Was genau ist Serverless Computing und wie funktioniert dieses in der Praxis?

Hinter dem Begriff Serverless Computing steckt ein spezielles Konzept von Infrastruktur in der Cloud, bei dem der Nutzer rein für die benötigten Ressourcen zahlt. Lokale Server sind ebenso wenig vorhanden wie Cloud-Systeme unter der eigenen Verwaltung.

Wie bei vielen anderen Cloud-Konzepten steht auch beim Serverless Computing ein Dienstleister hinter den Services. Dieser kümmert sich um die Bereitstellung der gesamten Infrastruktur und übernimmt deren Wartung. Ebenfalls fällt die Skalierung der Ressourcen in den Aufgabenbereich des Anbieters. Der Nutzer hat hingegen keine Arbeit mit der Einrichtung, Konfiguration, Wartung oder Skalierung der eigentlichen Server. Es dreht sich also alles um Services in der Cloud.

Die Bezeichnung serverlos ist in dem Sinne mitunter verwirrend, da es suggeriert, dass keine Serversysteme mehr zum Einsatz kommen. Selbstverständlich baut die Infrastruktur weiterhin auf Servern auf, jedoch kommen die Nutzer nicht mehr in Kontakt mit diesen und müssen sich auch nicht um die Dimensionierung der Ressourcen kümmern. Aus diesem Grund wird bei diesem Konzept von FaaS oder Function-as-a-Service gesprochen. Das Konzept baut auf Containern auf, in denen die serverlosen Apps laufen. Diese Container stehen den Anwendern zur Verfügung, um dort den eigenen Code und einzelne Funktionen auszuführen.

Besonders ist beim Serverless Computing die Form der Abrechnung beziehungsweise wie Unternehmen Kapazitäten buchen. Bei den meisten anderen Varianten mieten oder erwerben die Nutzer klar definierte Ressourcen. Dies geschieht in Form von Serversystemen, Rechenleistung oder Speicherkapazität. Bei dem serverlosen Konzept ist dies anders. Das Abrechnungsmodell hier basiert auf dem Prinzip Pay-as-you-go. Es wird also exakt abgerechnet, welche Ressourcen verbraucht wurden. In der Regel kommt dabei ein linearer Ansatz zum Tragen. Ein guter Vergleich sind Datentarife für das Smartphone, wo die Wahl zwischen einer Flat mit monatlich begrenztem Traffic und fixen Kosten sowie einem direkten Abrechnungsmodell besteht, bei dem nur tatsächlich angefallene Daten berechnet werden.

Das Serverless Computing hat mit seinen Eigenschaften ganz spezifische Eigenschaften und Vorteile, die das Konzept von anderen Cloud-Lösungen abgrenzt. In erster Linie ist dies die besondere Skalierbarkeit, die sogar noch über die vom Cloud Computing hinausgeht. Im Gegensatz zu anderen Modellen in der Cloud erlaubt Serverless Computing nicht nur eine Anpassung der Ressourcen entsprechend nach dem Bedarf, sondern erfordert keinerlei Management der Leistung. Wird der Dienst nicht genutzt, entstehen keine Kosten und es sind auch keine Ressourcen reserviert. Dennoch steht faktisch unbegrenzt Leistung zur Verfügung, wenn diese spontan benötigt wird. Eine vorherige Absprache mit dem Anbieter ist nicht erforderlich.

In diesem Zusammenhang punktet das Konzept auch bei den Kosten, denn diese sind ebenfalls extrem skalierbar. In der Praxis sind serverlose Lösungen häufig günstiger als andere Plattformen, da keinerlei Kosten entstehen, wenn die Leistung nicht genutzt wird. So zahlen Unternehmen nicht für CPU-Laufzeit oder Speicherplatz, die sie gar nicht verwenden, was bei anderen Cloud-Modellen wie PaaS oft der Fall ist.

