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Cloud Native

Cloud-native ist weit mehr als nur ein Trend. Es ist ein Ansatz, der speziell für die Anforderungen dynamischer und skalierbarer Cloud-Umgebungen entwickelt wurde. Damit profitieren Unternehmen von einer höheren Flexibilität, einer schnelleren Entwicklungszeit und robusteren Anwendungen, die den steigenden Anforderungen des digitalen Marktes gerecht werden.

Was ist Cloud-native?

Cloud-native bezeichnet die Entwicklung und Bereitstellung von Software, die speziell auf die Nutzung von Cloud-Infrastrukturen zugeschnitten ist – sei es Public Cloud, Private Cloud oder hybride Clouds. Statt herkömmlicher monolithischer Anwendungen werden dabei Microservices genutzt – kleine, unabhängige Softwarekomponenten, die jeweils eine spezifische Funktion erfüllen.

Unterstützt von Technologien wie Kubernetes, Containerisierung, API-first und DevOps, sind Cloud-native Anwendungen hoch skalierbar, flexibel und widerstandsfähig.

Logo Cloud Native Computing Foundation

»Cloud native technologies empower organizations to build and run scalable applications in modern, dynamic environments such as public, private, and hybrid clouds. [...] These techniques enable loosely coupled systems that are resilient, manageable, and observable.«

Cloud Native Computing Foundation

Eigenschaften von Cloud-nativen Anwendungen

Cloud-native Anwendungen – auch native Cloud-Anwendung oder Applikation (NCAs) genannt – sind modular, also in einer Microservices-Architektur aufgebaut. Sie zerlegen die Anwendungen in unabhängige Module, die separat entwickelt, bereitgestellt und skaliert werden können. Im Gegensatz zu traditionellen monolithischen Anwendungen haben Cloud-native Applikationen dementsprechend folgende Eigenschaften:

  • Einfache Verwaltung: Cloud-native Anwendungen sind aufgrund ihrer Microservices-Architektur einfach zu verwalten, ein klarer Vorteil für komplexe, dynamische IT-Umgebungen.

  • Resilienz: Sie sind resilient, weil sie so konzipiert sind, dass sie bei Ausfällen einzelner Komponenten automatisch auf andere Ressourcen umschalten können. Damit bleiben die Applikationen auch bei Infrastrukturausfällen verfügbar.

  • Automatisierung: Ein zentraler Bestandteil von Cloud-Native ist die umfassende Automatisierung. Diese beginnt mit der Automatisierung der Infrastruktur mittels Infrastructure-as-Code (IaC) bis hin zur automatischen Skalierung einzelner Komponenten je nach Bedarf.

  • Leichtes Monitoring: Cloud-native Anwendungen sind leicht überwachbar, etwa durch Telemetriedaten wie Logdaten, Metriken und Traces. Probleme lassen sich dadurch frühzeitig erkennen.

  • Agilität: Der Lebenszyklus von Cloud-nativen Applikationen lässt sich automatisieren und damit beschleunigen. Die hohe Bereitstellungsgeschwindigkeit bedeutet, dass neue Funktionen und Verbesserungen zügiger released werden können.

Softwarearchitektur einer Cloud-nativen Anwendung

Eine Cloud-native Anwendung basiert auf einer besonderen Softwarearchitektur mit speziellen Elementen:

Microservices

Microservices sind die Basis jeder Cloud-nativen Architektur. Jeder Service wird isoliert als Container verpackt, das bedeutet, jede Komponente arbeitet als unabhängiger, entkoppelter Dienst, der über APIs mit anderen kommuniziert. Das bedeutet, jeder Microservice kann einzeln entwickelt, implementiert, verändert und skaliert werden.

APIs

APIs (Application Programming Interfaces) ermöglichen die Kommunikation zwischen Microservices. Ein API-first-Ansatz, der bei MACH gängig ist, priorisiert APIs von Anfang an, sodass sie unabhängig voneinander genutzt werden können.

Container

Container wie Docker verpacken Anwendungen und deren Abhängigkeiten in ein einheitliches Format. Das macht sie portabel und unabhängig von der zugrunde liegenden Infrastruktur.

Kubernetes

Kubernetes ist die Lösung zur Container-Orchestrierung und wird häufig als Cloud-Betriebssystem bezeichnet. Es verwaltet die Bereitstellung, Skalierung und Vernetzung von Containern.

Unveränderliche Infrastruktur (Immutable Infrastructure)

In einer Cloud-nativen Architektur werden Ressourcen wie Server oder Datenbanken nach ihrer Bereitstellung nicht mehr geändert. Stattdessen wird bei Bedarf eine neue Version bereitgestellt. Das sorgt für mehr Stabilität und Konsistenz.

Best Practices: Die Cloud-native Anwendungsentwicklung

Die Entwicklung Cloud-nativer Anwendungen erfordert modernste Methoden:

Continuous Integration (CI)

Continuous Integration (CI) bedeutet, dass die Entwickler regelmäßig ihre Codeänderungen in ein gemeinsames Repository einfügen. Automatisierte Tests überprüfen dann jede Änderung sofort, um Fehler frühzeitig zu entdecken. Das sorgt für saubere Codes und eine stabile Grundlage.

