Cloud-native architectuur:de toekomst van ontwikkeling

Cloud native heeft al bewezen de toekomst te zijn van het ontwikkelen van software. Tegen 2025 zal 80% van de zakelijke apps cloudgebaseerd zijn of worden overgezet naar native cloud-apps.

IT-afdelingen migreren naar de cloud om geld te besparen en hun ontwerpen off-site te beveiligen. Zorg ervoor dat u de architectuur achter dergelijke toepassingen begrijpt voordat u over zo'n overstap gaat nadenken.

Wat is cloud-native architectuur?

Cloud-native applicaties bestaan ​​uit microservices verpakt in containers die draaien op een cloud computing-infrastructuur. Dergelijke applicaties worden ontwikkeld, getest en geïmplementeerd in de cloud. Daarom draaien ze op een privé-, openbare, hybride of multicloud-infrastructuur.

Een native cloud-app heeft een architectonisch ontwerp voor microservices:een verzameling losjes gekoppelde services die samenwerken. Elke dienst heeft zijn functionaliteit en vertegenwoordigt een zelfstandig onderdeel. Een container-orkestratiesysteem beheert deze herbruikbare, veerkrachtige en schaalbare functionaliteitsmodellen. Met een dergelijk systeem kan een cloud-native applicatie bronnen horizontaal schalen door ze indien nodig toe te voegen of te verwijderen.

Het ontwikkelen en uitvoeren van een app met behulp van de cloud-native architectuur houdt in dat deze compatibel is met verschillende platforms en cloudproviders. Dit geeft uw bedrijf de flexibiliteit die het nodig heeft, evenals een breed scala aan middelen die het kan gebruiken. De Bare Metal Cloud van PhoenixNAP is bijvoorbeeld een cloud-native IaaS-platform dat u kunt gebruiken om te integreren met uw bestaande infrastructuur.

Een dergelijk systeem biedt ontwikkelaars een platform waarmee ze kunnen zorgen voor continue integratie en continue levering. 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.

Soorten cloud-native ontwerpen

• Basis. Het standaard cloud-native ontwerp maakt periodiek een back-up van het systeem in de cloud. Je maakt verbinding met een applicatie via DNS. De DNS heeft toegang tot een van de load balancers die u naar de app brengt. Sleutelgegevens worden bewaard in de master- en slave-database die communiceren met de applicatie.
• Multicloud. Eén applicatiecomponent kan op meerdere cloudplatforms draaien. Je krijgt toegang via DNS. Een dergelijke installatie vereist geen dubbele systemen. De gegevens worden op uw platform opgeslagen terwijl de componenten in meerdere omgevingen werken.
• Hybride. Toegang tot uw applicatie via DNS. De DNS maakt verbinding met een van de load balancers die u naar de app brengt. Terwijl de app naar een masterdatabase pusht, worden de replica's opgeslagen in een slavedatabase, een ander cloudplatform of uw gebouw.

5 principes van cloud-native architectuur

Het ontwerpen en uitvoeren van een applicatie op basis van de cloud-native architectuur impliceert het volgen van bepaalde principes om optimale prestaties en snelle levering te garanderen.

Zelfredzame containers

De cloud-native architectuur bestaat uit containers die alles bevatten dat nodig 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.

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

De meest gebruikte containertechnologie is Docker, terwijl Kubernetes wordt gebruikt voor het implementeren, schalen en beheren van gecontaineriseerde applicaties.

Managed services ontworpen voor interactie en samenwerking

Cloud-native services moeten met elkaar en met applicaties van derden communiceren. Een cloud-native app maakt gebruik van 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 ​​speciale infrastructuurlaag toe te voegen die alle interne communicatie afhandelt. Deze laag wordt het servicemesh genoemd. Zijn primaire rol is het verbinden, beveiligen en observeren van services binnen de cloud-native architectuur. Er is een breed scala aan open source service mesh-implementaties, waarbij Istio de meest populaire keuze is.

