12 Cloud Native Prinzipien

Warum sind Prinzipien wichtiger als Regeln?

Prinzipien bieten eine allgemeinere und flexiblere Richtung für Entscheidungen und Handlungen im Vergleich zu festen Regeln. Prinzipien ermöglichen es Entwicklern, kreativer und innovativer zu sein und ihre Arbeit an die sich ändernden Anforderungen anzupassen.

In der Softwareentwicklung spielen Sie eine zentrale Rolle. Egal, ob es sich um Agile-Prinzipien, die SOLID-Architekturprinzipien oder allgemeine Prinzipien handelt. Prinzipien dienen als Grundlage für erfolgreiche Softwareentwicklung. Indem Entwickler auf Prinzipien statt nur auf Regeln achten, übernehmen sie mehr Verantwortung für ihre Entscheidungen und Handlungen und tragen somit zur Effektivität bei.

Im folgenden werde ich meine 12 Cloud-Prinzipien vorgestellt, die ich für die Cloud-Nativ-Entwicklung als relevant erachte.

Prinzip 1 - API-first design

API-first design ist ein wichtiger Bestandteil der Cloud-Native-Architektur. Was bedeutet das genau?

API-first design bedeutet, dass die API (Application Programming Interface) als erstes Element in den Fokus bei der Entwicklung einer Anwendung gerückt wird. Dies ermöglicht es, die Anforderungen an die API bereits frühzeitig zu definieren und die Anwendung an diese Anforderungen anzupassen.

Dies hat mehrere Vorteile: Zum einen erleichtert es die Kommunikation zwischen Entwicklern und Abteilungen, da die API als gemeinsame Sprache dient. Zum anderen ermöglicht es eine flexiblere und skalierbare Architektur, da die Anwendung und die API getrennt voneinander entwickelt werden können.

Ein API-first design ermöglicht auch eine einfachere Integration mit Drittsystemen und erleichtert die Entwicklung von Microservices.

Als Cloud Native Berater empfehle ich Unternehmen, sich mit dem Konzept des API-first design auseinanderzusetzen, um ihre Anwendungen flexibler, skalierbarer und leichter integrierbar zu gestalten und so die digitale Transformation erfolgreich umzusetzen.

Prinzip 2 - Microservices: Verwendung von kleinen, unabhängigen Services anstelle von monolithischen Anwendungen

Microservices sind kleine, unabhängige Dienste, die eine einzelne Aufgabe erfüllen und über APIs miteinander kommunizieren. Dies ermöglicht es, Anwendungen flexibler und skalierbarer zu gestalten, da Änderungen an einem Service nur diesen Service betreffen und nicht die gesamte Anwendung beeinflussen.

Eine Migration von Legacy Anwendungen zu Microservices und unabhängigen Services kann jedoch eine Herausforderung darstellen. Der Prozess sollte langsam und schrittweise erfolgen, indem man zunächst einen monolithischen Block in einzelne Services isoliert. Dies ermöglicht es, die Anwendung schrittweise zu modernisieren und die Vorteile von Microservices und unabhängigen Services schrittweise zu nutzen.

Prinzip 3 - Everything as Code

Alles als Code bedeutet, dass alle Aspekte einer IT-Infrastruktur als Code behandelt werden, einschließlich Konfigurationen, Dokumentationen und Infrastruktur. Dadurch wird eine höhere Transparenz und Kontrolle erreicht, da alle Änderungen nachvollziehbar und reproduzierbar sind.

Config as Code bezieht sich auf die Verwaltung von Konfigurationsdateien als Code. Dokumentation as Code bezieht sich auf die Verwaltung von Dokumentationen als Code. Infrastruktur as Code bezieht sich auf die Verwaltung der Infrastruktur als Code.

Alles als Code ermöglicht es, die IT-Infrastruktur schneller und automatisch zu konfigurieren, bereitzustellen und zu verwalten. Es erleichtert auch die Zusammenarbeit und die Überwachung von Änderungen.

