer auf „Quittung herunterladen“ drückt

FaaS verwendet das „ereignisgesteuerte Ausführungsmodell“, was bedeutet, dass deine Funktionen nur aktiviert werden, wenn sie ausgelöst werden. Sie werden auch nicht im Hintergrund ausgeführt.

Was kann FaaS also sonst noch tun?

Welche Dienste umfasst FaaS?

Auch wenn alle Anbieter unterschiedlich sind, bieten FaaS-Anbieter in der Regel folgende Leistungen an:

• Authentifizierungsdienste. Sie verwalten die Anmelde- und Authentifizierungsprozesse für die Nutzer deines Programms.
• Datenbankdienste. Sie helfen dir, Informationen in Datenbanken abzulegen, damit dein Programm sie nutzen kann. FaaS-Anbieter übernehmen einen Teil der Datenbankwartung für dich.
• Dateispeicherung. FaaS-Anbieter können Daten und Dateien für deine App speichern, sodass du sie nicht auf deinem eigenen Server hosten musst.
• Berichte. FaaS-Anbieter können auf Fehler oder Sicherheitsbedrohungen in deinem Programm achten und dich alarmieren, wenn sie etwas finden, das nicht stimmt.

Im Großen und Ganzen helfen diese Dienste Entwicklern, intelligenter zu arbeiten. Als Nächstes gehen wir auf die Vorteile von FaaS ein.

Vorteile eines FaaS-Modells

Mit FaaS müssen sich Entwickler/innen nicht um die Infrastruktur oder die Bereitstellung kümmern, sondern nur um das Schreiben der Anwendungslogik. So kann FaaS die Zeit, die für die Entwicklung und den Einsatz eines Programms benötigt wird, erheblich verkürzen, wenn es richtig eingesetzt wird.

Auch der Aufbau und die Bereitstellung sind mit FaaS einfacher. Die Bereitstellung dauert nur ein paar Sekunden und nicht Stunden. Du bist auch nicht auf bestimmte Sprachen oder Ressourcen beschränkt. FaaS-Anbieter können Code in den meisten Sprachen ausführen, und du kannst den Erstellungsprozess beschleunigen, indem du die Caches und Datenbanken deines Anbieters nutzt.

Das FaaS-Modell ist sehr skalierbar, und die Kapazitätsplanung ist viel einfacher. Wenn du mehr Ressourcen brauchst, kannst du dich einfach an die Anweisungen deines FaaS-Anbieters halten, um deine Nutzung zu erweitern. Viele FaaS-Anbieter bieten eine horizontale Skalierung an, d. h. wenn deine Nutzung in die Höhe schießt, stellt dir der Anbieter einfach zusätzliche Ressourcen zur Verfügung, um die Spitze zu bewältigen.

Außerdem musst du dir keine Gedanken über Wartung, Disaster Recovery (DR) oder Sicherheit machen.

Und schließlich ist FaaS sehr effizient. Die Anbieter stellen dir nur die Ressourcen in Rechnung, die du nutzt. Daher zahlst du für FaaS wahrscheinlich viel weniger als für deine eigene Hardware. Außerdem laufen deine Funktionen nicht im Hintergrund, sondern sind untätig. Du musst auch nicht dafür bezahlen, dass sie im Leerlauf sind.

Ist FaaS also ein Allroundtalent? Nicht ganz.

Nachteile eines FaaS-Modells

Das FaaS-Modell beseitigt einige der größten Herausforderungen, die mit der Programmentwicklung verbunden sind, aber es bedeutet auch, dass du deine Kontrolle erheblich einschränken musst. Du kannst nicht viele Entscheidungen über den Server, die Sicherheit oder die Datenbank, die dein Code verwendet, treffen. Stattdessen liegt das in der Hand deines Anbieters.

Auch die Fehlersuche ist oft etwas schwieriger, da du nicht die volle Kontrolle über dein System hast. Auch das Testen ist schwierig, da sich FaaS-Code nicht immer reibungslos in die Testumgebung übertragen lässt.