Stateloze en schaalbare componenten

Cloud-native architectuur vereist dat een applicatie staatonafhankelijke componenten heeft. Dit betekent dat het de status extern opslaat, zodat elke instantie binnen de service een bepaald verzoek kan verwerken. Bij het ontwerpen van een gedistribueerde cloud-native applicatie wil je zoveel mogelijk stateless componenten.

Zonder gegevenspersistentie of sessies te behouden, kan het systeem eenvoudig schalen, repareren, terugdraaien en load balanceren. Afhankelijk van de workload wordt een cloud-native app horizontaal geschaald, waarbij indien nodig instanties worden toegevoegd en verwijderd. Bovendien stelt het staatloze karakter ontwikkelaars in staat om bestaande instanties te repareren met minimale downtime door vervangingen op te zetten. Met stateless componenten is het ook eenvoudiger om terug te gaan naar een oudere versie van de applicatie, en om de load balance tussen instanties te behouden.

Geautomatiseerde processen en CI/CD-pijplijn

Een van de belangrijkste voordelen van cloud-native systemen is dat hun infrastructuur gemakkelijker te automatiseren is. Ontwikkelaars kunnen gebruikmaken van automatisering via een CI/CD-pijplijn voor snellere reparaties, schaling en implementatie. Daarom moet het bouwen, testen en implementeren worden geautomatiseerd. Daarnaast zijn rollbacks, canary-implementaties, op- en neerschalen, monitoring en herstel processen die allemaal kunnen worden geautomatiseerd.

Veerkrachtige architectuur

Een primaire focus bij app-ontwikkeling is het ontwerpen van een veerkrachtige applicatie. Het gaat om het bouwen en configureren van een systeem, met hoge beschikbaarheid en een efficiënt noodherstelplan. Omdat mislukkingen onvermijdelijk zijn, is vooruit plannen de beste manier om potentiële problemen in de toekomst op te lossen.

De cloud-native architectuur rond microservices zorgt voor een sterk systeem dat veerkracht garandeert. Met geautomatiseerd herstel en stateless schaalbare componenten kunnen meerdere instanties taken overnemen wanneer dat nodig is. Daarom kunt u downtime minimaliseren en de app draaiende houden om de beste gebruikerservaring te bieden.

Voor- en nadelen van cloud-native architectuur

Nadat je de basisprincipes en architectuur van cloud-native applicaties hebt geleerd, onderzoek je hun belangrijkste voordelen en mogelijke problemen.

Voordelen:

• Met losjes gekoppelde microservices werken ontwikkelaars onafhankelijk aan elke microservice, zonder de hele app te beïnvloeden.
• Het gebruik van een containerorkestratieplatform, zoals Kubernetes, vereenvoudigt het oplossen van problemen, omdat ontwikkelaars bugs kunnen vinden zonder de hele applicatie uit elkaar te halen.
• Omdat microservices platformonafhankelijk zijn, kunnen ze worden geschreven in de taal en het framework dat het beste past bij de toepassingsvereisten.
• Een centrale containerorchestrator verbetert de prestaties door automatische planning en toewijzing van resources te beheren op basis van de vraag.
• Bedrijven hoeven niet afhankelijk te zijn van één provider. Dankzij de microservice-architectuur kunnen ze een multi-cloud- of hybride-cloudstrategie toepassen.

Nadelen:

• Het team moet een DevOps-pijplijn opzetten en aanpassen om CI/CD van microservices te garanderen.
• Microservices moeten worden bewaakt en beheerd vanwege de beveiligingsrisico's van snelle schaalbaarheid en de dynamische aard van cloud-native architectuur.
• Sommige microservices kunnen specifieke mogelijkheden vereisen waardoor ze afhankelijk zijn van een besturingssysteem of machine.

Profiteer van flexibele, schaalbare, herbruikbare apps die gebruikmaken van de beste beschikbare container- en cloudtechnologie. Kies voor cloud-native en werk samen met phoenixNAP Global IT Services. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie.