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Micron Document

<!DOCTYPE html>

<title>Cloud-native Computing</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Cloud-native Computing</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Cloud-native Computing</b> ist ein Ansatz in der <a href="Softwaretechnik" title="Softwaretechnik">Softwareentwicklung</a>, der <a href="Cloud_Computing" title="Cloud Computing">Cloud Computing</a> nutzt, um skalierbare Anwendungen in Cloud-Infrastrukturen, -Plattformen und -Umgebungen zu erstellen und auszuführen. Gemäß der <a href="Cloud_Native_Computing_Foundation" title="Cloud Native Computing Foundation">Cloud Native Computing Foundation (CNCF)</a> prägen diesen Remote-Computing-Ansatz insbesondere Technologien wie <a href="Containervirtualisierung" title="Containervirtualisierung">Container</a>, <a href="Microservices" title="Microservices">Microservices</a> sowie <a href="Function_as_a_Service" title="Function as a Service">serverlose Funktionen</a> und unveränderliche Infrastrukturen (Immutable Infrastructures und Infrastructure as Code), die zumeist über <a href="Deklarative_Programmierung" title="Deklarative Programmierung">deklarativen Code</a> bereitgestellt werden.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Definition">Definition</h2></div>

<p>Cloud-native Technologien ermöglichen lose gekoppelte <a href="Software-System" class="mw-redirect" title="Software-System">Software-Systeme</a> (Cloud-native Applikationen), die <a href="Resilienz_(Ingenieurwissenschaften)" title="Resilienz (Ingenieurwissenschaften)">resilient</a>, beobachtbar und dank <a href="Autoscaling" title="Autoscaling">Auto-Scaling</a> und Self-Healing in automatisierten Umgebungen mit minimaler Interaktion durch <a href="Administrator_(Rolle)" title="Administrator (Rolle)">Administratoren</a> betreibbar sind.

</p>

<p>„Eine <b>Cloud-native Anwendung (CNA)</b> ist ein verteiltes, beobachtbares, elastisches und auf horizontale Skalierbarkeit optimiertes Service-of-Services System, das seinen Zustand in (einem Minimum an) zustandsbehafteten Komponenten isoliert. Die Anwendung und jede in sich geschlossene Bereitstellungseinheit dieser Anwendung wird nach Cloud-fokussierten Designmustern entworfen und auf elastischen Self-Service-Plattformen betrieben.“<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

</blockquote>

</div></div>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

<p>Cloud-native Anwendungen sind daher oft durch eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften charakterisiert:

</p>

<ul><li><b>Beobachtbarkeit</b> bei Software-Systemen bezieht sich typischerweise auf <a href="Telemetrie_(Software)" title="Telemetrie (Software)">Telemetriedaten</a>, die meist in drei Aspekte unterteilt werden: <a href="Ablaufverfolgung" title="Ablaufverfolgung">Tracing</a> (verteilte Ablaufverfolgung) ermöglicht Einblick in den Lebenszyklus von Requests in einem verteilten System. Metriken im Rahmen eines <a href="Monitoring" title="Monitoring">Monitorings</a> liefern quantitative Informationen zu Prozessen, die im System ausgeführt werden. Mittels <a href="Logging" title="Logging">Logging</a> (Protokollierung) lässt sich Einblick in anwendungsspezifische Nachrichten, die von Prozessen ausgegeben werden, gewinnen. Diese Beobachtbarkeit ist insbesondere für die <a href="DevOps" title="DevOps">DevOps</a>-Prinzipien des Feedback essentiell.</li>

<li><b>Elastizität</b> ist „der Grad, in dem ein System in der Lage ist, sich an Workload-Änderungen anzupassen, indem es Ressourcen in einer autonomen Art und Weise provisioniert und deprovisioniert, so dass zu jedem Zeitpunkt die verfügbaren Ressourcen so gut wie möglich mit dem aktuellen Bedarf übereinstimmen“.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li><b><a href="Skalierbarkeit" title="Skalierbarkeit">Skalierbarkeit</a></b> kann in strukturelle Skalierbarkeit und Lastskalierbarkeit unterschieden werden. „Strukturelle Skalierbarkeit ist die Fähigkeit eines Systems, sich in einer gewählten Dimension ohne größere Änderungen an seiner Architektur zu erweitern. Unter Lastskalierbarkeit ist die Fähigkeit eines Systems zu verstehen, auch steigenden Datenverkehr bewältigen zu können“.</li>