Prinzip 4 - Containerisierung: Verwendung von Containern zur Isolation von Anwendungen und ihren Abhängigkeiten

Containerisierung ist eine Technologie, bei der Anwendungen und ihre Abhängigkeiten in sogenannten Containern isoliert werden. Dies ermöglicht es, Anwendungen unabhängig von der Umgebung auszuführen, in der sie entwickelt wurden.

Einer der größten Vorteile von Containerisierung ist die Portabilität. Container können problemlos von einer Umgebung in eine andere verschoben werden, was die Entwicklung, Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen erheblich vereinfacht.

Containerisierung ermöglicht es auch, Ressourcen effizienter zu nutzen. Da jeder Container seine eigenen Ressourcen hat, können mehrere Anwendungen auf demselben Server ausgeführt werden, ohne dass sie einander beeinflussen.

Ein weiterer Vorteil von Containerisierung ist die Möglichkeit, Anwendungen in Microservices zu unterteilen. Dies ermöglicht es, Anwendungen flexibler und skalierbarer zu gestalten und Änderungen an einzelnen Teilen der Anwendung ohne Auswirkungen auf den gesamten Anwendungsstack vorzunehmen.

Prinzip 5 - Skalierbarkeit: Fähigkeit, die Ressourcen einer Anwendung dynamisch an die Anforderungen anzupassen

Skalierbarkeit beschreibt die Fähigkeit einer Anwendung oder einer IT-Infrastruktur, ihre Leistung und Kapazität an die sich ändernden Anforderungen anzupassen. Dies kann sowohl horizontal (durch die Hinzufügung von mehr Ressourcen) als auch vertikal (durch die Erhöhung der Leistung bestehender Ressourcen) erfolgen.

Einer der größten Vorteile von Skalierbarkeit in der Cloud ist die Flexibilität. Unternehmen können ihre Ressourcen nach Bedarf hinzufügen oder entfernen, um die Leistung ihrer Anwendungen und Dienste an die aktuellen Anforderungen anzupassen.

Die Skalierbarkeit in der Cloud ermöglicht es auch, Kosten zu sparen. Unternehmen müssen nicht in teure Ressourcen investieren, die sie möglicherweise nicht benötigen, und können stattdessen nur die Ressourcen bezahlen, die sie tatsächlich verwenden.

Ein weiterer Vorteil von Skalierbarkeit in der Cloud ist die Möglichkeit, Anwendungen und Dienste schneller bereitzustellen. Durch die Nutzung von Cloud-Ressourcen können Unternehmen ihre Anwendungen und Dienste in kürzerer Zeit auf den Markt bringen, um schneller auf sich ändernde Geschäftsanforderungen zu reagieren.

Prinzip 6 - Selbstheilung: Zustandslosigkeit und Resilienz

Zustandslosigkeit der Services ist ein wichtiger Bestandteil der Cloud-Entwicklung und eine Voraussetzung für Resilienz. Was bedeutet Zustandslosigkeit genau und warum ist sie für die Resilienz von Anwendungen und Diensten so wichtig?

Zustandslosigkeit beschreibt die Eigenschaft von Services, keinen internen Zustand zu speichern. Dies bedeutet, dass die Anforderungen an einen Service jedes Mal vollständig angegeben werden müssen, wenn er aufgerufen wird, anstatt dass er auf einen internen Zustand zugreift.

Einer der größten Vorteile von Zustandslosen Services ist die Resilienz. Da Services keinen internen Zustand speichern, können sie problemlos skaliert oder ausgetauscht werden, ohne dass dies Auswirkungen auf die Anwendung hat.

Zustandslose Services ermöglichen auch eine einfachere Wartbarkeit und Fehlerbehebung. Da Services unabhängig voneinander sind, können sie einfacher isoliert und behoben werden, wenn Probleme auftreten.
Skalierbarkeit: Zustandslose Services können problemlos hinzugefügt oder entfernt werden, um die Leistung an die aktuelle Last anzupassen.

Prinzip 7 - Automate or Die

Automatisierung ist der Schlüssel zum Erfolg in der Cloud-Entwicklung. Unternehmen, die sich nicht auf Automatisierung einlassen, werden im Wettbewerb um digitale Innovationen und Effizienz zurückbleiben.