Für das Konzept spricht weiterhin der einfache Zugriff auf das Backend. Entwickler können Code für Backend-Anwendungen erstellen und ohne Migrationsprozesse direkt in die Umgebung ausbringen. Damit knüpft ein weiterer Vorteil dieser Infrastruktur an, und zwar die schnellere Entwicklung von Anwendungen und Architekturen. Die Prozesse rund um die Bereitstellung sind deutlich verkürzt, Fehlerkorrekturen sind kaum noch erforderlich und die Entwicklung neuer Funktionen gelingt schneller. Außerdem lassen sich Aktualisierungen schneller entwickeln und auch ausbringen. Davon profitieren Anwendungen, die auf diesen Strukturen laufen, in der Zukunft.

Es gibt eine Reihe von Szenarien, in denen das serverlose Modell klare Vorteile in der Praxis bereitstellt. Das ist zum Beispiel immer dort der Fall, wo eine extreme Skalierung der Ressourcen erforderlich ist.

Serverless Computing lässt sich aus diesem Grund gut als Entwicklungsumgebung einsetzen. Die Entwickler haben direkt Zugriff auf das Backend und können in dieser geschlossenen Umgebung mit den Containern sehr einfach Code testen. Das reicht so weit, dass einzelne Funktionen unabhängig von Anwendungen getestet werden können, zum Beispiel der Aufruf einer API. In diesem Fall wird auch von BaaS – Backend-as-a-Service – gesprochen.

Prädestiniert ist diese Form von Cloud-Infrastruktur für Backend-Applikationen und Anwendungen, die in Containern laufen. Auf diesem Weg lässt sich das Backend einer Anwendung in einzelnen Funktionen auslagern. Ebenfalls sind serverlose Umgebungen gut dafür geeignet, Applikationen aus dem Bereich Edge-Computing zu hosten. Gerade hier wird Rechenleistung nur temporär benötigt, sodass sich die Kosten reduzieren lassen, ohne Kompromisse bei der Leistung eingehen zu müssen.

Inzwischen existieren eine Reihe von verschiedenen Cloud-Architekturen, von PaaS bis SaaS und einige andere Varianten. Serverless Computing unterscheidet sich teilweise in Details, oftmals aber auch grundlegend von anderen Konzepten.

Auf den ersten Blick haben diese Infrastrukturen Gemeinsamkeiten mit der Native Cloud. Cloud-native Anwendungen können aber auch auf anderen Infrastrukturen laufen und sind oft spezifisch für diese ausgelegt. 

Vergleichbar von den Einsatzmöglichkeiten ist BaaS. Jedoch gibt es auch hier Unterschiede im operativen Betrieb. Beim serverlosen Konzept erfolgt eine Auslagerung nach dem Konzept FaaS, wo jede einzelne Funktion eine eigene Instanz darstellt. Bei BaaS ist hingegen das gesamte Backend in einem Komplex zusammengefasst, sodass auch die Software ganz anders aufgebaut ist.

Serverless Computing ist ein vergleichsweise junges Modell. Dennoch hat sich das Konzept aufgrund der Vorteile sowie der spezifischen Eigenschaften schnell etabliert. Durch die wachsende Bedeutung von Microservices und Containern sowie der individuellen Entwicklung von Anwendungen nimmt die Nachfrage nach solchen Cloud-Lösungen zudem weiter zu. 

Auch der serverlose Ansatz selbst entwickelt sich weiter. So verbessern die Betreiber solcher Infrastrukturen die Möglichkeiten für den Kaltstart, die dann per TLS-Handshake möglich sind. Auf diese Weise gelingt es, Dienste auf diesen Strukturen bei Bedarf innerhalb von Millisekunden sowie automatisch zu aktivieren, sodass diese faktisch immer und ohne Wartezeit bereitstehen.

Damit erweitern sich die Einsatzmöglichkeiten und gerade in Kombination mit Edge-Computing wird Serverless Computing zunehmend wichtiger. Dementsprechend ist davon auszugehen, dass dieses Konzept schon bald fester Bestandteil vieler digitaler Unternehmensstrukturen sein wird.