In diesem Lernportfolio werden verschiedene Thematiken hinsichtlich Skalierbarkeit und Systemarchitekturen detailliert erläutert. Folglich werden zwölf Unterkapitel beschrieben, bei dem der Inhalt basierend auf dem Vorwissen und einer wissenschaftlichen Literaturrecherche aufbaut.
Des Weiteren werden kapitelabhängige Forschungsfragen aufgestellt und hinreichend bearbeitet und beantwortet. Zudem weist jedes Unterkapitel den Punkt Erkenntnisse auf, der neue Bezüge zwischen den Themen verdeutlicht. Es wird auf den Erkenntnisgewinn eingegangen, der während der Bearbeitung der Themen aufgetaucht ist.
Allgemeinbetrachtet wird eine Vielzahl an Schnittstellen diverser Themen erkenntlich, die in den jeweiligen Kapiteln näher dargestellt werden, um ein insgesamtes großes Bild vom Ganzen erstellen zu können. Des Weiteren wird jedes Unterkapitel mit einer persönlichen Reflexion abgeschlossen, welche vor, während und nach der Veranstaltung hinsichtlich des untersuchten Themas entstanden ist.
Das erste zentrale Kapitel, welches Softwarearchitekturen thematisiert, beschäftigt sich mit der strategischen Betrachtungsweise der Architekturmustern für Software. Das darauffolgende Kapitel behandelt Charakteristiken der Vorgehensmodelle und des Softwarelebenszyklus. Das nächste Kapitel erläutert die Thematik Schnittstellen im Zuge der Softwaresysteme. Fortlaufend beschäftigt sich das vierte Unterkapitel mit den Prinzipien und Werkzeugen des Domain-Driven Designs. Nachfolgend wird innerhalb des Kapitels Persistenz die Eigenschaften der Speicherungen betrachtet. Das sechste essenzielle Kapitel Skalierbarkeit, Nebenläufigkeit und Parallelität behandelt die Charakteristiken, Eigenschaften und Arten der Thematik. Folglich wird im siebten Kapitel das Thema verteilte Systeme definiert und erklärt. Das nächste Thema behandelt Microservices inklusive CQRS als ein mögliches Softwaremuster im Zuge der Skalierbarkeit. Das darauffolgende Thema legt die Definition und Eigenschaften der Virtualisierung dar, welches als Grundbaustein für das folgende Kapitel Cloud-Architekturen ist, worin die strategischen Perspektiven des Cloud-Computings detailliert erklärt werden. Fortgeführt wird das Lernportfolio mit dem elften Thema, welches fehlertolerante Systeme und die Eigenschaften behandelt. Abschließend wird das Lernportfolio mit dem letzten Thema Automatisierung und Monitoring mit Aspekten der kontinuierlichen Softwarebereitstellung abgeschlossen.
Inhaltsverzeichnis
1 Zusammenfassung
2 Softwarearchitekturen
2.1 Inhalte
2.2 Erkenntnisse
2.3 Reflexion
3 Vorgehensmodelle / Softwarelebenszyklus
3.1 Inhalte
3.2 Erkenntnisse
3.3 Reflexion
4 Schnittstellen / APIs
4.1 Inhalte
4.2 Erkenntnisse
4.3 Reflexion
5 Domain-Driven Design
5.1 Inhalte
5.2 Erkenntnisse
5.3 Reflexion
6 Persistenz
6.1 Inhalte
6.2 Erkenntnisse
6.3 Reflexion
7 Skalierbarkeit, Nebenläufigkeit und Parallelität
7.1 Inhalte
7.2 Erkenntnisse
7.3 Reflexion
8 Verteilte Systeme
8.1 Inhalte
8.2 Erkenntnisse
8.3 Reflexion
9 Microservices inklusive CQRS
9.1 Inhalte
9.2 Erkenntnisse
9.3 Reflexion
10 Virtualisierung
10.1 Inhalte
10.2 Erkenntnisse
10.3 Reflexion
11 Cloud-Architekturen
11.1 Inhalte
11.2 Erkenntnisse
11.3 Reflexion
12 Fehlertolerante Systeme
12.1 Inhalte
12.2 Erkenntnisse
12.3 Reflexion
13 Automatisierung und Monitoring
13.1 Inhalte
13.2 Erkenntnisse
13.3 Reflexion
14 Resümee
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die fundierte Erarbeitung und Reflexion zentraler Konzepte für skalierbare IT-Systemarchitekturen. Basierend auf einer wissenschaftlichen Literaturrecherche werden technologische Grundlagen analysiert, um eine strategische Sicht auf moderne Systementwicklung zu gewinnen und persönliche Erkenntnisse aus dem Lernprozess zu dokumentieren.
