Ein umfassender Leitfaden zur Implementierung von Microservices auf AWS

Es ist kein Geheimnis, dass AWS-Microservices ein beliebtes Werkzeug zur Kostenoptimierung und Skalierung sind, aber sie sind nicht gerade ein Plug-and-Play-Instrument. Ein gesamtes Ökosystem einzurichten, das reibungslos funktioniert und alle Vorteile von Microservices nutzt, ist keine leichte Aufgabe. Heute erklärt JetBase, wie es geht, warum es sich lohnt und welche Herausforderungen Sie dabei erwarten können.

Die Transformation Ihrer Architektur ist eine gewaltige Aufgabe, selbst mit dem Versprechen von AWS-Microservices, Ihre Leistung zu verbessern. Konzentrieren wir uns also zunächst darauf, warum Sie dies tun müssen, aus der Perspektive derjenigen mit Altsystemen.

Die Nachteile monolithischer Architekturen

Die vielleicht größte Schwierigkeit bei der Arbeit mit monolithischer Architektur ist ihre Starrheit und das Fehlen integrierter Skalierungsmöglichkeiten. Diesem Thema widmen wir jedoch einen separaten Abschnitt, und hier können wir uns anderen Mängeln widmen. Zum einen können Sie nur einen einzigen Technologie-Stack verwenden, was Ihre Fähigkeit, zu experimentieren und verschiedene Frameworks zu nutzen, einschränkt. 

Darüber hinaus ist eine monolithische Architektur kein geeigneter Ort, um Continuous Integration/Continuous Delivery zu implementieren, wichtige Werkzeuge für Effizienz. Schließlich erschwert sie die Zusammenarbeit, da Ihr gesamtes Team dieselben Fähigkeiten besitzen muss und die Arbeit an verschiedenen Teilen des Systems zu Konflikten und Fehlern führen könnte.

Herausforderungen bei Skalierbarkeit und Flexibilität

Im Gegensatz zur AWS-Microservice-Architektur arbeiten bei der monolithischen Architektur dieselben Ressourcen und Funktionen an allen Prozessen, was zu einer sehr strikten Leistungsgrenze führt. Sie ermöglicht zwar immer noch eine gewisse Skalierung, wird aber niemals ein System übertreffen, das die Last gleichmäßig verteilt. Infolgedessen hat die monolithische Architektur viel an Popularität verloren, wobei 74 % der Unternehmen Microservices nutzen.

Nachdem wir die Schwächen des alten Systems festgestellt haben, sprechen wir nun über die Versprechen des neuen. Wir beginnen mit einer einfachen Einführung in Microservices auf AWS und was sie leisten.

Microservices-Architektur verstehen

Microservices sind eine Sammlung kleiner Dienste, die unabhängig voneinander arbeiten und jeweils auf ihren eigenen spezifischen Zweck ausgerichtet sind. Sie können einfach geändert, aktualisiert oder ersetzt werden, ohne Auswirkungen auf andere Teile des Ökosystems zu haben, was Unternehmen ermöglicht, ihren Betrieb auch während der Wartung aufrechtzuerhalten. Diese Autonomie wird durch API-Verbindungen ermöglicht und eignet sich hervorragend für große Unternehmen.

Kernmerkmale von AWS-Microservices

AWS führt den globalen Cloud-Infrastrukturmarkt mit etwa 39 % Marktanteil an, und sein Microservices-Angebot profitiert von derselben Skalierung und Reife. Sie zeichnen sich auch durch ihre hohe Qualität und Vielseitigkeit aus. Dieser Abschnitt soll diese hervorheben.

Hauptmerkmale von Microservices auf AWS

Mit Amazons grenzenlosen Ressourcen bieten Microservices auf AWS erstklassige Sicherheit, indem sie granulare Berechtigungseinstellungen zur Zugriffssteuerung verwenden und die Autorisierung über Microservices abwickeln. Sie sind auch für ihre Fehlertoleranz bekannt, da Ausfallzeiten für AWS-Dienste sehr selten sind. Die Liste der erheblichen Störungen ist über Jahrzehnte kürzer als die einiger Dienste in einem Jahr.

