Was ist cloudnativ?

Als „cloudnativ“ wird oft das Endziel für die Migration oder Entwicklung von Anwendungen bezeichnet. Je nachdem, wen Sie fragen, erhalten Sie wahrscheinlich viele verschiedene Definitionen dessen, was genau das bedeutet. Grundsätzlich lässt sich Folgendes sagen: Cloudnativ ist ein Ansatz zum Erstellen und Ausführen skalierbarer Anwendungen, um die Vorteile cloudbasierter Dienste und Bereitstellungsmodelle in vollem Umfang zu nutzen.

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Cloudnative Definition

Cloudnativ bedeutet, dass es an die vielen neuen Möglichkeiten – aber ganz andere architektonische Einschränkungen – angepasst wird, die die Cloud im Vergleich zu herkömmlichen lokalen Infrastrukturen bietet.

Im Gegensatz zu monolithischen Anwendungen, die als eine Einheit erstellt, getestet und bereitgestellt werden müssen, zerlegen cloudnative Architekturen Komponenten in lose gekoppelte Dienste, um die Komplexität zu verwalten und die Geschwindigkeit und Agilität und den Umfang der Softwarebereitstellung zu verbessern.

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Was ist eine cloudnative Anwendung?

Eine cloudnative Anwendung wurde speziell von Grund auf für die Flexibilität und Verteilung der Cloud entwickelt. Damit Sie besser verstehen, was eine cloudnative Anwendung ist, beginnen Sie am besten damit, was sie nicht ist – eine herkömmliche, monolithische Anwendung.

Monolithische Anwendungen dienen als eine Einheit, häufig mit benutzerdefinierten Betriebssystemen, Middleware und Sprach-Stacks für jede Anwendung. Die meisten Skripts und Prozesse sind außerdem speziell für das Erstellen, Testen und Bereitstellen vorgesehen. Insgesamt erzeugt diese Anwendungsarchitektur enge Abhängigkeiten, was das Ändern, Testen, Bereitstellen und Betreiben von Systemen im Laufe der Zeit erschwert. Was so einfach zu konzipieren und bereitzustellen ist, wird schnell kompliziert, schwer zu entwickeln und kompliziert zu betreiben.

Im Vergleich dazu nutzen cloudnative Anwendungen die dynamische, verteilte Natur der modernen Infrastruktur optimal, um eine höhere Geschwindigkeit, Agilität, Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz zu erzielen.

Cloudnative Anwendungen werden in der Regel in mehrere unabhängige Dienste unterteilt. Dazu kommen Technologien und Methoden wie DevOps, Continuous Delivery und Continuous Integration, Container, Mikrodienste und deklarative APIs zum Einsatz. So können Teams Komponenten unabhängig voneinander bereitstellen und skalieren, um ohne Dienstunterbrechung Aktualisierungen vorzunehmen, Probleme zu beheben und neue Features bereitzustellen.

Cloudnative Säulen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, eine cloudnative Architektur zu schaffen. Ziel ist aber immer, die Geschwindigkeit bei der Softwarebereitstellung und die Dienstzuverlässigkeit zu erhöhen und ein gemeinsames Verantwortungsbewusstsein unter den Software-Stakeholdern aufzubauen.

Dennoch basieren die Grundlagen cloudnativer Architekturen auf fünf Kernsäulen:

Mikrodienste: Fast alle Cloud-Architekturen basieren auf Mikrodiensten. Der entscheidende Vorteil ist jedoch die Zusammensetzbarkeit – die Aufschlüsselung einer Anwendung zu einer Sammlung kleinerer, einfacherer Dienste, die sich ganz einfach über APIs (Application Programming Interfaces) zusammenstellen und verbinden lassen. Eine E-Commerce-Anwendung kann beispielsweise aus einem bestimmten Dienst für den Einkaufswagen, einem anderen zur Zahlung und einem weiteren Dienst bestehen, der mit dem Backend über die Inventarverwaltung kommuniziert. Mit der Zusammensetzung können Teams Komponenten austauschen und neu zusammensetzen, um neue Geschäftsanforderungen zu erfüllen, ohne einen anderen Teil der Anwendung unterbrechen zu müssen.

Container und Orchestrierung: Container sind einfache, ausführbare Komponenten, die alle Elemente enthalten, die zum Ausführen des Anwendungsquellcodes und Abhängigkeiten erforderlich sind, um den Code in jeder Umgebung auszuführen. Container bieten Portabilität von Arbeitslasten, die den Code „Einmal erstellen, überall ausführen“ unterstützt, was die Entwicklung und Bereitstellung erheblich erleichtert. Außerdem erhöhen sie die Wahrscheinlichkeit, dass es zwischen Sprachen, Bibliotheken und Frameworks reibungslos funktioniert, da sie unabhängig bereitgestellt werden können. Dank dieser Portabilität und Flexibilität sind Container ideal für den Aufbau von Mikrodienstarchitekturen geeignet.