Automatisierung ermöglicht es, Prozesse und Aufgaben schneller, fehlerfreier und konsistenter auszuführen. Dies gilt sowohl für die Entwicklung von Anwendungen als auch für die Verwaltung von IT-Infrastrukturen.

Ein Beispiel dafür ist die Automatisierung von Deployments, die dazu beiträgt, die Zeit zwischen der Entwicklung und der Bereitstellung von Anwendungen zu verkürzen und die Fehlerwahrscheinlichkeit zu reduzieren.

Automatisierung kann auch dazu beitragen, die Effizienz von IT-Prozessen zu erhöhen, indem man wiederkehrende Aufgaben automatisch ausführt und dadurch die Anforderungen an die manuelle Arbeitsbelastung reduziert.

Ein weiteres Beispiel ist die Automatisierung von Infrastruktur-Provisionierung und -Verwaltung, die es ermöglicht, Ressourcen schneller bereitzustellen und Anforderungen schneller anzupassen, um die Anwendungen und Dienste verfügbar und skalierbar zu halten.

Ich empfehle Unternehmen, Automatisierung als wichtigen Bestandteil ihrer Cloud-Strategie zu betrachten und so weit wie möglich Prozesse und Aufgaben zu automatisieren, um schneller, effizienter und fehlerfreier zu arbeiten und damit die digitale Transformation erfolgreich umzusetzen.

Prinzip 8 - Beobachten und verstehen

Monitoring und Überwachung sind unerlässliche Bestandteile der Cloud-Entwicklung, um das System und die Nutzer besser zu verstehen. Ohne ausreichende Überwachung und Monitoring ist es unmöglich, Probleme im System frühzeitig zu erkennen und zu beheben, die Performance zu optimieren und die Zufriedenheit der Nutzer sicherzustellen.

Durch die Überwachung des Nutzerverhaltens kann die Software verbessert werden, da es ermöglicht, tiefere Einblicke in die Anforderungen und Bedürfnisse der Nutzer zu gewinnen. Es ermöglicht es, die Art und Weise zu verstehen, wie die Nutzer die Anwendungen und Dienste tatsächlich verwenden und welche Probleme oder Schwierigkeiten sie haben. Dies ermöglicht es, Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben, Funktionen und Interaktionen zu verbessern und die Anwendungen und Dienste insgesamt an die Bedürfnisse der Nutzer anzupassen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Monitorings ist die Überwachung von Ressourcennutzung und Leistung. Dies ermöglicht es, Engpässe oder ineffiziente Nutzung von Ressourcen frühzeitig zu erkennen und zu beheben, um die Performance der Anwendungen und Dienste zu optimieren.

Auch Fehler- und Ausfallanalysen sind von großer Bedeutung. Dies ermöglicht es, Probleme im System frühzeitig zu erkennen und zu beheben, bevor sie zu Ausfällen führen und die Zufriedenheit der Nutzer beeinträchtigen.

Durch die Überwachung des Nutzerverhaltens und des Systems erhöht sich die Zufriedenheit, da die Anwendungen und Dienste besser auf die Bedürfnisse der Nutzer abgestimmt sind und Probleme schneller gelöst werden können.

Prinzip 9 - CI/CD

CI/CD (Continuous Integration / Continuous Deployment) ist ein automatisierter Prozess, der es ermöglicht, Anwendungen schneller, sicherer und fehlerfreier in der Cloud bereitzustellen. Dieser Prozess ermöglicht es, Änderungen an der Anwendung schnell und kontinuierlich in die Produktionsumgebung zu integrieren und zu deployen.

CI/CD beginnt mit der Continuous Integration (CI). Dieser Prozess automatisiert den Build, die Testung und die Validierung von Änderungen an der Anwendung, die von Entwicklern vorgenommen werden. Dieser Prozess ermöglicht es, Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben, bevor sie in die Produktionsumgebung gelangen.

Continuous Deployment (CD) ist der zweite Teil des Prozesses. Dieser Prozess automatisiert das Deployment von Änderungen, die erfolgreich durch den CI-Prozess gegangen sind, in die Produktionsumgebung. Dieser Prozess ermöglicht es, Änderungen schneller bereitzustellen und die Zeit zwischen Entwicklung und Bereitstellung zu verkürzen.