- Strategische Aspekte von Softwarearchitekturen und Vorgehensmodellen
- Schnittstellenmanagement mittels REST-APIs
- Domain-Driven Design zur Bewältigung komplexer Domänen
- Methoden zur Sicherstellung von Persistenz und Fehlertoleranz
- Skalierbarkeitsstrategien in Microservice- und Cloud-Umgebungen
Auszug aus dem Buch
10 Virtualisierung
Die Virtualisierung beschäftigt sich mit der logischen Partitionierung von Betriebssystemen oder Servern, um paralleles Arbeiten auf einem System zu ermöglichen. Es werden z.B. Betriebssysteme, Hardware oder Software logisch in einzelne Komponenten aufgeteilt oder zusammengefasst. Dabei können die Ressourcen maximal genutzt werden und im Rahmen der Nebenläufigkeit mehrere Betriebssysteme verwendet werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe von virtuellen Maschinen erreicht werden [54]. Nachdem mein Vorwissen bezüglich der Thematik beschrieben wurde, wird nachfolgend der Inhalt basierend auf der wissenschaftlichen Literaturrecherche erläutert.
Die Autoren [55] definieren Virtualisierung als Methodik, um verschiedene Komponenten wie z.B. Server oder Speicher, um mittels einer Software generalisiert darzustellen, sodass die verschiedenen Ressourcen zentral aufgegliedert oder verbunden werden. Alternativ beschreibt [56] die Virtualisierung als eine Art Vorgehensweise, um diverse Ressourcen auf einer logischen Ebene zusammenzuführen, um die insgesamte Auslastung maximal zu optimieren. Hierzu können verschiedene Möglichkeiten der Virtualisierung genutzt werden, wie z.B. die Partitionierung, die Emulation von Hardware und die Virtualisierung von Anwendungen. Des Weiteren wird die Begrifflichkeit „virtuell“ im Kontext der Informationstechnologie mit „nicht physisch existent, sondern durch Software dargestellt“ [57, S. 101].
Durch die Anwendung von Virtualisierung stehen vorteilhafte Eigenschaften im Zuge der Infrastruktur zur Verfügung. Die gemeinsame Nutzung einer physischen Komponente über verschiedene logische Schnittstellen hinweg, ermöglicht eine maximalen Auslastungsgrad der Komponente, welches durch ein Management der Auslastung überprüft werden kann. Zudem können die verschiedenen virtuellen Komponenten aggregiert werden, um insgesamt eine Erhöhung der Kapazität zu gewinnen. Durch eine Emulation können innerhalb der Virtualisierung Funktionalitäten genutzt werden, die eventuell auf Basis der physischen Ebene nicht möglich zu nutzen sind. Durch die Virtualisierung kann die physische Infrastruktur transparent geändert werden, ohne dass auf die virtuelle Umgebung eingewirkt wird [57].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Zusammenfassung: Dieses Kapitel erläutert die thematische Ausrichtung des Portfolios auf Skalierbarkeit und Architektur und skizziert den methodischen Aufbau der Arbeit.
2 Softwarearchitekturen: Dieses Kapitel definiert die grundlegende Rolle von Softwarearchitektur bei der Erfüllung funktionaler und nicht funktionaler Anforderungen und betont die Bedeutung strategischer Entwürfe.
3 Vorgehensmodelle / Softwarelebenszyklus: Dieses Kapitel behandelt verschiedene Vorgehensmodelle wie Wasserfall oder agile Methoden und deren Einfluss auf den gesamten Lebenszyklus eines Softwaresystems.
4 Schnittstellen / APIs: Dieses Kapitel analysiert die Bedeutung von Kommunikationspunkten in Systemen, wobei der Fokus insbesondere auf der strategischen Gestaltung von REST-APIs liegt.
5 Domain-Driven Design: Dieses Kapitel führt in die Philosophie des Domain-Driven Designs ein, um durch ubiquitäre Sprache und Bounded Contexts die Kommunikation zwischen Fachbereichen und Entwicklung zu verbessern.