<li><b>Service-of-Services Systeme</b> werden bei Cloud-nativen Anwendungen zumeist im Microservice-Architekturstil verstanden. Dieser Architekturstil versteht „eine einzelne Anwendung als eine Suite kleiner <a href="Serviceorientierte_Architektur" title="Serviceorientierte Architektur">Services</a>, die jeweils in einem eigenen Prozess laufen und mit leichtgewichtigen Mechanismen kommunizieren. Diese Services sind um Geschäftsfunktionen herum aufgebaut und können unabhängig voneinander von vollautomatischen Bereitstellungsmechanismen aktualisiert werden. Es gibt nur ein Minimum an zentraler Verwaltung dieser Dienste, die in verschiedenen Programmiersprachen (<a href="Polyglottes_Programm" title="Polyglottes Programm">polyglotte Programmierung</a>) geschrieben sein können und unterschiedliche Datenspeichertechnologien verwenden (polyglotte Datenhaltung)“.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li><b>In sich geschlossene Bereitstellungseinheiten</b> (Deployment Unit) sind ein Teil der Deployment-Topologie der Anwendung zur Realisierung einer bestimmten technischen Einheit. Immer häufiger wird eine Deployment Unit als „ein Standardcontainer verstanden. Das Ziel eines Standardcontainers ist es, eine <a href="Komponente_(Software)" class="mw-redirect" title="Komponente (Software)">Softwarekomponente</a> und alle ihre Abhängigkeiten in einem Format zu kapseln, das selbstbeschreibend und portabel ist, so dass jede konforme <a href="Laufzeitumgebung" title="Laufzeitumgebung">Laufzeitumgebung</a> sie ohne zusätzliche Abhängigkeiten ausführen kann, unabhängig von der zugrunde liegenden Maschine und dem Inhalt des Containers“.<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li><b>Zustandsbehaftete Komponenten</b> (meist <a href="Datenbank" title="Datenbank">Datenbanken</a>) werden für „mehrere Instanzen einer skalierten Anwendungskomponente verwendet, die ihren internen Zustand synchronisieren, um ein einheitliches Verhalten zu bieten“.<sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Da die Skalierung zustandsbehafteter Komponenten meist aufwändiger ist, als die Skalierung zustandsloser Komponenten, versucht man Zustände in möglichst wenigen zustandsbehafteten Komponenten zu isolieren.</li>

<li>Unter einer <b>elastischen Plattform</b> versteht man eine „<a href="Middleware" title="Middleware">Middleware</a> für die Ausführung von benutzerdefinierten Anwendungen, deren Kommunikation und Datenspeicherung über eine Self-Service-Schnittstelle mittels eines Netzwerks angeboten wird“.<sup id="cite_ref-8" class="reference"><a href="#cite_note-8"><span class="cite-bracket">[</span>8<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Solche gut automatisierbaren Plattformen sind insbesondere für die <a href="DevOps" title="DevOps">DevOps</a>-Prinzipien des Flow essentiell.</li></ul>