CI/CD ermöglicht es, Änderungen schneller und kontinuierlich in die Produktionsumgebung zu integrieren und zu deployen, was die Zeit zwischen Entwicklung und Bereitstellung verkürzt.

Prinzip 10 - DevOps

DevOps ist eine Methode der Zusammenarbeit zwischen Cloud-Entwicklern und Betriebsteams, die es ermöglicht, Anwendungen und Dienste schneller, sicherer und effizienter bereitzustellen. DevOps ermöglicht es, die Entwicklungs- und Betriebsprozesse zu verschmelzen und die Zusammenarbeit zwischen Entwicklern und Betriebsteams zu verbessern.

Ein wichtiger Bestandteil von DevOps ist die Automatisierung von Prozessen. Durch die Automatisierung von Prozessen wie Builds, Tests, Bereitstellungen und Überwachungen kann die Zeit zwischen Entwicklung und Bereitstellung verkürzt und die Fehlerwahrscheinlichkeit reduziert werden.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil von DevOps ist die Kultur der Zusammenarbeit und der Kommunikation. Durch eine Kultur der Zusammenarbeit und der Kommunikation kann sichergestellt werden, dass Entwickler und Betriebsteams eng miteinander zusammenarbeiten und ihre Anforderungen und Probleme offen besprechen.

DevOps ermöglicht es, die Zusammenarbeit zwischen Entwicklern und Betriebsteams zu verbessern und die Bereitstellung von Anwendungen und Diensten zu beschleunigen, ohne dabei die Sicherheit und die Qualität zu beeinträchtigen.
Es ermöglicht auch schnellere Reaktionszeiten auf Änderungen und Anforderungen von Kunden und Partnern.

Prinzip 11 - Automatisiertes Testen

Automatisiertes Testen ist ein unerlässlicher Bestandteil der Cloud-Entwicklung, um sicherzustellen, dass Anwendungen und Dienste fehlerfrei und zuverlässig funktionieren.
Automatisierte Tests ermöglichen es, die Qualität der Anwendungen und Dienste schneller und effizienter zu überprüfen, indem sie die manuelle Arbeitsbelastung reduzieren und die Fehlerwahrscheinlichkeit verringern.

Ein wichtiger Aspekt des automatisierten Testens ist sein Zusammenspiel mit der Automatisierung und dem CI(Continuous Integration) Prozess. Durch die Integration von automatisierten Tests in den CI-Prozess kann sichergestellt werden, dass Änderungen an der Anwendung schnell und kontinuierlich auf ihre Funktionsfähigkeit und ihre Qualität geprüft werden, bevor sie in die Produktionsumgebung gelangen.

Automatisierte Tests ermöglichen es auch, die Anwendungen und Dienste regelmäßig zu testen und zu validieren, um sicherzustellen, dass sie immer den Anforderungen entsprechen. Dies ermöglicht es, Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben, bevor sie zu Ausfällen führen und die Zufriedenheit der Nutzer beeinträchtigen.

Prinzip 12 - Mandantenfähigkeit, Datenschutz und Trennung

Mandantenfähigkeit in der Cloud ermöglicht es Unternehmen, ihre Ressourcen effizienter zu nutzen und Kosten zu sparen, indem sie gemeinsam genutzte Ressourcen und Infrastruktur nutzen können. Dennoch stellt Mandantenfähigkeit sicher, dass Daten und Ressourcen von verschiedenen Kunden oder Organisationen in einer Cloud-Umgebung abgeschottet und getrennt werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Mandantenfähigkeit ist der Datenschutz. Durch die Implementierung von Sicherheitsmaßnahmen wie Zugriffssteuerungen, Verschlüsselung und Audit-Logging kann sichergestellt werden, dass die Daten und Ressourcen jeder Organisation sicher und privat bleiben.

Ich empfehle Unternehmen, die Mandantenfähigkeit in ihre Cloud-Strategie aufzunehmen, um sicherzustellen, dass die Daten und Ressourcen ihrer Organisationen sicher und privat bleiben und gleichzeitig ihre Ressourcen effizienter nutzen können.