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Microservices versus monolithische Software

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Im Zuge der digitalen Transformation tendieren die heutigen IT-Ökosysteme stark zum Hybrid- und Multi-Cloud-Paradigma. In diesem Zusammenhang können Anwendungen, die auf Basis einer Microservices-Architektur implementiert werden, im Vergleich zu klassischer monolithischer Software größere Vorteile bieten, z. B. in Bezug auf die Ausfallsicherheit und der Produktion neuer Features.

In diesem Artikel analysieren wir die Vorteile, die durch die Einführung einer Software-Architektur auf Basis von Microservices ergeben und erklären euch, wann sich der Umstieg für euch lohnt.

Monolithische Anwendungen und ihre Grenzen

Monolithsche-SoftwareDie monolithische Architektur ist die traditionelle Art, wie man Anwendungen entwirft und entwickelt. Eine monolithische Anwendung wird als eine einzige, integrale und unteilbare Einheit gebaut. Typischerweise umfasst diese Art von Lösung eine clientseitige Benutzeroberfläche sowie serverseitige Software und eine Datenbank.

Früher galt der Ansatz der monolithischen Softwareentwicklung als absoluter Industriestandard. Heute ist die Akzeptanz dieses Modells jedoch stark rückläufig, da die Erstellung einer monolithischen Anwendung mit einer ganzen Reihe von Herausforderungen verbunden ist. Zu den größten gehören die Notwendigkeit, eine riesige Codebasis zu verwalten, die fehlende Flexibilität bei der schnellen Einführung neuer Technologien, die Skalierbarkeit, die Bereitstellung und die Umsetzung neuer Änderungen.

Beim monolithischen Ansatz bedeutet das Ändern oder Hinzufügen von Funktionen, dass Änderungen vorgenommen werden, die sich auf das Betreiben der gesamten Anwendung auswirken, mit dem Risiko, dass der Betrieb im Falle von Problemen stark beeinträchtigt wird oder komplett brach liegt. Jede Änderung des Codes kann sich auf das komplette System auswirken und muss daher aufmerksam abgestimmt und getestet werden. Das bedeutet, dass der Entwicklungsprozess insgesamt viel länger dauert.

Das monolithische Modell wirkt sich auch ungünstig auf die Geschwindigkeit aus, mit der Releases veröffentlicht werden können: Eine kleine Änderung kann bedeuten, dass die gesamte Anwendung neu bereitgestellt werden muss. Im Hinblick auf die Skalierbarkeit ist es daher nicht möglich, die Ressourcen im Verhältnis zu den einzelnen Funktionen zu bemessen. Stattdessen muss die gesamte Infrastruktur, auf der die Anwendung läuft, dimensioniert werden, was Kosten und Ressourcenverbrauch deutlich steigern.

 

Cloud Native – auf der Basis von Microservices

Dank ihres modularen Ansatzes ermöglicht eine Microservices-Architektur das Überwinden typischer Einschränkungen von monolithischen Entwicklungen. Jede Anwendung wird von Grund auf aus voneinander unabhängigen Funktionseinheiten aufgebaut. Diese Einheiten kommunizieren über APIs und können individuell verändert werden, ohne die Gesamtstruktur und den Betrieb der gesamten Software zu beeinträchtigen.

Das Entwicklungsmodell der Microservices kann zusätzlich seine Performance steigern, wenn es in ein Cloud-Native-Design integriert wird und Containertechniken verwendet werden.

Container sind virtuelle Instanzen einer vollständigen Laufzeitumgebung, die das Programm oder den Microservice hosten und unabhängig von der zugrunde liegenden Infrastruktur laufen lassen. Dank dieses Ansatzes ist es möglich, Hardware- und Softwarekomponenten einfach zu entkoppeln und die volle Portabilität von Anwendungen über verschiedene Systeme hinweg (vor Ort und in der Cloud) zu gewährleisten.

Ebenso ermöglicht die Containerisierung eine effektive Aufgabentrennung, bei der sich die Entwickler auf die eigentliche Logik und die Anwendungsabhängigkeiten fokussieren und die Betriebsteams auf die Bereitstellung und Verwaltung konzentrieren können. Das bedeutet wiederum, dass sich die Betriebsteams nicht um Anwendungsdetails wie Softwareversionen und anwendungsspezifische Konfigurationen kümmern müssen.

Container können über Orchestrierungsplattformen wie Kubernetes dynamisch verwaltet werden, um Prozesse zu automatisieren und das Nutzen von Ressourcen effektiver zu gestalten.