Außerdem musst du dich an die strengen Anforderungen deines FaaS-Anbieters halten. FaaS-Funktionen können nur eine Aktion ausführen. Wenn du das nicht gewohnt bist, müssen du und dein Team die Art und Weise, wie ihr Code schreibt, ändern. Ebenso kann es sein, dass du den Code in bestehenden Anwendungen umschreiben musst, um ihn für den FaaS-Einsatz geeignet zu machen – daher ist FaaS oft besser für neue Programme geeignet als für alte.

Schließlich bedeutet die Entscheidung für FaaS oft, dass du dich langfristig an einen einzigen Anbieter bindest. Du arbeitest mit dem System und den Anforderungen deines Anbieters, wenn du deine Programme erstellst. Wenn du den Anbieter wechselst, kann es natürlich sein, dass du einen Teil deiner Arbeit neu machen und deine Funktionen unterbrechen musst.

Vorteile vs. Nachteile

FaaS vs. SaaS, PaaS und IaaS

Jetzt, wo du mehr über FaaS weißt, fragst du dich vielleicht, wie es sich zu anderen Anything as a Service (XaaS) Optionen wie IaaS, SaaS und PaaS verhält.

IaaS-, PaaS- und FaaS-Dienste haben ähnliche Ziele: Sie helfen Unternehmen, Anwendungen kostengünstiger und effektiver zu verwalten. Allerdings bietet jede Option etwas anderes.

Infrastructure as a Service (IaaS) ermöglicht es dir, Rechenleistung (wie RAM und CPU) zu vermieten. Bei IaaS musst du einige Anwendungsfunktionen (wie z. B. die Sicherheit) weiterhin selbst verwalten.

Mit Platform as a Service (PaaS) kannst du Hardware und Softwaretools mieten, um deine Anwendung zu erstellen. Ein gängiges Beispiel ist AWS Elastic Beanstalk.

Im Gegensatz zu IaaS und PaaS kannst du bei FaaS Platz mieten, um Funktionen unabhängig zu betreiben. Diese Funktion macht sie skalierbarer.

Hier ist eine kurze Zusammenfassung, wie die drei unterschiedlich funktionieren:

Software as a Service (SaaS) ist nicht auf die Erstellung von Apps oder Programmen ausgerichtet. Stattdessen kannst du Anwendungen mieten, damit du sie nicht selbst entwickeln musst. Es gibt Tausende von SaaS-Angeboten – von Datenanalysetools bis hin zu WordPress SEO-Plugins.

Marktgröße, Anteil und führende Anbieter

Das Wachstum von FaaS spiegelt einen allgemeinen Wandel in der Art und Weise wider, wie Unternehmen neue Programme entwickeln.

In früheren Jahrzehnten haben Entwickler große Systeme als mehrjährige Projekte entwickelt. Heute bevorzugen viele Unternehmen einen DevOps-Ansatz (Development Operations) für die Entwicklung. DevOps legt den Schwerpunkt auf die kontinuierliche Entwicklung und Verbesserung eines Programms nach und nach.

In ähnlicher Weise nutzen Unternehmen zunehmend Cloud-Dienste, um Dinge sicherer und effizienter zu machen. Nach Angaben von Oracle werden Unternehmen bald 600 mal mehr sensible Daten in der Cloud speichern.

Dieser Trend lässt sich an den Daten ablesen, die Statista unter 7.164 Führungskräften erhoben hat. Von 2019 bis 2021 geht die Nutzung eines einzigen öffentlichen oder privaten Cloud-Dienstes zurück, und die meisten Unternehmen setzen mehrere Cloud-Lösungen ein.

Auch die Investitionen in Cloud Computing nehmen zu. Eine weitere Studie von Statista über Hunderte von Großunternehmen weltweit ergab, dass 83% der befragten Unternehmen jährlich mehr als 1,2 Millionen Dollar in Public Cloud Computing investieren. Diese Zahl steigt von 50% im Jahr 2019.

Die Menschen entscheiden sich für FaaS, weil es zukunftssicher und skalierbar ist. Außerdem bietet es eine bessere Produktivität und Leistung, eine schnellere Markteinführung von Anwendungen und eine kostengünstigere Möglichkeit, neue Programme zu entwickeln.