6 Persistenz: Dieses Kapitel befasst sich mit der dauerhaften Datenspeicherung, den Anforderungen an Transaktionssicherheit (ACID) und der Qualität von Daten innerhalb von Systemarchitekturen.
7 Skalierbarkeit, Nebenläufigkeit und Parallelität: Dieses Kapitel diskutiert Strategien zur Skalierung von Systemen sowie die theoretischen und technischen Unterscheidungen zwischen nebenläufiger und paralleler Ausführung.
8 Verteilte Systeme: Dieses Kapitel definiert verteilte Systeme als Sammlung autonomer, kommunizierender Einheiten und beleuchtet die damit verbundenen Herausforderungen hinsichtlich Synchronisation und Heterogenität.
9 Microservices inklusive CQRS: Dieses Kapitel beschreibt Microservices als entkoppelte Architekturansätze und erläutert, wie CQRS zur Trennung von Lese- und Schreibvorgängen beiträgt.
10 Virtualisierung: Dieses Kapitel untersucht die logische Partitionierung von Hard- und Software zur Steigerung der Auslastung und Flexibilität in modernen Rechenzentren.
11 Cloud-Architekturen: Dieses Kapitel beleuchtet Cloud-Computing als abstrahierte IT-Infrastruktur und analysiert verschiedene Service- und Bereitstellungsmodelle.
12 Fehlertolerante Systeme: Dieses Kapitel widmet sich der Resilienz von Software durch Mechanismen wie Redundanz und Fehlerbehandlung, um Systemausfälle trotz technischer Probleme zu vermeiden.
13 Automatisierung und Monitoring: Dieses Kapitel beschreibt die Anwendung von CI/CD-Pipelines und Monitoring-Systemen zur effizienten Entwicklung und Überwachung von IT-Umgebungen.
14 Resümee: Dieses Kapitel fasst die persönliche Entwicklung von operativen zu strategischen Fähigkeiten innerhalb der behandelten Themengebiete zusammen.
Schlüsselwörter
Softwarearchitektur, Skalierbarkeit, Microservices, Cloud-Architekturen, Domain-Driven Design, APIs, Persistenz, Virtualisierung, Fehlertoleranz, Automatisierung, Monitoring, Nebenläufigkeit, Parallelität, Verteilte Systeme, Softwarelebenszyklus
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit stellt ein Lernportfolio dar, das verschiedene Konzepte für skalierbare IT-Systemarchitekturen wissenschaftlich aufbereitet und mit persönlichen Reflexionen verknüpft.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zu den zentralen Feldern gehören Softwarearchitekturen, Vorgehensmodelle, APIs, Domain-Driven Design, Persistenz, Skalierbarkeit, Virtualisierung, Cloud-Architekturen sowie Automatisierung und Monitoring.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die Erweiterung der operativen Fähigkeiten auf eine strategische Ebene durch die Erarbeitung kapitelabhängiger Forschungsfragen zu den jeweiligen Architekturthemen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Autorin oder der Autor verwendet eine Kombination aus bestehendem Vorwissen und einer tiefergehenden wissenschaftlichen Literaturrecherche, um die Themen zu fundieren und zu analysieren.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in zwölf fachspezifische Unterkapitel, die jeweils mit Inhalten, Erkenntnissen und einer persönlichen Reflexion strukturiert sind.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Skalierbarkeit, Softwarearchitektur, Microservices und Cloud-Architekturen charakterisiert.
Welche Rolle spielt Domain-Driven Design in diesem Zusammenhang?
DDD dient als Werkzeug, um durch Bounded Contexts und eine ubiquitäre Sprache die Kommunikation zwischen Fachabteilungen und Softwareentwicklern zu verbessern und so die Komplexität bei der Modellierung zu beherrschen.
Warum ist das Verständnis von Fehlertoleranz in verteilten Systemen wichtig?
Da globale Systeme eine konstante Verfügbarkeit benötigen, ist Fehlertoleranz unabdingbar, um durch Mechanismen wie Redundanz Systemausfälle bei Komponentenfehlern zu verhindern.
Welche Bedeutung hat das API-Management für die Skalierbarkeit?
Das API-Management ermöglicht eine strukturierte Planung und Dokumentation von Schnittstellen, wodurch skalierbare Webservices in einer Microservice-Architektur effizient integriert werden können.
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2021, Skalierbare IT-Systemarchitekturen - Eine wissenschaftliche Zusammenfassung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1130859