Continuous Delivery (CD)

Während CI auf das Testen und Zusammenführen von Code abzielt, geht CD einen Schritt weiter: Bei Continuous Delivery wird der getestete Code automatisch in eine Staging- oder Produktionsumgebung überführt.

Serverlos (Serverless)

Serverlos, oder auch "Serverless Computing", befreit Entwickler von der Verwaltung der zugrunde liegenden Infrastruktur. Der Code wird nur dann ausgeführt, wenn er benötigt wird, und skaliert automatisch mit der Nachfrage. Dadurch sparen Unternehmen Ressourcen und Kosten, während sich Entwickler auf die eigentliche Funktionalität der Anwendung konzentrieren können.

DevOps

DevOps verbindet, was früher oft getrennt war: Entwicklung und Betrieb. Teams arbeiten nun enger zusammen, Prozesse werden automatisiert und die Software wird schneller und stabiler bereitgestellt. Das Ziel dabei ist, Silos aufzubrechen und die Zusammenarbeit zu fördern.

Observability Tools

Cloud-native Observability Tools wie Prometheus oder Grafana dienen dazu, Technologien, die in einer Cloud-nativen Umgebung entwickelt und bereitgestellt werden, zu überwachen. Dazu zählen Container, Microservices, serverlose Architekturen und Orchestrierungs-Plattformen wie Kubernetes. Die Tools sammeln und analysieren dazu Metriken, Logdateien und Traces.

6 Vorteile einer Cloud-nativen Architektur

Im Gegensatz zu monolithischen Architekturen, die schwerfällig und unflexibel sind, hat die Cloud-native Architektur einige Vorteile:

  • Höhere Skalierung:

Dank Microservices können einzelne Dienste unabhängig voneinander skaliert werden, um punktuell auf steigende Anforderungen zu reagieren – ohne die gesamte Anwendung anpassen zu müssen.

  • Flexiblere Updates:

Änderungen oder Verbesserungen werden nur an den betroffenen Modulen vorgenommen, wodurch die Risiken von Downtime minimal sind.

  • Bessere Ausfallsicherheit:

Selbst bei Ausfällen einzelner Komponenten bleibt der Rest der Anwendung stabil und funktionsfähig.

  • Effizientere Ressourcennutzung:

Durch die automatische Skalierung und bedarfsgerechte Ressourcenanpassung wird nur das genutzt, was wirklich benötigt wird. Das spart Kosten und vermeidet unnötige Ressourcenbindung.

  • Schnellere Time-to-Market:

Automatisierte CI/CD-Pipelines ermöglichen eine beschleunigte Bereitstellung. Neue Features und Updates kommen so schneller beim Kunden an.

  • Multi-Cloud-Fähigkeit:

Cloud-native Anwendungen lassen sich problemlos in verschiedenen Cloud-Umgebungen betreiben, wodurch Unternehmen von den Vorteilen verschiedener Anbieter profitieren können.

Cloud-native Architektur vs. traditionelle Softwarearchitektur

Der Hauptunterschied zwischen einer Cloud-nativen Architektur und einer traditionellen Softwarearchitektur liegt in ihrem Designansatz und ihrer Flexibilität.

Die Cloud-native Architektur bietet mehr Flexibilität, Automatisierung und Skalierbarkeit gegenüber der traditionellen Architektur, die oft starrer ist und langsamer auf Veränderungen reagiert. Cloud-native ist dementsprechend besonders geeignet für dynamische Umgebungen, während traditionelle Softwarearchitekturen eher in stabileren, weniger veränderungsintensiven Szenarien eingesetzt werden.

Architektur

Anwendungen bestehen aus Microservices. Jeder Service übernimmt eine spezifische Funktion, kann unabhängig entwickelt und geändert werden und kommuniziert über APIs mit anderen.

Skalierbarkeit

Die einzelnen Komponenten können dynamisch je nach Bedarf skaliert werden. Die Nutzung von Containern ermöglicht eine einfache Portabilität über verschiedene Umgebungen hinweg.

Updates

Durch CI/CD-Pipelines können Änderungen und Updates schnell und automatisiert ausgerollt werden, ohne die gesamte Anwendung zu unterbrechen.

Resilienz

Anwendungen sind auf Resilienz ausgelegt. Fällt ein Microservice aus, bleibt der Rest weiterhin funktionsfähig.

Infrastruktur

Verwendet unveränderliche Infrastrukturen.

Architektur

Anwendungen bestehen aus Microservices. Jeder Service übernimmt eine spezifische Funktion, kann unabhängig entwickelt und geändert werden und kommuniziert über APIs mit anderen.

Skalierbarkeit

Die einzelnen Komponenten können dynamisch je nach Bedarf skaliert werden. Die Nutzung von Containern ermöglicht eine einfache Portabilität über verschiedene Umgebungen hinweg.

