Cloud-Native Architectuur: De Toekomst van Moderne Ontwikkeling

Cloud-native heeft al bewezen de toekomst te zijn van softwareontwikkeling. In 2025 zullen 80% van de enterprise-apps cloud-based worden of in het proces zijn van overstap naar cloud-native apps.

IT-afdelingen migreren naar de cloud om geld te besparen en hun ontwerpen veilig off-site te houden. Voordat je begint over zo'n switch na te denken, zorg dat je de architectuur achter dergelijke applicaties begrijpt.

Wat is Cloud-Native Architectuur?

Cloud-native applicaties bestaan uit microservices verpakt in containers die draaien op cloudcomputing-infrastructuur. Dergelijke applicaties worden ontwikkeld, getest en geïmplementeerd in de cloud. Daardoor draaien ze op een private, publieke, hybride of multi-cloud-infrastructuur.

Een cloud-native applicatie heeft een microservice-architectonisch ontwerp – een verzameling losgekoppelde services die samenwerken. Elke service heeft zijn functionaliteit en vertegenwoordigt een onafhankelijk component. Een container-orchestratiesysteem beheert deze herbruikbare, veerkrachtige en schaalbare functionaliteitsmodellen. Met zo'n systeem kan een cloud-native applicatie horizontaal resources schalen door ze toe te voegen of te verwijderen wanneer nodig.

Het ontwikkelen en draaien van een app met de cloud-native architectuur impliceert dat het compatibel is met diverse platforms en cloudproviders. Dit geeft je bedrijf de flexibiliteit die het vereist, evenals een breed scala aan resources die het kan benutten. Bijvoorbeeld, phoenixNAP's Bare Metal Cloud is een cloud-native ready IaaS-platform dat je kunt integreren met je bestaande infrastructuur.

Zo'n systeem biedt ontwikkelaars een platform waarmee ze continue integratie en continue levering kunnen garanderen. Door een applicatie op te zetten volgens de principes van de cloud-native architectuur, werken ontwikkelaars aan het verbeteren van de gebruikerservaring en het toevoegen van nieuwe functies zonder zich zorgen te maken over downtime of beschikbaarheid.

Typen Cloud-Native Ontwerpen

• Basis. Het basale cloud-native ontwerp maakt periodiek een back-up van het systeem in de cloud. Je verbindt met een applicatie via DNS. De DNS benadert een van de load balancers die je naar de app brengt. Sleuteldata wordt gehouden in de master- en slave-database die communiceren met de applicatie.
• Multi-cloud. Eén applicatiecomponent kan op meerdere cloudplatforms draaien. Je benadert het via DNS. Zo'n setup vereist geen duplicaat systemen. De data wordt opgeslagen op jouw platform terwijl de componenten in meerdere omgevingen werken.
• Hybride. Benader je applicatie via DNS. De DNS verbindt met een van de load balancers die je naar de app brengt. Terwijl de app naar een master-database pusht, worden de replica's opgeslagen in een slave-database, een ander cloudplatform of je gebouw.

5 Principes van Cloud-Native Architectuur

Het ontwerpen en draaien van een applicatie gebaseerd op de cloud-native architectuur impliceert het volgen van bepaalde principes geoptimaliseerde prestaties en snelle levering te garanderen.

Zelfstandige Containers

De cloud-native architectuur bestaat uit containers die alles bevatten wat vereist is voor een specifieke microservice – bibliotheken, afhankelijkheden en een lichtgewicht runtime. Met alle vereisten verpakt in de geïsoleerde container, kunnen ontwikkelaars deze snel van de ene omgeving naar de andere verplaatsen.

Zo'n mobiliteit en onafhankelijkheid zijn ook het resultaat van geëxternaliseerde configuratie. De container zelf heeft onveranderlijke infrastructuur die geconfigureerd is voor een specifieke omgeving.

De meest gebruikte containertechnologie is Docker, terwijl Kubernetes gebruikt wordt om gecontaineriseerde applicaties te implementeren, schalen en beheren.

Beheerde Services Ontworpen voor Interactie en Collaboratie

Cloud-native services moeten met elkaar en derde-partij applicaties communiceren. Een cloud-native app gebruikt API's, zoals RESTful API, om communicatie tot stand te brengen tussen een service en een externe applicatie of legacy-programma.

