Moderne Unternehmen nutzen heute Werkzeuge, um schnell auf die Erwartungen ihrer Kunden zu reagieren. Dafür brauchen sie skalierbare, flexible und ausfallsichere Anwendungen. Hier kommen Cloud Native Apps ins Spiel.
Was steckt also hinter dieser Technologie? Was sind die Vorteile für Organisationen? Lasst uns eine Bestandsaufnahme machen.
Cloud native, eine innovative Technologie
Der native Cloud-Ansatz
Cloud native ist ein Softwareansatz, der sich auf die Art und Weise bezieht, wie Anwendungen erstellt, bereitgestellt und verwaltet werden. Konkret bedeutet das, dass Anwendungen in Cloud-Computing-Umgebungen laufen. Und zwar von der Konzeption bis zur Ausführung. Dabei nutzen Apps die Vorteile des Cloud Computing wie Geschwindigkeit, Flexibilität, Elastizität, Ausfallsicherheit oder Skalierbarkeit voll aus.
Moderne Unternehmen brauchen genau diese Art von Technologien. Und das aus gutem Grund: Da Cloud Native Apps in der Cloud „wachsen“, können sie schnell (und sogar häufig) geändert werden, ohne dass sich dies auch nur im Geringsten auf ihre Funktionalität und die damit verbundenen Dienste auswirkt.
Die Nutzung von Native Cloud Technologie verschafft Unternehmen also einen erheblichen Wettbewerbsvorteil.
Gut zu wissen: Native Cloud-Technologien können in öffentlichen, privaten und hybriden Clouds eingesetzt werden.
Cloud Native Computing Foundation - CNCF
Seit einigen Jahren wachsen Organisationen und Dienste, die native Cloud-Modelle nutzen, stetig an. Aus diesem Grund wurde 2015 die CNCF von der Linux Foundation gegründet.
Dabei handelt es sich um eine Open-Source-Softwarebasis, die es verschiedenen Organisationen erleichtert, cloud native Technologien einzuführen. Dazu führt die cloud native computing foundation mehrere Aktionen durch, wie:
- Überprüfung der Zugänglichkeit, Zuverlässigkeit und
- Verfügbarkeit von Cloud Native-Technologien ;
Entwicklung von Projekten wie Kubernetes, - Prometheus und CoreDNS ;
- Unternehmen beim Übergang zur nativen Cloud unterstützen.
Die Mitglieder dieser Stiftung sind vielfältig, wie z. B. Anbieter von öffentlichen Clouds, SaaS-Unternehmen oder Technologie-Start-ups.
Cloud computing vs Cloud native
Die Cloud umfasst eine Vielzahl von Realitäten, die manchmal zu Verwirrung führen. Dazu gehören auch die Begriffe Cloud Computing und Cloud Native.
Cloud Computing bezieht sich auf die Infrastruktur und die Dienstleistungen, die von Cloud-Anbietern angeboten werden. Die Infrastruktur ist der Ort, an dem die Daten gehostet werden. Bei den Dienstleistungen handelt es sich um Speicher, Datenbanken und Analysen.
Der Ansatz der nativen Cloud bezieht sich auf die Entwicklung und Ausführung von Anwendungen in diesem Cloud-Computing-Modell.
Die 5 Merkmale nativer Cloud-Technologien
Native Cloud-Technologien basieren auf mehreren grundlegenden Merkmalen. Nämlich:
- Eine unveränderliche Infrastruktur: Das bedeutet, dass das Hosting der nativen Cloud-Anwendungen nach der Bereitstellung gleich bleibt. Dies gilt auch dann, wenn die Anwendungen mehr Ressourcen benötigen. Dadurch werden manuelle Upgrades vermieden.
- Microservices: Dies sind kleine, voneinander abhängige Softwarekomponenten, die jeweils ein bestimmtes Problem lösen. Eine Änderung oder ein Fehler in einem Mikrodienst wirkt sich daher nicht auf die anderen aus. Dennoch arbeiten sie gemeinsam, um eine vollständige Anwendung zu erstellen.
- APIs: Anwendungsprogrammierschnittstellen ermöglichen es zwei oder mehr Softwareprogrammen, Informationen auszutauschen. In Cloud-Umgebungen können dadurch Mikrodienste mit geringer Kopplung zusammengeführt werden.
- Service Mesh: Das ist eine Softwareschicht, die für die Kommunikation zwischen den Mikrodiensten zuständig ist.
- Container: Dies ist die kleinste Recheneinheit, die den Code der Mikrodienste und verschiedene wichtige Dateien zusammenfasst.
- Durch diese Containerisierung können Anwendungen unabhängig von der zugrunde liegenden Hardware ausgeführt werden. Dies ermöglicht den Einsatz von Anwendungen vor Ort, in privaten, öffentlichen oder hybriden Clouds.
Anwendung, Architektur, Stack und native Cloud-Entwicklung
Das native Cloud-Modell umfasst mehrere Technologien und Dienste, die es zu analysieren gilt.
Native Anwendung in der Cloud
Native Cloud Anwendungen bestehen aus einer Vielzahl von Mikrodiensten. Dies ist ein innovativer Ansatz für die traditionelle Softwareentwicklung. Vor allem im Vergleich zu monolithischen Anwendungen. Diese sind um einen einzigen Block herum strukturiert, der alle Funktionen enthält. Das heißt, wenn es eine kleine Änderung oder einen Fehler in einer Funktion gibt, wird die gesamte Struktur blockiert.