AWS fördert auch die CI/CD-Integration und unterstützt sie mit schnellen Bereitstellungstools, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die Infrastruktur zu verwalten. Sein weitläufiges Ökosystem unterstützt stattdessen eine tiefe Vernetzung mit minimalem Aufwand für die Benutzer.

Die Migration von monolithischer Architektur zu Microservices ist ein gut untersuchter Prozess, der bestimmte zu überwindende Hindernisse mit sich bringt; diese Lektionen gelten auch für AWS-Microservices. Um Ihnen etwas Mut für die bevorstehende Arbeit zu machen, sprechen wir über alle Vorteile, die Ihr Unternehmen mit diesem Übergang erhält.

Verbesserte Skalierbarkeit und Flexibilität

Da jeder Microservice auf eigenen Ressourcen basiert, können Sie beliebig viele davon hinzufügen, um Ihre Prozesse ohne Leistungseinbußen zu erweitern. Wenn Sie sich umorientieren möchten, kann jeder dieser Dienste für einen anderen Zweck konfiguriert werden, ohne andere Prozesse zu unterbrechen.

Kürzere Markteinführungszeit

Beim Vergleich von regulärer Architektur und einem AWS-Microservices-Beispiel fällt als Erstes auf, wie effizient die Entwicklung mit Letzterem ist. Die Möglichkeit, schnell zu iterieren, Updates zu erstellen und bereitzustellen, führt zu schnelleren Releases. Wenn Sie also eine neue Funktion haben und diese auf den Markt bringen möchten, bevor Konkurrenten die Chance dazu bekommen, helfen Microservices dabei.

Kosteneffizienz durch Pay-as-you-go-Modelle

Anstatt sich auf ein Abonnement mit hohen Tarifen zu verpflichten, bei dem die Kosten unabhängig von der Nutzung gleich bleiben, bietet AWS-Microservices ein alternatives Modell. Sie können stattdessen wählen, nur für die Ressourcen zu bezahlen, die Sie jeden Monat tatsächlich nutzen. So skalieren Sie Ihre Ausgaben entsprechend Ihrem Unternehmenswachstum und geben nie mehr aus als nötig.

Bessere Fehlerisolierung und Ausfallsicherheit

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen monolithischen Architekturen und Microservices auf AWS ist die Tatsache, dass das Versagen eines Teils des Systems absolut keine Auswirkungen auf den Rest Ihrer Infrastruktur hat. Ihr Team kann problemlos Wartungsarbeiten an einem Dienst durchführen oder ihn vollständig ersetzen, ohne dass andere Prozesse davon betroffen sind. Dadurch ist Ihr Ökosystem wesentlich weniger anfällig für Ausfallzeiten.

Microservices auf AWS bieten eine große Vielfalt, und wir möchten die wichtigsten hervorheben, die für die meisten Unternehmen relevant sein werden:

Ohne weiteres Zögern, legen wir los.

AWS Lambda

Als eine der bekanntesten AWS-Microservices-Optionen ist Lambda ein ereignisgesteuerter Dienst, ideal zur Ausführung von Code als Reaktion auf API-Anfragen, Benutzeraktionen und zeitgesteuerte Prozesse. Es ist serverlos, erfordert keinen Aufwand von Ihnen, um seine Operationen zu skalieren oder den von Ihnen hochgeladenen Code auszuführen.

Amazon ECS und EKS

Beide helfen Ihnen im Wesentlichen beim Aufbau und der Kontrolle von Containern, wobei EKS speziell für Kubernetes-Cluster gedacht ist. Die Containerisierung Ihrer Apps ist hervorragend für Datenschutz- und Sicherheitszwecke sowie für einen einfachen Lastausgleich durch Ressourcenzuweisungen. Beide basieren auf EC2-Instanzen oder einem serverlosen Fargate-Dienst, wobei beide Optionen recht gut sind. Fargate ist jedoch insgesamt einfacher zu verwalten, während EC2 am besten für diejenigen ist, die die totale Kontrolle suchen.