Wat interne communicatie en beheer betreft, bieden microservices de mogelijkheid om een toegewijde infrastructuurlaag toe te voegen die alle interne communicatie afhandelt. Deze laag heet de service mesh. De primaire rol is om services binnen de cloud-native architectuur te verbinden, beveiligen en observeren. Er is een breed scala aan open-source service mesh-implementaties, met Istio als de populairste keuze.

Stateless en Schaalbare Componenten

Cloud-native architectuur vereist dat een applicatie state-onafhankelijke componenten heeft. Dit betekent dat het state extern opslaat, zodat elk exemplaar binnen de service een gegeven verzoek kan verwerken. Bij het ontwerpen van een gedistribueerde cloud-native applicatie, wil je zoveel mogelijk stateless componenten.

Zonder datapersistentie of sessies te handhaven, kan het systeem eenvoudig schalen, herstellen, rollbacken en load balancen. Afhankelijk van de workload, schaalt een cloud-native app horizontaal, instanties toevoegend en verwijderend wanneer nodig. Bovendien stelt de stateless aard ontwikkelaars in staat om bestaande instanties met minimale downtime te repareren door vervangers op te starten. Met stateless componenten is het ook eenvoudiger om terug te rollen naar een oudere versie van de applicatie, alsook om te load balancen tussen instanties.

Geautomatiseerde Processen en CI/CD-pijplijn

Een van de hoofddoordelen van cloud-native systemen is dat hun infrastructuur gemakkelijker te automatiseren is. Ontwikkelaars kunnen automatisering benutten via een CI/CD-pijplijn voor snellere reparaties, schaling en implementatie. Daarom moeten bouwen, testen en implementeren geautomatiseerd zijn. Bovendien zijn rollbacks, canary-implementaties, op- en afschalen, monitoring en herstel processen die allemaal geautomatiseerd kunnen worden.

Veerkrachtige Architectuur

Een primaire focus in app-ontwikkeling is het ontwerpen van een veerkrachtige applicatie. Het omvat het bouwen en configureren van een systeem met hoge beschikbaarheid en een efficiënt herstelplan na rampen. Omdat falen onvermijdelijk is, is de beste manier om met potentiële toekomstige problemen om te gaan, van tevoren plannen.

De cloud-native architectuur gerond om microservices biedt een sterk systeem dat veerkracht garandeert. Met geautomatiseerd herstel en stateless schaalbare componenten, kunnen meerdere instanties taken overnemen wanneer nodig. Daarom kun je downtime minimaliseren en de app draaiende houden om de beste gebruikerservaring te bieden.

Voordelen en Nadelen van Cloud-Native Architectuur

Na het leren over de basisprincipes en architectuur van cloud-native applicaties, onderzoek hun hoofddoordelen en potentiële moeilijkheden.

Voordelen:

• Met losgekoppelde microservices werken ontwikkelaars aan elke microservice onafhankelijk, zonder de hele app te beïnvloeden.
• Het gebruik van een container-orchestratieplatform, zoals Kubernetes, vereenvoudigt troubleshooting omdat ontwikkelaars bugs kunnen vinden zonder de hele applicatie te demonten.
• Omdat microservices platform-agnostisch zijn, kunnen ze geschreven worden in de taal en framework die het beste past bij de applicatievereisten.
• Een centrale container-orchestrator verbetert prestaties door automatische scheduling en allocatie van resources op basis van vraag te managen.
• Bedrijven hoeven niet afhankelijk te zijn van een enkele provider. De microservice-architectuur stelt ze in staat een multi-cloud- of hybride-cloud-strategie te hanteren.

Nadelen:

• Het team moet een DevOps-pijplijn vestigen en aanpassen om CI/CD van microservices te garanderen.
• Microservices moeten gemonitord en beheerd worden vanwege beveiligingsrisico's van snelle schaling en de dynamische aard van cloud-native architectuur.
• Sommige microservices kunnen specifieke capaciteiten vereisen die ze afhankelijk maken van een besturingssysteem of machine.

Profiteer van de voordelen van flexibele, schaalbare, herbruikbare apps die de beste container- en cloudtechnologie gebruiken. Ga cloud-native en partner met phoenixNAP Global IT Services. Neem vandaag nog contact op voor meer informatie.