Was ist Cloud-nativ?

Cloud-nativ ist mehr als nur die Verwendung vorhandener Anwendungen und deren Ausführung in der Cloud.

Cloud-nativ ist ein Begriff, der verwendet wird, um Software zu beschreiben, die für die Ausführung in einer Cloud-Computing-Umgebung entwickelt wurde. Diese Anwendungen sind so konzipiert, dass sie skalierbar, hochverfügbar und einfach zu verwalten sind. Im Gegensatz dazu werden herkömmliche Lösungen oft für lokale Umgebungen entwickelt und dann für eine Cloud-Umgebung angepasst. Dies kann zu einer suboptimalen Leistung und erhöhter Komplexität führen.

Die Cloud Native Computing Foundation (CNCF), eine Open-Source-Softwareorganisation, die sich auf die Förderung des Cloud-basierten App-Entwicklungs- und Bereitstellungsansatzes konzentriert, definiert Cloud-native Technologien als solche, die „Organisationen befähigen, skalierbare Anwendungen in modernen, dynamischen Umgebungen wie öffentlichen, privaten und hybriden Clouds zu erstellen und auszuführen“.

Da Unternehmen immer mehr ihrer Workloads in die Cloud verlagern, suchen sie zunehmend nach Cloud-nativen Lösungen. Cloud-native Technologien werden von Grund auf dafür entwickelt, die einzigartigen Eigenschaften von Cloud-Technologien wie Skalierbarkeit, Elastizität und Agilität zu nutzen.

Es gibt drei Schlüsselelemente für jede Cloud-native Architektur:

1. Sie ist containerisiert. Jedes Teil (Anwendungen, Prozesse usw.) wird in einem eigenen Container paketiert. Dies erleichtert die Reproduzierbarkeit, Transparenz und Ressourcenisolierung.
2. Sie wird dynamisch verwaltet. Container werden aktiv orchestriert, um die Ressourcennutzung zu optimieren.
3. Sie baut auf Microservices auf. Anwendungen werden in Microservices segmentiert, was ihre allgemeine Agilität und Wartbarkeit erheblich erhöht.

Cloud-native Lösungen nutzen die volle Leistungsfähigkeit des Cloud-Computing-Modells und der Container-Orchestrierung und sind eine innovative Möglichkeit, Anwendungen zu erstellen und auszuführen. Cloud-native Anwendungen werden für die Ausführung in der Cloud entwickelt und verlagern den Fokus weg von Maschinen hin zum eigentlichen Service.

Da Cloud-native Anwendungen mit Microservices anstelle einer monolithischen Anwendungsstruktur aufgebaut sind, verlassen sie sich auf Container, um die Bibliotheken und Prozesse der Anwendung für die Bereitstellung zu verpacken. Microservices ermöglichen es Entwickler(inne)n, bereitstellbare Apps zu erstellen, die aus einzelnen, auf einen bestimmten Service fokussierten Modulen bestehen. Diese Dezentralisierung sorgt für eine resilientere Umgebung, indem das Potenzial eines vollständigen Anwendungsausfalls aufgrund eines isolierten Problems begrenzt wird.

Container-Orchestrierungstools wie Kubernetes ermöglichen es Entwickler(inne)n, die Funktionsweise der Container einer Anwendung wie Skalierung und Bereitstellung zu koordinieren.

Die Verwendung eines Cloud-nativen Ansatzes zur Erstellung deiner Anwendungen bietet eine Reihe von praxisnahen Vorteilen:

• Spart Geld durch Überwachung und Skalierung von Anwendungsressourcen durch Cloud-Orchestrierung, d. h. Container-Scheduler
• Ermöglicht es Teams, schneller Updates durchzuführen und den Wert für Kund(inn)en schneller zu steigern
• Richtet den Betrieb an den Geschäftszielen aus
• Reduziert den Wartungsaufwand, was bedeutet, dass mehr Zeit für die Fokussierung auf Geschäftsziele aufgewendet werden kann

Die Cloud-Native-Bewegung hat Entwickler(innen), Betriebsteams und Organisationen insgesamt vor neue Herausforderungen gestellt. Häufige Herausforderungen sind:

• Verwaltung mehrerer Softwareversionen über verschiedene Cloud-Anbieter hinweg
• Schnelle Skalierung von Anwendungen nach oben und unten
• Komplexitätsmanagement, da mehr Dienste und Komponenten in den Mix aufgenommen werden
• Umgang mit flüchtiger Infrastruktur, die das Debuggen und die Fehlerbehebung erschweren kann
• Sicherstellung einer effizienten Ressourcennutzung, da das Pay-as-you-go-Modell der Cloud schnell teuer werden kann
• Sicherstellung, dass alle Komponenten nahtlos zusammenarbeiten

Der Schlüssel zur Cloud-nativen Entwicklung besteht darin, Tools wie Kubernetes, Docker-Container und Terraform zu verwenden, um die Bereitstellung, das Konfigurationsmanagement und die Infrastrukturbereitstellung zu automatisieren. Unternehmen müssen sich dieser Herausforderungen bewusst sein und über die notwendigen Strategien und Lösungen verfügen, um sie zu bewältigen, sobald sie auftreten.