Amazon SQS & SNS

AWS-Microservices können verwendet werden, um Benachrichtigungen an Abonnenten in einem Mehrkanal-Stream mit Hilfe des Simple Notification Service oder SNS zu senden. Er wird durch den Simple Queue Service oder SQS ergänzt, der es Administratoren ermöglicht, Nachrichten zu planen, entweder zur Zustellung an Benutzer oder zur Kommunikation innerhalb des Systems.

AWS API Gateway

Dieser Dienst wird durch seinen Namen ziemlich genau beschrieben und dient als Management-Suite für APIs in Ihrem Ökosystem. Er hilft, Aufrufe sicher zu halten, Anfragen bei Bedarf zu reihen und Client-Anwendungen sowie Ihre Backend-Infrastruktur zu verbinden. API Gateway automatisiert auch den Lastausgleich, um sicherzustellen, dass Ihre Dienste niemals durch überwältigenden Datenverkehr verlangsamt werden.

Amazon RDS & DynamoDB

RDS ist ziemlich weitläufig, was AWS-Microservices angeht, und automatisiert Datenbank-Backups, Replikation und Skalierung. Es übernimmt die vollständige Datenbankverwaltung, sodass Sie sich auf andere Aufgaben konzentrieren können. Wer seine Datenbank als NoSQL und verkehrsresistent haben möchte, kann stattdessen DynamoDB nutzen, das ebenfalls automatisch skaliert und einen Fokus auf geringe Latenz legt, um eine stabile Leistung zu gewährleisten.

Wir möchten zeigen, wie Microservices tatsächlich in ein Geschäftsökosystem passen, einschließlich Beschreibungen der Kernschichten und eines AWS-Microservices-Architekturdiagramms.

Benutzeroberflächen-Schicht

Die AWS-Microservices-Schicht, über die Ihre Benutzer mit Anwendungen und Diensten interagieren werden, kann sowohl die visuelle Schnittstelle als auch alle angeschlossenen Geräte umfassen. Inhalte werden hier über Cloudfront als Content Delivery Network (CDN) verwaltet, das eine sichere Übertragung mit geringer Latenz bietet. Es verwendet auch S3 für die Objektspeicherung.

Microservices-Schicht

Die eigentliche Schicht der Microservices auf AWS enthält die containerisierten Dienste, die Ihre Operationen ausführen, und nutzt dabei Dinge wie Lambda und Docker. Ersteres führt Code aus und skaliert ihn bei Bedarf, während Docker Prozesse unabhängig und voneinander sicher hält.

Datenschicht und Speicherung

Hier speichern Sie Daten, die für den Betrieb Ihrer Anwendungen erforderlich sind, und cachen sie im Speicher, um die Last auf Ihre Datenbank zu reduzieren. Sie benötigen außerdem Objektspeicher (wie das bereits erwähnte S3) und einen vollwertigen Datenbankdienst wie DynamoDB, um Daten über den Cache hinaus zu speichern. Dies ermöglicht Ihnen mehr Flexibilität bei der Speicherung ohne Leistungseinbußen.

Werfen Sie schließlich einen Blick auf dieses AWS-Microservices-Architekturdiagramm, um eine visuelle Vorstellung davon zu bekommen, wie die Dinge funktionieren.

Nachdem die Schichten geklärt sind, wollen wir uns nun genauer ansehen, wie Sie die richtige Basis für Ihre Microservices schaffen. Es geht darum, die AWS-Umgebung für Ihre Bedürfnisse zu optimieren und mögliche Verbindungslücken zu vermeiden.

Ersteinrichtung und Planung

Beginnen Sie Ihre Reise in AWS-Microservices, indem Sie die Dienste festlegen, die Sie nutzen möchten, und die notwendige AWS-Infrastruktur einrichten. Dies kann das Erstellen genügend Instanzen, das Konfigurieren von Kubernetes oder ECS und das Einrichten von containerisierten Bereichen für Ihre Anwendungen bedeuten. Gehen Sie nicht alles auf einmal an, konzentrieren Sie sich zunächst auf die Einrichtung der notwendigen Microservices.