Auch die Containerorchestrierung ist unerlässlich, wenn die Anzahl der Mikrodienste steigt, um die Verwaltung von Containern zu erleichtern, damit sie reibungslos als Anwendung ausgeführt werden können. Eine Plattform für die Containerorchestrierung wie Kubernetes bietet einen Überblick und die Kontrolle darüber, wo und wie Container ausgeführt, Fehler behoben und die Last zwischen Containern ausgeglichen werden.

DevOps: Die Entwicklung cloudnativer Anwendungen erfordert eine agile Bereitstellungsmethode wieDevOps, in dem Entwickler und IT-Operations-Teams gemeinsam die Infrastruktur und die Softwarebereitstellung automatisieren. DevOps ermöglicht Entwicklungs- und Betriebsteams eine engere Kommunikation bei einer gemeinsamen Aufgabe. So entsteht eine Kultur und Umgebung, in der Anwendungen schneller erstellt, getestet und veröffentlicht werden können.

Continuous Integration und Continuous Delivery (CI/CD): Automatisierung kann Systeme viel schneller reparieren, skalieren und bereitstellen als Personen. CI/CD-Pipelines helfen Ihnen, Build, Test und Bereitstellung von Anwendungsänderungen zu automatisieren, ohne dass Sie Ausfallzeiten planen oder auf ein Wartungsfenster warten müssen. Continuous Delivery sorgt dafür, dass Softwarereleases zuverlässiger und weniger riskant sind, sodass Teams neue Dienste und Features schneller und häufiger bereitstellen können.

Cloudnative Dienste

Mit cloudnativen Diensten und Technologien können Sie skalierbare Anwendungen in jeder Umgebung erstellen, ausführen und bereitstellen. Ihre Kunden und geschäftlichen Nutzer profitieren zwar von einer normalen Anwendung, doch die cloudnativen Dienste werden im Hintergrund ausgeführt, um den reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.

Beispielsweise können cloudnative Dienste as-a-service-Angebote von Cloud-Dienstanbietern (z. B.Iaas ,PaaS, SaaS-Dienstmodelle), Mikrodienste einer Anwendung und APIs, die die Verbindung zwischen Diensten ermöglichen, beschreiben.

Was ist der Unterschied zwischen einer Cloud und einer cloudnativen Lösung?

Es gibt tatsächlich einen Unterschied zwischen Cloud und cloudnativer Anwendungen. Cloud bezeichnet Cloud Computing, bei dem Unternehmen oder Einzelpersonen als On-Demand-Dienst für den Zugriff auf Rechenressourcen bezahlen.

Obwohl er oft als universelle Beschreibung für die Tools und Techniken verwendet wird, die zur Entwicklung von Software in der Cloud verwendet werden, bezieht sich der Begriff "cloudnativ" nicht nur auf die Cloud-Einführung. Stattdessen bezieht er sich darauf, wie Anwendungen erstellt und bereitgestellt werden, nicht nur, wo sie bereitgestellt werden. In einigen Fällen wird eine Anwendung möglicherweise nicht einmal in der Cloud ausgeführt. Sie können Anwendungen mit cloudnativen Prinzipien erstellen und lokal oder in Hybridumgebungen ausführen.

Cloudnative Vorteile

Schnellere Innovation Kleinere, lose gekoppelte Dienste ermöglichen es Teams, autonom zu arbeiten und zu entwickeln. Cloudnative Ansätze steigern die Produktivität und Geschwindigkeit von Entwicklern und erleichtern Entwicklern so Innovationen.	Verlässliche Releases Mit cloudnativen Architekturen können Entwickler neue und vorhandene Dienste schnell erstellen, testen und bereitstellen. So können Sie Produkte und Dienste schneller auf den Markt bringen und verringern das Risiko von Bereitstellungen.	Skalierbarkeit Cloudnative Architekturen nutzen eine Infrastrukturautomatisierung, um Ausfallzeiten durch menschliche Fehler zu vermeiden. Sie können die Last je nach Bedarf ausgleichen und so Kosten und Leistung optimieren.
Geringere Kosten Ein optimierter Softwarebereitstellungsprozess reduziert die Kosten für die Bereitstellung neuer Updates und Features. Cloudnative Anwendungen ermöglichen außerdem die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und den Bedarf, was die Betriebskosten erheblich senkt.	Höhere Verfügbarkeit Cloudnative Architekturen bieten Hochverfügbarkeit und Zuverlässigkeit, da sie die betriebliche Komplexität reduzieren, Konfigurationsänderungen vereinfachen sowie Autoscaling und Selbstheilung ermöglichen.	Portabilität Cloudnative Anwendungen lassen sich fast überall ausführen. Sie können sie also ganz einfach von einer Umgebung in eine andere verschieben, ohne die gesamte Anwendung ändern zu müssen.
Mehr Sicherheit Cloudnative Anwendungen helfen Ihnen, die Angriffsfläche zu verringern, und erleichtern das Erkennen und Bekämpfen von Angriffen oder neuen Sicherheitslücken. Außerdem sind sie viel einfacher zu patchen und zu aktualisieren, da sie der standardisierten Bereitstellung und Verwaltung entsprechen.	Verbesserte Compliance Die Implementierung und Compliance von cloudnativen Anwendungen ist weitaus einfacher und kostengünstiger, da die meisten Einstellungen für die Datensicherheit auf Plattformebene implementiert werden. Cloud-Anbieter sorgen außerdem für Compliance mit Risikomanagement-Frameworks, sodass Sie Compliance-Standards mit verbleibenden Kontrollen leichter einhalten können.