Cloud-native Anwendungen sind so konzipiert, dass sie robuster und skalierbarer sind als herkömmliche Anwendungen. Dies liegt daran, dass sie Cloud-basierte Dienste verwenden, um Daten zu speichern, Anwendungen auszuführen und auf Ressourcen zuzugreifen. Durch den Übergang zu Cloud-nativen Anwendungen kann ein Unternehmen seine Ausfallsicherheit und Skalierbarkeit verbessern. Cloud-native Unternehmen können sich schnell an sich ändernde Marktbedingungen und Kundenanforderungen anpassen und gleichzeitig ihre IT-Infrastrukturkosten senken.

Neben erhöhten Sicherheits- und Compliance-Funktionen und einem besseren Überblick über die Anwendungen und Dienste, aus denen sich das Unternehmen zusammensetzt, kann dieser Ansatz auch Geld sparen, indem die Anzahl der erforderlichen Server und Software reduziert wird.

Container

Container sind eine alternative Möglichkeit, Anwendungen zu paketieren im Gegensatz zur direkten Entwicklung für virtuelle Maschinen (VMs) oder physische Server. Alles, was zum Ausführen einer Anwendung erforderlich ist (z. B. Code, Systembibliotheken und Einstellungen), ist in einem Container-Image enthalten – einem leichten, eigenständigen, ausführbaren Softwarepaket. Container können innerhalb einer VM oder auf einem physischen Server ausgeführt werden. Container enthalten die Bibliotheken und Prozesse einer Anwendung, aber kein Betriebssystem – dadurch sind sie leichtgewichtig. Am Ende sind weniger Server erforderlich, um mehrere Instanzen einer Anwendung auszuführen, was die Kosten senkt und die Skalierung erleichtert. Zu den weiteren Vorteilen von Containern gehören eine schnellere Bereitstellung, eine bessere Portabilität und Skalierbarkeit sowie eine verbesserte Sicherheit.

Orchestratoren

Sobald die Container festgelegt sind, wird ein Orchestrator benötigt, um sie zum Laufen zu bringen. Container-Orchestratoren legen fest, wie und wo Container ausgeführt werden, reparieren ausgefallene Container und bestimmen, ob weitere benötigt werden. Bei Container-Orchestratoren, auch bekannt als Scheduler, ist Kubernetes der klare Marktführer.

Microservices

Die letzte Hauptkomponente des Cloud-nativen Computing sind Microservices. Um den reibungslosen Ablauf von Apps zu gewährleisten, können diese in kleinere Teile oder Microservices unterteilt werden. Dies erleichtert auch die Skalierung basierend auf der Auslastung. Durch die Microservices-Infrastruktur ist es für Techniker(innen) auch einfacher – und schneller –, eine App zu entwickeln. Kleinere Teams können gebildet und zugewiesen werden, um die Verantwortung für einzelne Komponenten der App-Entwicklung zu übernehmen, sodass die Entwickler(innen) programmieren können, ohne einen anderen Teil des Projekts zu beeinträchtigen.

Während öffentliche Cloud-Plattformen wie AWS die Möglichkeit bieten, Anwendungen einfach zu erstellen und bereitzustellen, gibt es Situationen, in denen es sinnvoll ist, eine eigene Infrastruktur aufzubauen. Eine private oder hybride Cloud-Lösung wird in der Regel benötigt, wenn sensible Daten innerhalb einer Anwendung verarbeitet werden oder wenn die Branchenvorschriften eine erhöhte Kontrolle und Sicherheit erfordern.

Die Entwicklung von Cloud-nativen Apps erfordert die Integration mehrerer Tools für eine erfolgreiche Bereitstellung. In der Definition des Begriffs „Cloud-nativ“ legt die CNCF fest, dass Cloud-native Techniken in Kombination mit einer robusten Automatisierung Programmierer(inne)n ermöglichen, häufig und mit minimalen Aufwand wirkungsvolle Änderungen vorzunehmen.

Die Cloud-native App-Entwicklung erfordert eine Umstellung auf DevOps-Praktiken. Das bedeutet, dass Entwicklungs- und Betriebsteams viel enger zusammenarbeiten, was zu einem schnelleren und reibungsloseren Produktionsprozess führt. Ein DevOps-Ansatz optimiert die verschiedenen Elemente, die erforderlich sind, um eine App in der Cloud zum Laufen zu bringen.

Beim Übergang zu Cloud-nativen Anwendungen wird dein Team feststellen, dass die Anzahl der Projekte, die aufgrund der erforderlichen Verwendung von Microservices verwaltet werden müssen, rapide steigt. Der Anstieg des Projektvolumens erfordert ein konsistentes und effizientes Management des Anwendungslebenszyklus – und hier kommt GitLab ins Spiel.

GitLab ist eine DevOps-Plattform, die als Einzelanwendung bereitgestellt wird. Von der Ticketverfolgung und Quellcodeverwaltung bis hin zu CI/CD und Monitoring – alles an einem Ort zu haben, vereinfacht die Komplexität der Toolchain und verkürzt die Bearbeitungszeiten. Mit der integrierten Container-Registry und der Kubernetes-Integration macht GitLab den Einstieg in die Container-Entwicklung und die Cloud-native Entwicklung so einfach wie nie zuvor.

Cloud-native Anwendungen nutzen Container, Microservices-Architektur und Container-Orchestrierung wie Kubernetes. GitLab ist für Cloud-native Anwendungen mit enger Kubernetes-Integration konzipiert.

Unternehmen wechseln von traditionellen Bereitstellungsmodellen zu Cloud-nativen Anwendungen, um Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit zu gewinnen.

Erfahre mehr darüber, wie GitLab deine Cloud-native Entwicklung unterstützen kann.