Kommunikation zwischen Microservices

Es gibt drei grundlegende Kommunikationsarten zur Auswahl:

Die richtige Datenbank auswählen und konfigurieren

Ihre Datenbankwahl wird sich auf drei Optionen aufteilen: SQL, NoSQL und NewSQL. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass die Art, die Sie zuvor verwendet haben, auch für die Zukunft die optimale Wahl sein wird, allein schon weil ein Wechsel zeitaufwändig und kompliziert sein kann. Suchen Sie außerdem nach Datenbanken, die eine hohe Leistung und geringe Latenz bieten.

Wählen Sie bei der Konfiguration, ob Sie eine einzelne Datenbank der gesamten Umgebung zuweisen oder das komplexere Modell einer Datenbank pro Dienst bevorzugen möchten. Dies ermöglicht es ihnen, unabhängig zu sein und schneller auf alle Anfragen zu reagieren, die sie erhalten.

AWS DevOps-Tools einrichten

DevOps kann die Vorteile, die Sie aus AWS-Microservices ziehen, verbessern, und alles, was es wirklich erfordert, ist die Einführung relevanter AWS-Tools wie CodePipeline, CloudFormation oder Systems Manager. Sobald Sie Ihre Instrumente zusammengestellt haben, richten Sie die Versionskontrolle ein, um Änderungen einfach zu navigieren und bei Bedarf rückgängig zu machen. Sie müssen Änderungen auch über CloudWatch überwachen, Daten kompilieren und visualisieren.

Zugegebenermaßen wird nicht alles an der Microservice-Architektur reibungslos und einfach sein. Aber wenn Sie AWS verwenden, können Sie den Prozess sicherlich etwas zuverlässiger gestalten. So geht's.

Verwaltung komplexer Dienstinteraktionen

Wenn Sie ein System mit komplexer Vernetzung anstreben, bei dem Prozesse auf unvorhersehbare und einzigartige Weise kommunizieren müssen, benötigen Sie die asynchronen Protokolle von AWS. Diese ermöglichen es den Diensten, zu reagieren und ihre Funktion auszuführen, auch wenn ein Teil des Ökosystems noch nicht aktiviert wurde oder überhaupt nicht an der Aufgabe beteiligt ist, und umgehen dabei die traditionelle Logik. EventBridge hilft dabei, alles miteinander zu verbinden, ohne die Unabhängigkeit der Dienste zu beeinträchtigen.

Gewährleistung von Sicherheit und Datenintegrität

Einer der Hauptgründe, Ihre Microservices auf AWS zu hosten, ist, dass es umfassende Sicherheitsschutzmaßnahmen und automatisierte Überwachungstools bietet. Infolgedessen werden Ihre Daten immer verschlüsselt und über mehrstufige Autorisierungs- und Zugriffsverwaltungsprotokolle gesichert. Dies ist für jedes Unternehmen unerlässlich, da Datenlecks massiv störend und kostspielig sein können.

Umgang mit Ausfällen verteilter Systeme

Denjenigen, die AWS nutzen, wird empfohlen, die Anforderungsdrosselung zu aktivieren, die hilft, Netzwerkunterbrechungen in Zeiten hohen Datenverkehrs zu vermeiden und Wiederholungsaufrufe aus demselben Grund zu begrenzen. Es ist auch am besten, die Warteschlangen in solchen Szenarien zu begrenzen, um längere Hochstressperioden zu vermeiden. Nutzen Sie außerdem die automatischen Backups und die Ressourcenskalierung von AWS, damit das System überschüssige Lasten selbst bewältigen kann.

Zusätzlich zur Bewältigung von Herausforderungen finden Sie hier einige Tipps zum allgemeinen Umgang mit AWS, die zu einer stärkeren Umgebung führen, die besser auf Ihre Operationen zugeschnitten ist.

Planung Ihrer Microservices-Architektur

Sie werden wahrscheinlich eine ziemlich hohe Anzahl von Microservices auf AWS haben, was eine umfangreiche Planung erfordert, um sie alle miteinander verbunden zu halten. Lassen Sie Ihr Team Entwürfe für die Architektur im Voraus erstellen und besprechen Sie, welche Datenbanken gewählt und wie Benutzeranfragen verarbeitet werden sollen. Vor allem müssen Sie sicherstellen, dass Sie die AWS-Funktionalität nutzen, um zuverlässige Backups zu erstellen und Daten zu verwalten.