Schnellere Innovation

Kleinere, lose gekoppelte Dienste ermöglichen es Teams, autonom zu arbeiten und zu entwickeln. Cloudnative Ansätze steigern die Produktivität und Geschwindigkeit von Entwicklern und erleichtern Entwicklern so Innovationen.

Verlässliche Releases

Mit cloudnativen Architekturen können Entwickler neue und vorhandene Dienste schnell erstellen, testen und bereitstellen. So können Sie Produkte und Dienste schneller auf den Markt bringen und verringern das Risiko von Bereitstellungen.

Skalierbarkeit

Cloudnative Architekturen nutzen eine Infrastrukturautomatisierung, um Ausfallzeiten durch menschliche Fehler zu vermeiden. Sie können die Last je nach Bedarf ausgleichen und so Kosten und Leistung optimieren.

Geringere Kosten

Ein optimierter Softwarebereitstellungsprozess reduziert die Kosten für die Bereitstellung neuer Updates und Features. Cloudnative Anwendungen ermöglichen außerdem die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und den Bedarf, was die Betriebskosten erheblich senkt.

Höhere Verfügbarkeit

Cloudnative Architekturen bieten Hochverfügbarkeit und Zuverlässigkeit, da sie die betriebliche Komplexität reduzieren, Konfigurationsänderungen vereinfachen sowie Autoscaling und Selbstheilung ermöglichen.

Portabilität

Cloudnative Anwendungen lassen sich fast überall ausführen. Sie können sie also ganz einfach von einer Umgebung in eine andere verschieben, ohne die gesamte Anwendung ändern zu müssen.

Mehr Sicherheit

Cloudnative Anwendungen helfen Ihnen, die Angriffsfläche zu verringern, und erleichtern das Erkennen und Bekämpfen von Angriffen oder neuen Sicherheitslücken. Außerdem sind sie viel einfacher zu patchen und zu aktualisieren, da sie der standardisierten Bereitstellung und Verwaltung entsprechen.

Verbesserte Compliance

Die Implementierung und Compliance von cloudnativen Anwendungen ist weitaus einfacher und kostengünstiger, da die meisten Einstellungen für die Datensicherheit auf Plattformebene implementiert werden. Cloud-Anbieter sorgen außerdem für Compliance mit Risikomanagement-Frameworks, sodass Sie Compliance-Standards mit verbleibenden Kontrollen leichter einhalten können.

Cloudnative Herausforderungen

Trotz der vielen Vorteile der cloudnativen Technologie hat dieses Modell einige Nachteile, die berücksichtigt werden sollten. Cloudnatives Computing lässt sich nicht immer einfach implementieren. Neben der Einführung neuer Tools und Technologien sind auch kulturelle Verschiebungen erforderlich, um die Lösung erfolgreich einsetzen zu können.

Zu den häufigsten cloudnativen Herausforderungen gehören:

Der Umgang mit verteilten Systemen und vielen beweglichen Komponenten kann eine Herausforderung sein, wenn Sie keine Tools oder Prozesse zur Verwaltung von Entwicklung, Tests und Bereitstellung haben.
Höhere Betriebs- und Technologiekosten ohne die richtige Kostenoptimierung und Überwachung, um die Nutzung von Ressourcen in Cloud-Umgebungen zu steuern
Fehlendes technisches Know-how für die Zusammenarbeit mit einem komplexeren Technology Stack
Widerstand gegen die kulturellen Veränderungen, die für die Implementierung cloudnativer Technologien und DevOps Best Practices erforderlich sind
Schwierigkeiten beim Kommunizieren cloudnativer Konzepte für den Support und die Unterstützung von nichttechnischen Führungskräften

Jeder der genannten Punkte lässt sich jedoch mit der richtigen Expertise und Strategie verwalten. Beispielsweise ist ein einfacher Lift-and-Shift-Ansatz für die Migration in die Cloud zwar ein guter Ausgangspunkt, bietet aber nicht viele der oben aufgeführten cloudnativen Vorteile. Viele Organisationen bleiben in dieser Phase stecken, da sie die Kosten und Komplexität für die Umgestaltung auf eine cloudnative Architektur nicht vorhergesehen hatten.

Wir raten davon ab, cloudnative Anwendungen als mehrjähriges Big-Bang-Projekt zu behandeln. Stattdessen sollte es als fortlaufender Prozess der ständigen Iteration betrachtet werden, um kontinuierlich zu lernen und sich zu verbessern.