 

Die Vorteile von Microservices

Es gibt eine Menge Vorteile, die sich aus der Einführung einer Microservices-basierten Architektur ergeben. Zu den aktuellen Vorreitern bei der Benutzung von Microservices gehören große Unternehmen wie Netflix, Amazon und Uber – aber auch kleinere Unternehmen können von der Einführung dieses modularen Architekturmodells profitieren.

Der erste und größte Vorteil, der sich bei einer Microservice-Architektur ergibt, ist die Möglichkeit, einzelne Funktionen in verschiedenen Umgebungen zu skalieren und einzusetzen – unabhängig von der Anwendung und anderen vorhandenen Funktionen.

Eine der unmittelbaren Auswirkungen dieses Ansatzes ist die Verringerung der architektonischen Komplexität, da die Anwendung in eine Reihe unabhängiger Dienste zerlegt wird, die viel schneller entwickelt, verstanden, unterstützt und gepflegt werden können.

Der Einsatz von Microservices im operativen Geschäft führt auch zu einem schnelleren und effektiveren Entwicklungsprozess und damit zu einem schnelleren produktiven Einsatz der Software, da Entwicklungsteams gleichzeitig arbeiten und unabhängig voneinander Updates pushen können. Um diese Architektur optimal nutzen zu können, sind die Entwicklungsteams in der Regel klein, hochleistungsfähig und auf einzelne Teile der Anwendung spezialisiert: Fachwissen und Engagement sind der Schlüssel zu noch besseren Ergebnissen.

Ein weiterer großer Vorteil von Microservices ist die Ausfallsicherheit – wenn eine Komponente fehlerhaft ist, wirkt sich die Störung nicht auf den Betrieb der gesamten Software oder anderer Teile davon aus. Die Betriebskontinuität des Systems bleibt also erhalten, während sich das IT-Team auf die Behebung des Fehlers an der beeinträchtigten Funktionalität konzentrieren kann. Die unabhängige Natur von Microservices ermöglicht daher die Beschleunigung von Debugging- und Wartungsaktivitäten, wodurch das Risiko bei Eingriffen verringert, und der Betrieb vereinfacht wird.

Außerdem erlaubt das Microservices-Design die Einführung von DevOps: eine Reihe von Praktiken, die eine enge Zusammenarbeit zwischen Entwicklern und Betrieb im Entwicklungsprozess und insbesondere das Erreichen der Ziele von Continuous Integration und Continuous Delivery (CI/CD) ermöglichen. Hier wird neuer Code zunächst getestet und anschließend auf der Grundlage wichtiger Kontinuitäts- und Automatisierungskriterien verteilt, was eine hohe Frequenz von Releases garantiert.

 

Wann ist der Einsatz von Microservices sinnvoll?

Die Möglichkeiten und Vorzüge, die eine auf Microservices basierende Architektur bietet, sind von großer Bedeutung. Dennoch muss der monolithische Ansatz nicht immer verworfen werden.

Wenn euer Ziel darin besteht, eine neue Software oder ein MVP (Minimum Viable Product) in möglichst kurzer Zeit auf den Markt zu bringen, um Feedback vom Markt einzuholen und um eine Geschäftsidee zu validieren, ist der monolithische Ansatz sicherlich schneller und günstiger. Vor allem für kleine Start-ups mit einem bescheidenen Entwicklungsteam ermöglicht der monolithische Ansatz, dieses Ergebnis schnell und effizient zu erreichen.

Wenn es um sehr einfache Anwendungen geht, die keine fortgeschrittene Geschäftslogik integrieren und keine erweiterte Skalierbarkeit oder Flexibilität erfordern, kann sich dieser Ansatz ebenfalls als gute Option erweisen.

Erfahrung mit dem Design von Microservices und mit verwandten Themen wie DevOps oder Tools wie Kubernetes ist ein wichtiges Kriterium, das ihr bei der Wahl eures Ansatzes zur Anwendungsentwicklung berücksichtigen solltet. Außerdem dürft ihr nicht vergessen, dass die Einführung und Nutzung von Microservices spezielles und umfangreiches Wissen, Know-how und Erfahrung erfordert, um die gewünschten Vorteile zu erzielen.

Wenn es in eurem Team aktuell noch an Erfahrung und/oder kompetenten Ressourcen mangelt, ist es eine vielversprechende Idee, sich mit spezialisierten Partnern zusammenzutun, die bereits erfolgreich Microservices-basierte Architekturen entwickelt haben, um sicherzustellen, dass die besten Praktiken dieses Ansatzes übernommen werden.

Wir bieten zum Thema Microservices und CI/CD auch eigene Workshop-Module an oder begleiten euch auf Wunsch bei eurer Reise in die Cloud!

 

21.12.2021

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