Diese Vorteile sind für viele Branchen interessant, z. B. für Banken (oder „BFSI“-Organisationen), Konsumgüter und Einzelhandel, Unterhaltung, Telekommunikation, ITES (Information and Technology Enabled Services), Gesundheitswesen und Produktion. Hier siehst du, wie viel jede Branche zum FaaS-Markt beiträgt:

Anders als bei SaaS gibt es nicht Tausende von FaaS-Anbietern, zwischen denen Unternehmen wählen können. Die große Mehrheit von FaaS nutzt Lösungen, die von großen Anbietern wie AWS Lambda, Azure Functions, IBM Cloud Functions, Google Cloud Functions, Alibaba Cloud und Cloudflare Workers angeboten werden.

Wir werden jetzt jeden dieser Anbieter vorstellen.

AWS Lambda

AWS Lambda wurde im November 2014 von Amazon eingeführt und ist ein äußerst beliebtes FaaS-Tool. Im 4. Quartal 2021 nutzten 33 % der Cloud-Nutzer einen AWS-Dienst.

AWS Lambda bietet native Unterstützung für viele Programmiersprachen, darunter Node.js, C#, Python, Ruby, Go, Java und Powershell. Wie wir in „Was ist Function as a Service (FaaS)?“ erwähnt haben, nutzt Verwendet Alexa AWS Lambda für Skills.

Merkmale und Funktionen:

• Verbindet sich mit anderen AWS-Tools
• Überwache die Leistung deines Programms mit Amazon CloudWatch
• Über 200 Integrationen mit SaaS-Tools
• Du kannst Docker-Container bereitstellen (AWS hat diese Funktion im Dezember 2020 eingeführt)

Vorteile:

• Du kannst dein eigenes Backend mithilfe der Lambda API oder des Amazon API-Gateways erstellen
• Du kannst Funktionen als Container-Images bereitstellen
• Du kannst dich mit relationalen Datenbanken über Amazon RDS Proxy verbinden
• Du kannst wählen, wie viel Speicherplatz jeder Funktion zugewiesen werden soll

Nachteile:

• Wenn du AWS noch nicht nutzt, wird die Einrichtung viel Zeit und Mühe kosten

Microsoft Azure Functions

Microsoft Azure Functions ist eine Funktion von Microsoft Azure, die Microsoft erstmals im Februar 2010 als „Windows Azure“ eingeführt hat. Azure Functions ermöglicht es dir, ereignisgesteuerten Code über FaaS auszuführen. Im 4. Quartal 2021 nutzten 21% der Cloud-Nutzer Azure.

Merkmale und Funktionen:

• Du kannst deine Funktionen mit über 250 Konnektoren in Azure Logic Apps verbinden
• Unterstützt JavaScript, C#, F#, Powershell, PHP, Python und Java
• Bietet viele Tutorials für neue Benutzer
• Hilft dir, dein Programm mit Azure Application Insights zu analysieren

Vorteile:

• Azure Functions verwendet ein integriertes Programmiermodell
• Gut geeignet für Teams, die DevOps einsetzen
• Mehrere Pläne verfügbar

Nachteile:

• Azure Functions unterstützt weder Node.js noch Ruby

Google Cloud Functions

Google Cloud ist hinter AWS und Azure die drittbeliebteste Cloud-Computing-Lösung. Sie hat derzeit einen Marktanteil von 10%. Google Cloud Functions ist eine FaaS-Funktion von Google Cloud – ein Dienst, der über 100 Produkte für eine Vielzahl von Anwendungen bietet.