NCAs sind viel agiler, da die Funktionen kontinuierlich verbessert werden können, ohne den Gesamtablauf der Anwendung zu stören.
Native Cloud Architektur
Die native Cloud-Architektur bezieht sich auf das Design der NCA. Es enthält alle Merkmale des Native-Cloud-Ansatzes, d. h. unveränderliche Infrastrukturen, Mikrodienste, deklarative APIs, Container und Service-Mesh.
Jedes dieser Elemente ermöglicht es der nativen Cloud-Architektur, flexibler zu werden, ohne von physischen Servern abhängig zu sein. Dieser Stil der nativen Cloud-Architektur wird auch als serverlose Funktionen bezeichnet. Er ermöglicht es, den Code nur bei Bedarf auszuführen, die Verfügbarkeit der Anwendung zu erhöhen, die Ressourcen zu skalieren und gleichzeitig die Sicherheit zu erhöhen.
Native Cloud Schicht
Dies sind alle Schichten, die zum Programmieren und Ausführen von nativen Cloud-Anwendungen verwendet werden. Es gibt fünf davon:
- Infrastrukturschicht: Dies ist die Basis des nativen Cloud-Stacks, mit Betriebssystemen, Speicher, Netzwerk und anderen IT-Ressourcen.
- Provisioning Layer: Dies sind die Cloud-Dienste, die die Umgebung konfigurieren.
Ausführungsschicht: Hier geht es darum, dass die Container mithilfe verschiedener Cloud-Technologien reibungslos funktionieren. - Orchestrierungs- und Verwaltungsschicht: Hier geht es darum, den Satz von Mikrodiensten so zusammenzufassen, dass die native Cloud-Anwendung als eine Einheit funktionieren kann.
- Anwendungsdefinitions- und -entwicklungsschicht: Hier kommen verschiedene Technologien zum Einsatz, z. B. Datenbanken, Container-Images, Integrationswerkzeuge und Tools für die kontinuierliche Lieferung.
- Werkzeuge für Beobachtbarkeit und Analyse: Um die native Cloud-Anwendung kontinuierlich zu verbessern und sicherzustellen, dass sie reibungslos funktioniert, überwachen die Entwickler verschiedene Messwerte (wie Speicher, Latenz, Prozessor…).
Native Cloud-Entwicklung
Die Entwicklung von nativen Cloud-Anwendungen erfordert die Übernahme bestimmter Praktiken, z. B. CI/CD, Devops-Methoden oder das Fehlen von Servern :
- Kontinuierliche Integration: Änderungen werden regelmäßig eingearbeitet. Dadurch können mögliche Fehler so schnell wie möglich behoben werden.
- Kontinuierliche Bereitstellung: Es wird sichergestellt, dass die Funktionen trotz der im Vorfeld vorgenommenen Änderungen immer einsatzbereit sind. Zu diesem Zweck werden Automatisierungstools eingesetzt (z. B. für die Behebung von Fehlern oder das Hinzufügen neuer Funktionen).
- DevOps-Kultur: Ziel ist es, die Zusammenarbeit zwischen den Entwicklungs- und den Betriebsteams zu erleichtern. Dadurch wird der Lebenszyklus der Softwareentwicklung beschleunigt.
- Serverlos: Native Cloud-Technologien setzen auf die Abwesenheit von Servern, um Flexibilität und Skalierung zu gewinnen.
Die Vorteile von nativen Cloud-Anwendungen
Native Cloud-Anwendungen werden bei Organisationen immer beliebter. Und das aus gutem Grund, denn sie ermöglichen eine Vielzahl von Vorteilen:
- Maximale Verfügbarkeit: Durch das Prinzip der Microservices sind die NCAs voneinander unabhängig. Dadurch wird die Ausfallsicherheit erhöht. So bleiben sie trotz eines Ausfalls der Infrastruktur, einer Änderung der Funktionalitäten, …., weiterhin online. Es gibt keine Ausfallzeiten, um die Verfügbarkeit und Geschwindigkeit zu maximieren.
- Agilität: Native Cloud-Technologien orientieren sich bei ihrer Entwicklung und während ihres gesamten Lebenszyklus an agilen Methoden. Dadurch ist es möglich, Apps kontinuierlich zu verändern und zu verbessern, um den Nutzern einen besseren Service zu bieten.
- Kostensenkung: Da sie serverlos sind, nutzen native Cloud-Apps nur die Ressourcen, die sie in Form von Arbeitslasten benötigen. Dadurch wird eine unnötige Nutzung von Ressourcen vermieden. Und was noch wichtiger ist: Unternehmen müssen nicht in teure physische Infrastrukturen für den Betrieb investieren.
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Da native Cloud-Anwendungen bei Unternehmen aller Branchen immer beliebter werden, müssen die Entwickler von morgen diese Technologien beherrschen. Mit DataScientest ist das möglich. In Kursen, die Theorie und Praxis miteinander verbinden, wirst du in der Lage sein, NCAs zu entwerfen und zu verwalten, mit der entsprechenden Architektur und den verschiedenen nativen Cloud-Stacks.
