Cloud Native einfach erklärt

Beim Cloud Computing handelt es sich schon lange nicht mehr um einen kurzlebigen Hype in der Software-Entwicklung. Für viele Unternehmen ist die Cloud nämlich zum Motor einer notwendigen Digitalisierung geworden, die neue Geschäftsmodelle ermöglicht und die Wettbewerbsfähigkeit steigert. Passend zur IT-Infrastruktur der Cloud gibt es eine Entwicklungsmethode, mit der DevOps-Teams sicherstellen, dass alle Anwendungen cloud-gerecht konzipiert und entwickelt werden. Dieser Ansatz namens „Cloud Native“ wird von vielen IT-Experten als die Zukunft der Software-Entwicklung angesehen. Eine eindeutige Cloud Native-Definition und Informationen den zu Besonderheiten und Vorteilen dieses Konzepts bieten Ihnen die folgenden Absätze.

Cloud-Computing-Strukturen bietet Unternehmen viele Vorteile. Dazu gehören vor allem die einfache Skalierbarkeit von IT-Leistungen, organisatorische Flexibilität, ortsunabhängiger Zugriff und reduzierte Hardware-Kosten. Um diese Vorteile vollständig nutzen zu können, bedarf es Applikationen, die speziell für eine Cloud-Umgebung konzipiert sind und in dieser auch betrieben werden können. Und genau hier kommt die Entwicklungsmethode Cloud Native ins Spiel.

Ihr Ansatz konzentriert sich darauf, Anwendungen in Form von einzelnen Microservices zu entwickeln, die nicht On-Premises (vor Ort), sondern auf containerbasierten, agilen Plattformen ausgeführt werden.

Der Cloud-Native-Ansatz stützt sich auf vier Säulen, die ineinandergreifen und voneinander abhängig sind. Auf der technischen Seite befinden sich Microservices und Container-Technologien, die speziell für die Cloud-Umgebung entwickelt wurden und grundlegende Elemente des Cloud-Native-Konzepts sind. Einzelne Microservices erfüllen genau eine Funktion und können mit allem, was für ihre Ausführung nötig ist, in einem Container zusammengefasst werden. Diese Container sind portabel und bieten Entwicklerteams ein hohes Maß an Flexibilität, zum Beispiel wenn es um das Testen neuer Services geht.

Auf der Strategieseite sind DevOps-Prozesse und Continuous Delivery angesiedelt. Bei der Konzipierung einer gut funktionierenden Cloud-Native-Architektur sind nämlich nicht nur Entwicklerteams (Developers = Dev), sondern auch der Betrieb (Operations = Ops) direkt involviert. Gute Cloud-Native-Applikationen entstehen also in enger Zusammenarbeit aller Beteiligten. Im Rahmen einer agilen DevOps-Kultur wird von Anfang an nach der besten Lösung für die Endnutzer gesucht. In ständigem Austausch fügt das Entwicklerteam bestimmte Produkt-Features zu einem Microservice hinzu, die durch Continuous-Delivery-Prozesse automatisch ausgeliefert werden.

Ein typisches Merkmal von Cloud-Native-Anwendungen ist, dass sie aus mehreren einzelnen Diensten, den sogenannten Microservices, bestehen. Diese sind nur lose gekoppelt und existieren unabhängig voneinander und unabhängig von der jeweiligen Infrastruktur. Die Kommunikation untereinander erfolgt durch standardisierte APIs (Schnittstellen), sodass der Endnutzer das Gefühl hat, mit nur einer einzigen Applikation zu interagieren. Dabei sind die Dienste so angelegt, dass sie auch Teil einer anderen Applikation sein könnten. Das heißt, dass Microservices frei kombinierbar sind und sich für andere Anwendungen kopieren und bei Bedarf wiederverwenden lassen.

Ein weiteres Merkmal der Cloud-Native-Dienste ist, dass sie sich in hohem Maße vorhersehbar verhalten und hochautomatisiert arbeiten. Im Gegensatz zu On-Premises-Anwendungen, die in klassischen Serverumgebungen betrieben werden, ist die Leistungsfähigkeit der Cloud-Native-Anwendung zum Beispiel exakt an den jeweiligen Bedarf angepasst. Um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen, muss die Anwendung also nie als Ganzes skaliert werden. Je nach aktuellen Anforderungen, werden einzelne Microservices unabhängig voneinander aufgerüstet. Durch zuvor definierte Trigger (auslösende Ereignisse) laufen diese Prozesse oft automatisch ab.

Bei herkömmlicher On-Premises-Software kommt es beim Ausrollen individueller Updates oft zu einer Downtime des jeweiligen Dienstes. Bei Cloud-Native-Anwendungen entfällt dieses Problem. Die Cloud-Native-Architektur ermöglicht es dem Entwicklerteam, Veränderungen wie neue Produkt-Features in Echtzeit auszurollen. Das heißt, dass sie den Nutzern direkt nach Eingabe des Codes zur Verfügung stehen. Für Service- oder Infrastrukturfehler greifen zudem bestimmte Recovery-Mechanismen, die verteilt arbeiten und dafür sorgen, dass es für Anwender keine merkbaren Einschränkungen gibt.

Der Hauptvorteil des Cloud-Native-Ansatzes liegt in seiner Flexibilität. Da alle Dienste unabhängig von ihrer Umgebung ausgeführt werden und auch die Container der Microservices sehr portabel sind, haben Entwickler ein großes Maß an Freiheit. Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, mehrere Instanzen eines Containers zu starten oder zu stoppen. Dies ist besonders in Test- und Entwicklungsphasen von Vorteil. Anders als bei einer monolithischen Architektur wirken sich Veränderungen im Code der einzelnen Microservices nicht auf die gesamte Software aus. Bei neuen Software-Releases besteht so ein kleineres Risiko.

Ein weiterer großer Vorteil ergibt sich aus der Skalierbarkeit der Anwendungen selbst, dank der Unternehmen bei wachsenden Anforderungen an einen Dienst kein kostspieliges Hardware-Upgrade vornehmen müssen. Dadurch, dass einzelne Dienste nicht an bestimmte Hardware oder Betriebssysteme gekoppelt sind, besteht zudem keine feste Bindung an einen einzigen Anbieter. Cloud-Native-Anwendungen lassen sich auf beliebigen Plattformen ausführen, sodass der Betrieb den Provider wählen kann, der ein angemessenes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet und den jeweiligen Anforderungen gerecht wird.

Die Tatsache, dass bei der Cloud-Native-Architektur Updates und Veränderungen sofort zur Verfügung stehen, erlaubt es Unternehmen, schnellstmöglich auf Kunden- und Marktanforderungen zu reagieren. Der hohe Automatisierungsgrad, der unter anderem durch Orchestrierungslösungen wie Kubernetes erzielt wird, minimiert außerdem menschliche Konfigurations- oder Bedienfehler. Aus der schnellen Verfügbarkeit, einfachen Skalierbarkeit, der Kostenersparnis und einer relativ guten Ausfallsicherheit ergibt sich für Unternehmen ein entscheidender Wettbewerbsvorteil.

In Anbetracht der zahlreichen Vorteile, die Cloud Native DevOps-Teams bietet, ist es nur eine Frage der Zeit, bis sich diese Form der Software-Entwicklung komplett durchsetzt. Es ist vor allem seine Fähigkeit, sich schnell an ändernde Geschäftsanforderungen und technologische Innovationen anzupassen, die Cloud Native zum Anwendungsmodell der Zukunft macht.