Merkmale und Funktionen:

• Debugging und Logging sind in Google Cloud Functions integriert (über CloudTrace und CloudDebugger)
• Du verwendest Trigger von Google Assistant, Google Cloud, Firebase oder jeder Anwendung, die HTTP nutzt
• Google Cloud Functions lässt sich mit vielen Google-Partnern integrieren

Vorteile:

• Diejenigen, die Multi-Cloud- oder Hybrid-Fähigkeiten wünschen, können es nutzen
• Sie ist quelloffen, sodass du problemlos zu einer anderen FaaS-Plattform wechseln kannst, wenn du das möchtest
• Es ist sehr einfach zu benutzen
• Google stellt neuen Nutzern viele kostenlose Ressourcen zur Verfügung

Nachteile:

• Die Container-basierten Dienste von Google Cloud Function sind weniger fortschrittlich als andere FaaS-Anbieter

IBM Cloud

IBM Cloud ist aus SoftLayer hervorgegangen, einer öffentlichen Cloud-Plattform, die IBM im Juni 2013 gekauft hat. IBM wandelte die Plattform in Bluemix um und führte sie im Juli 2014 als PaaS-Tool ein. Seitdem hat IBM den Dienst in IBM Cloud umbenannt und seine Funktionen zu FaaS erweitert.

Im 4. Quartal 2021 nutzten 4% der Cloud-Nutzer die IBM Cloud. Sie läuft auf dem Apache OpenWhisk Ökosystem.

Merkmale und Funktionen:

• Du kannst nach Videoinhalten suchen
• Du kannst dein Programm über IBM Watson APIs mit anderen Programmen verbinden
• IBM bietet vorgefertigte Funktionen für einige gängige Aufgaben
• Unterstützt Node.js, Python, Swift, PHP, Go, Ruby, Java und .NET Core

Vorteile:

• Ideal für die Entwicklung mobiler Anwendungen
• Leicht zu erlernen und zu nutzen
• Überwacht deine App durch IBM Cloud Monitoring

Nachteile:

• Begrenzt die Speicherzeit deiner Funktion auf zehn Minuten oder 2048 MB

Alibaba Cloud

Alibaba Cloud ist nicht so bekannt wie andere Cloud Computing-Optionen, hat aber immer noch einen anständigen Marktanteil von 6 %. Alibaba Cloud wurde 2008 von Alibaba ins Leben gerufen und richtet sich an Online-Unternehmen und an diejenigen, die auch die anderen Dienste von Alibaba nutzen.

FaaS ist eines der Angebote von Alibaba Cloud, neben einem Content Delivery Network (CDN), Datenspeicherung und Big Data-Verarbeitung.

Merkmale und Funktionen:

• Lässt sich mit den anderen Computing-Services von Alibaba integrieren
• Katastrophensicher, da Alibaba Funktionen auf Clustern in verschiedenen Gebieten hostet
• Video-Transkodierung
• KI-Schlussfolgerungen
• Unterstützt Node.js, Python, Java, PHP und C#

Vorteile:

• Bietet eine kostenlose Option für diejenigen, die nicht viel Code ausführen müssen
• Hochgradig skalierbar
• Du kannst viele Arten von Triggern verwenden

Nachteile:

• Es kann schwierig sein, Funktionen von Alibaba zu einem anderen FaaS-Anbieter zu übertragen

Cloudflare Workers

Cloudflare Workers wird von Cloudflare betrieben und ist ein FaaS-System, das sich für neue Entwickler und diejenigen eignet, die ihren Code fast sofort ausführen wollen. Cloudflare Workers bietet einen kostenlosen Plan und skalierbare Preise.

Merkmale und Funktionen:

• Unterstützt JavaScript, C++, Rust und C
• Du kannst Bilder, PDFs und andere Dateien auf Cloudflare Workers speichern und als statische Assets bereitstellen
• Katastrophensicher, da Cloudflare Workers ein globales Netzwerk von Servern nutzt
• Kann mit anderen Cloudflare-Produkten integriert werden

Vorteile:

• Es ist billiger als viele andere FaaS-Optionen
• Die Nutzung ist für neue Entwickler einfach zu erlernen
• Du kannst sehr schnell loslegen
• Cloudflare bietet detaillierte Anleitungen und Ressourcen, die dir bei der Entwicklung deiner Anwendung helfen können

Nachteile:

• Cloudflare Workers ist weniger robust als andere Optionen und eignet sich besser für kleine Projekte

Faas Best Practices

Ja, FaaS ist eine Technologie, aber es ist auch eine Denkweise, die Entwickler bei der Entwicklung von Programmen und Anwendungen anwenden müssen.