<p>Häufig werden Cloud-native Anwendungen daher als eine Reihe von Microservices erstellt, die in Containern ausgeführt werden.<sup id="cite_ref-9" class="reference"><a href="#cite_note-9"><span class="cite-bracket">[</span>9<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Sie können mittels Container-Plattformen wie bspw. <a href="Kubernetes" title="Kubernetes">Kubernetes</a> orchestriert und mit DevOps- und Git-basierten <a href="Continuous_Integration" class="mw-redirect" title="Continuous Integration">Continuous Integration und Deployment</a>-Workflows verwaltet und bereitgestellt werden. Der Vorteil der Verwendung von Containern besteht darin, dass die gesamte Software inklusive aller Abhängigkeiten, die zur Ausführung benötigt wird, in Form in sich geschlossener Bereitstellungseinheiten vorgehalten werden kann. Container werden hierzu in virtualisierten Umgebungen (<a href="Betriebssystemvirtualisierung" class="mw-redirect" title="Betriebssystemvirtualisierung">Betriebssystemvirtualisierung</a>) ausgeführt, die die enthaltene Anwendung von ihrer Umgebung isoliert.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://github.com/cncf/foundation/blob/8762d762d156af8e50e6d1246e2364e60c7952a8/charter.md"><i>Cloud Native Computing Foundation Policy Repo.</i></a> Cloud Native Computing Foundation (CNCF), 3. Januar 2022,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 3. Januar 2022</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ACloud-native+Computing&rft.title=Cloud+Native+Computing+Foundation+Policy+Repo&rft.description=Cloud+Native+Computing+Foundation+Policy+Repo&rft.identifier=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fcncf%2Ffoundation%2Fblob%2F8762d762d156af8e50e6d1246e2364e60c7952a8%2Fcharter.md&rft.publisher=Cloud+Native+Computing+Foundation+%28CNCF%29&rft.date=2022-01-03"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://cloud-native-computing.de/01-materialien/"><i>Kapitel 1 bis 4 - Cloud-native Computing.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 4. Januar 2022</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ACloud-native+Computing&rft.title=Kapitel+1+bis+4+-+Cloud-native+Computing&rft.description=Kapitel+1+bis+4+-+Cloud-native+Computing&rft.identifier=https%3A%2F%2Fcloud-native-computing.de%2F01-materialien%2F"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Nane Kratzke: <cite style="font-style:italic">Cloud-native Computing Software Engineering von Diensten und Applikationen für die Cloud</cite>. 1. Auflage. München 2021, ISBN 978-3-446-46228-1.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Cloud-native+Computing&rft.au=Nane+Kratzke&rft.btitle=Cloud-native+Computing+Software+Engineering+von+Diensten+und+Applikationen+f%C3%BCr+die+Cloud&rft.date=2021&rft.edition=1.+Auflage&rft.genre=book&rft.isbn=9783446462281&rft.place=M%C3%BCnchen" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Nikolas Roman Herbst, Samuel Kounev, Ralf Reussner: <cite style="font-style:italic">Elasticity in Cloud Computing: What It Is, and What It Is Not</cite>. 2013, ISBN 978-1-931971-02-7, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>23–27</span> (<a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.usenix.org/conference/icac13/technical-sessions/presentation/herbst">usenix.org</a> [abgerufen am 4. Januar 2022]).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Cloud-native+Computing&rft.au=Nikolas+Roman+Herbst%2C+Samuel+Kounev%2C+Ralf+Reussner&rft.btitle=Elasticity+in+Cloud+Computing%3A+What+It+Is%2C+and+What+It+Is+Not&rft.date=2013&rft.genre=book&rft.isbn=9781931971027&rft.pages=23-27" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://martinfowler.com/articles/microservices.html"><i>Microservices.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 4. Januar 2022</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ACloud-native+Computing&rft.title=Microservices&rft.description=Microservices&rft.identifier=https%3A%2F%2Fmartinfowler.com%2Farticles%2Fmicroservices.html"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://github.com/opencontainers/runtime-spec"><i>Open Container Initiative Runtime Specification.</i></a> Open Container Initiative, 4. Januar 2022,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 4. Januar 2022</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3ACloud-native+Computing&rft.title=Open+Container+Initiative+Runtime+Specification&rft.description=Open+Container+Initiative+Runtime+Specification&rft.identifier=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fopencontainers%2Fruntime-spec&rft.publisher=Open+Container+Initiative&rft.date=2022-01-04"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-7"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-7">↑</a></span> <span class="reference-text">Cristoph Fehling: <cite style="font-style:italic">Cloud computing patterns : fundamentals to design, build, and manage cloud applications</cite>. Wien 2014, ISBN 978-3-7091-1568-8.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Cloud-native+Computing&rft.au=Cristoph+Fehling&rft.btitle=Cloud+computing+patterns+%3A+fundamentals+to+design%2C+build%2C+and+manage+cloud+applications&rft.date=2014&rft.genre=book&rft.isbn=9783709115688&rft.place=Wien" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-8"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-8">↑</a></span> <span class="reference-text">Cristoph Fehling: <cite style="font-style:italic">Cloud computing patterns : fundamentals to design, build, and manage cloud applications</cite>. Wien 2014, ISBN 978-3-7091-1568-8.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Cloud-native+Computing&rft.au=Cristoph+Fehling&rft.btitle=Cloud+computing+patterns+%3A+fundamentals+to+design%2C+build%2C+and+manage+cloud+applications&rft.date=2014&rft.genre=book&rft.isbn=9783709115688&rft.place=Wien" style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-9"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-9">↑</a></span> <span class="reference-text">Sam Newman: <cite style="font-style:italic">Building Microservices, 2nd Edition</cite>. 2nd edition Auflage. 2021, ISBN 1-4920-3402-9.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Cloud-native+Computing&rft.au=Sam+Newman&rft.btitle=Building+Microservices%2C+2nd+Edition&rft.date=2021&rft.edition=2nd+edition&rft.genre=book&rft.isbn=1492034029" style="display:none"> </span></span>

</li>

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