Sicherstellung effizienter Service Discovery und Kommunikation

Nutzen Sie Amazon ECS, um Namespaces über die Cloud Map API zu routen, die Service Discovery zu automatisieren und Dienste über separate Namen zu kategorisieren. Auf diese Weise wird es einfacher, die Kommunikation in Batches mit allen Diensten der Kategorie „BusinessBackend“ herzustellen. Cloud Map führt auch Gesundheitsprüfungen durch, um sicherzustellen, dass alle Dienste aktiv sind.

Verwendung von Containern und Serverless für Microservices

Serverless zu gehen befreit Sie von der Notwendigkeit, Server zu verwalten, und AWS unterstützt dies gerne mit Diensten wie Lambda, die auf diesem Modell basieren. Gleichzeitig sorgen Container für AWS-Microservices dafür, dass sie unabhängig funktionieren und, mithilfe von Kategorien, in großem Umfang ohne Latenz oder manuelle Eingriffe kommunizieren.

Skalierung von Microservices je nach Bedarf

Die meisten Fälle der Skalierung von Microservices auf AWS werden dank Dienstfunktionen, die den Lastausgleich und die Ressourcenskalierung steuern, automatisiert, aber Sie können bei Bedarf auch eine horizontale Skalierung vornehmen. Dies beinhaltet lediglich das Hinzufügen weiterer Instanzen eines bestimmten Microservices bei Bedarf, wodurch AWS die Benutzerlasten während Spitzenzeiten weiter verteilt.

Wir haben AWS-Microservices ausführlich beleuchtet, aber lassen Sie uns einmal einen Schritt zurücktreten und darüber sprechen, was AWS zur Premium-Immobilie für diese Architektur macht. Zum einen, wie wir oben dargelegt haben, verfügt es über eine absolute Fülle von Diensten, die diesem Zweck dienen. Mit Lambda, EC2, ECS/EKS und anderen können Sie ein weitläufiges, widerstandsfähiges Netzwerk von Microservices für Ihr Unternehmen aufbauen.

Zweitens konzentriert sich AWS auf die Automatisierung vieler typischer Verwaltungsaufgaben, insbesondere der Skalierung. Dies ist großartig, da es Ihrer Umgebung ermöglicht, mit minimalem Aufwand weiter zu wachsen und jede Menge Datenverkehr zu bewältigen. Dasselbe gilt für die Sicherheit, da AWS ernsthafte Verschlüsselungs- und Zugriffsverwaltung bietet und den Großteil der Arbeit für Sie erledigt. Kombinieren Sie dies mit umfassenden Überwachungstools, und Sie haben ein Ökosystem, das maßgeschneidert ist für Microservices und Unternehmen, die wachsen wollen.

Dies beendet unseren Leitfaden zu AWS-Microservices, aber das bedeutet nicht, dass unsere Fähigkeit, Unternehmen bei der Umstellung auf Microservice-Architektur zu unterstützen, damit endet. Wir haben Ihnen gezeigt, wie komplex ein Microservice-Setup sein kann und welche Herausforderungen mit diesen Diensten verbunden sind. Jetzt benötigen Sie technische Expertise, um den Prozess korrekt durchzuführen und Probleme zu vermeiden.

JetBase ist bereit, Ihr zuverlässiger Partner bei dieser Aufgabe zu sein, mit unserer über zehnjährigen Erfahrung in der Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen mit flexibler, widerstandsfähiger Architektur. Wir haben AWS für Cybersicherheits- und Energielösungen, Software für die medizinische Industrie und Videointerviews eingesetzt. Dieser Reichtum an Expertise ist unser Stolz, zusammen mit unserem engmaschigen Team, das Kommunikation und Qualität zu seinen beiden Prioritäten macht.

Wenn Sie also bereit sind für ein kostenloses Tech-Audit und erstklassige Entwicklung, senden Sie uns eine Nachricht.