Um das Beste aus FaaS herauszuholen, befolge diese Best Practices:

• Denk an die Grenzen von FaaS. FaaS ist nicht für jedes Programm geeignet, und wenn du versuchst, ein nicht-FaaS-freundliches Programm mit FaaS zu erstellen, wird dich das Zeit, Mühe und Geld kosten.
• Führe nur Funktionen mit einer Aktion auf FaaS aus. Wenn du Funktionen mit mehreren Aktionen ausführst, störst du die isolierte Umgebung, in der FaaS-Funktionen am besten funktionieren. Diese Unterbrechung verlangsamt deine Anwendung und verringert die Effizienz.
• Führe keine Funktionen mit Abhängigkeiten aus. Abhängigkeiten verursachen Fehler und später ein Skalierungsproblem.
• Achte sorgfältig auf deine Ladezeit. Deine Ladezeit kommt von deinen Bibliotheken oder Funktionen, die viel Speicherplatz benötigen. Eine hohe Ladezeit verlangsamt dein Programm und frustriert letztendlich die Benutzer.
• Verringere die Anzahl der Verbindungen zum Relationship Database Management System (RDBMS), die du verwendest. Diese Verbindungen verlängern die Zeit, die die Funktionen benötigen, und stellen eine Fehlerquelle in deinem Programm dar.

Brauchst du FaaS?

FaaS ist eine innovative und bahnbrechende Technologie für einige, aber nicht für alle.

Die Unternehmen, die am meisten von FaaS profitieren, sind bereit, Programme mit Microservice-Architekturen zu entwickeln, bei denen jede Funktion nur eine Aufgabe erfüllt. Diese Funktionen sollten unabhängig voneinander arbeiten – wenn sie voneinander abhängig sind, wirst du Probleme mit der Skalierbarkeit bekommen.

Wenn du eine Anwendung mit einer monolithischen Architektur oder Funktionen, die voneinander abhängen, bauen willst, funktioniert FaaS vielleicht nicht gut. Wenn du dich nicht langfristig an einen einzigen Anbieter binden willst, könnte FaaS ebenfalls eine kurzsichtige Entscheidung sein.

Natürlich kannst du die Cloud-Technologie auch ohne FaaS nutzen. Du könntest zum Beispiel in PaaS oder IaaS investieren, um einen Teil der Funktionen deiner Anwendung in die Cloud auszulagern. Diese Option würde dir einige der Kosten- und Effizienzvorteile des Cloud Computing bieten, aber du müsstest dein Programm nicht innerhalb der Einschränkungen des FaaS-Modells entwickeln.

Wenn du kein Programm entwickeln musst, das eine Nische bedient oder sehr spezialisiert ist, kannst du auch in ein SaaS-Tool investieren. Einige SaaS-Tools sind sogar quelloffen, so dass du vielleicht ein bestehendes Tool für deine Bedürfnisse anpassen kannst.

Zusammenfassung

FaaS ist kein Technobabble oder ein neuer Trend. Es ist eine skalierbare Technologie, die du im kommenden Jahrzehnt vermehrt einsetzen solltest.

FaaS zu erklären, kann manchmal schwierig erscheinen, aber FaaS ist einfach ein Dienst, der es Entwicklern ermöglicht, Code zu schreiben und auszuführen und dabei die Infrastruktur zu nutzen, die von jemand anderem gewartet wird. Viele Dienste, die du regelmäßig nutzt, wie Alexa, verwenden FaaS. Zu den gängigen FaaS-Anbietern gehören IBM Cloud Functions, AWS Lambda, Alibaba Cloud, Google Cloud Functions und Microsoft Azure Functions.

Obwohl FaaS für einige Unternehmen sehr effektiv ist, ist es nicht für jeden geeignet. FaaS eignet sich am besten für die Ausführung von isoliertem, zustandslosem Code, der eine einzige Funktion ausführt.

Wir würden gerne das Mikrofon (oder die Tastatur) an dich weitergeben. Wie setzt du FaaS in deinem Unternehmen ein und hast du einen Rat für andere, die diese Technologie zum ersten Mal ausprobieren? Bitte schreibe uns in die Kommentare unten.