Updates

Durch CI/CD-Pipelines können Änderungen und Updates schnell und automatisiert ausgerollt werden, ohne die gesamte Anwendung zu unterbrechen.

Resilienz

Anwendungen sind auf Resilienz ausgelegt. Fällt ein Microservice aus, bleibt der Rest weiterhin funktionsfähig.

Infrastruktur

Verwendet unveränderliche Infrastrukturen.

5 Gründe für einen Cloud-nativen Ansatz

Hier sind die 5 wichtigsten Gründe für einen Cloud-nativen Ansatz, die dein Unternehmen sofort spüren wird:

1. Bleib dem Wettbewerb einen Schritt voraus

Mit einem Cloud-nativen Ansatz gehören lange Entwicklungszyklen der Vergangenheit an. Mit automatisierten CI/CD-Pipelines und agilen Methoden kannst du neue Features blitzschnell bereitstellen und Innovationen schneller auf den Markt bringen. Während deine Mitbewerber noch Updates planen, kannst du bereits Kundenwünsche erfüllen – und das mit minimalen Unterbrechungen. Geschwindigkeit ist dein Wettbewerbsvorteil!

2. Zahle nur, was du wirklich nutzt

Unnötige Kosten gehören der Vergangenheit an. Cloud-native Technologien setzen auf ein Pay-as-you-go-Modell: Du bezahlst nur für die Ressourcen, die deine Anwendungen tatsächlich verwenden. Keine überdimensionierten Server, die ungenutzt bleiben, und keine hohen Fixkosten für Infrastruktur. So optimierst du dein IT-Budget und kannst die Einsparungen in Wachstumsinitiativen investieren.

3. Freiheit, die inspiriert: Bereitstellung in jeder Cloud

Public, Private oder Hybrid Cloud – mit einem Cloud-nativen Ansatz bist du völlig flexibel. Deine Anwendungen laufen dort, wo es für dein Unternehmen am sinnvollsten ist. Ob du dich für einen einzigen Anbieter oder eine Multi-Cloud-Strategie entscheidest, bleibt dir überlassen.

4. Wachse mit deinen Anforderungen: Grenzenlose Skalierbarkeit

Schluss mit starren Systemen! Cloud-native Plattformen passen sich dynamisch an deine Anforderungen an. Ob kurzfristige Traffic-Spitzen während eines Season Sales oder langfristiges Wachstum – deine Ressourcen skalieren automatisch nach oben oder unten.

5. Ausfallsicherheit auf höchstem Niveau

Selbst wenn ein einzelner Microservice ausfällt, bleibt der Rest stabil und online. Dank Containerisierung und Tools wie Kubernetes können Anwendungen schnell wiederhergestellt werden – ohne, dass deine Kunden etwas davon bemerken. Resilienz ist keine Option mehr, sondern ein Muss in der heutigen digitalen Welt.

Wieso eine Cloud-native Architektur mit piazza blu erstellen?

Die Digitalisierung fordert Unternehmen mehr denn je heraus, flexibel, effizient und innovationsfähig zu bleiben. Auch die Anforderungen an moderne Softwarelösungen entwickeln sich ständig weiter: Geschwindigkeit und Skalierbarkeit sind heute unverzichtbar. Genau hier setzt piazza blu mit Cloud-native als Teil des MACH-Prinzips an.

MACH steht für Microservices, API-first, Cloud-native und Headless – ein moderner Ansatz, der dir maximale Freiheit und Anpassungsfähigkeit in der Entwicklung deiner IT-Systeme bietet:

  • Microservices: Modular aufgebaute Anwendungen, die unabhängig voneinander entwickelt, skaliert und bereitgestellt werden können.

  • API-first: Flexible Schnittstellen, mit denen Systeme und Services nahtlos integriert werden.

  • Cloud-native: Das Fundament der MACH-Architektur. Sie sorgen dafür, dass deine Anwendungen hochgradig skalierbar und widerstandsfähig sind.

  • Headless: Die Entkopplung von Backend und Frontend, um Inhalte über verschiedene Kanäle konsistent bereitzustellen.

    Bei piazza blu integrieren wir Cloud-native nahtlos in dein Projekt, um den vollen Nutzen dieses Ansatzes auszuschöpfen. Als Full-Service-Dienstleister mit tiefem Know-how in MACH-Architekturen vereinen wir technisches Fachwissen mit Branchenexpertise, insbesondere im E-Commerce. Durch enge Partnerschaften mit führenden Technologieanbietern wie commercetools, novomind und Akeneo integrieren wir moderne Cloud-native Technologien, um flexible und skalierbare Systeme zu schaffen.

    Bereit für den Wechsel zu einer Cloud-nativen Architektur? Wir unterstützen dich bei der Entwicklung und Implementierung moderner, skalierbarer Anwendungen. Jetzt Projekt anfragen und die Vorteile von Cloud-native nutzen!

FAQ

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Oliver Goerke

Oliver Goerke

Geschäftsführer

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