Cover: Cloud-native Computing - Hanser

Cloud-native Computing

Software Engineering von Diensten und Applikationen für die Cloud

Nane Kratzke(Author)

Hanser (Publisher)

2nd Edition

Published on 8. December 2023

392 pages

E-Book

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978-3-446-47925-8 (ISBN)

€59.99incl. 7% vat

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Description

Alles über E-Books | Antworten auf Fragen rund um E-Books, Kopierschutz und Dateiformate finden Sie in unserem Info- & Hilfebereich.

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- Grundlagen des Cloud Computings (Service-Modelle und Cloud-Ökonomie) - Das Everything-as-Code-Paradigma (DevOps, Deployment Pipelines, IaC) - Den Systembetrieb mit Container-Orchestrierung automatisieren - Microservice- und Serverless-Architekturen verstehen und Cloud-native-Architekturen mit Domain Driven Design entwerfen - Ihr exklusiver Vorteil: E-Book inside beim Kauf des gedruckten Buches Märkte verändern sich immer schneller, Kundenwünsche stehen im Mittelpunkt - viele Unternehmen sehen sich Herausforderungen gegenüber, die nur digital beherrschbar sind. Um diese Anforderungen zu bewältigen, bietet sich der Einsatz von Cloud-native-Technologien an. Dabei reicht es jedoch nicht aus, einen Account bei einem Cloud-Anbieter anzulegen. Es geht auch darum, die unterschiedlichen Faktoren zu verstehen, die den Erfolg von Cloud-native-Projekten beeinflussen. Das Buch beleuchtet den Cloud-native-Wandel aus unterschiedlichen Perspektiven: von der Unternehmenskultur, der Cloud-Ökonomie und der Einbeziehung der Kunden (Co-Creation) über das Projektmanagement (Agilität) und die Softwarearchitektur bis hin zu Qualitätssicherung (Continuous Delivery), Betrieb (DevOps) und Sicherheit. Anhand von realen Praxisbeispielen wird gezeigt, was bei der Umsetzung in unterschiedlichen Branchen gut und was schlecht gelaufen ist und welche Best Practices sich daraus ableiten lassen. Dabei wird auch die Migration von Legacy-Code berücksichtigt. IT-Architekten vermittelt dieses Buch zudem das grundlegende Wissen, um Cloud-native-Technologien und die DevOps-Kultur in ihrem Projekt oder im gesamten Unternehmen einzuführen.

Reviews / Votes

"Cloud-native Computing (2. Auflage) ist ein fundiertes, gut strukturiertes und praxisnahes Fachbuch für alle, die sich mit modernen Cloud-Technologien befassen. Besonders für Studierende und Cloud-Architekten ist es eine wertvolle Lektüre. Wer sich tiefer mit Cloud-native-Strategien, DevOps und modernen Softwarearchitekturen beschäftigen möchte, findet hier eine ausgezeichnete Quelle." Dr. Fabian Deitelhoff, Deitelhoff.me, März 2025

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Intro
Inhalt
Vorwort
1 Einleitung
1.1 An wen sich dieses Buch richtet
1.2 Was dieses Buch behandelt
1.3 Sprachliche Konventionen
1.4 Notationskonventionen
1.5 Ergänzende Materialien
Teil?I: Grundlagen
2 Cloud Computing
2.1 Service-Modelle
2.1.1 Infrastructure as a Service (IaaS)
2.1.2 Platform as a Service (PaaS)
2.1.3 Software as a Service (SaaS)
2.2 Cloud-Ökonomie
2.2.1 Eignung von unterschiedlichen Arten von Workloads
2.2.2 Effekt von Zuteilungsdauer und Ressourcengröße
2.3 Entwicklung der letzten Jahre
3 DevOps
3.1 Prinzipien des Flow
3.1.1 Prinzip?1: Arbeit sichtbar machen
3.1.2 Prinzip?2: Work in Progress beschränken
3.1.3 Prinzip?3: Flaschenhälse minimieren
3.2 Prinzipien des Feedbacks
3.2.1 Prinzip?4: Probleme früh erkennen
3.2.2 Prinzip?5: Probleme sofort lösen
3.2.3 Prinzip?6: Probleme professionell verantworten
3.3 DevOps-geeignete Architekturen
3.3.1 Randbedingungen für die Entwicklung
3.3.2 Nutzung von Orchestrierungsplattformen
3.3.3 Randbedingungen im Betrieb
4 Cloud-native
4.1 Definitionen in Industrie und Forschung
4.2 Die Cloud-native-Definition dieses Buchs
4.3 Zusammenfassung und Ausblick?auf?Teil?II bis IV
Teil?II: Everything?as?Code
5 Einleitung zu Teil?II
6 Deployment-Pipelines
6.1 Deployment-Pipelines as Code
6.1.1 Phasen-Pipelines
6.1.2 Gerichtete Pipelines
6.1.3 Hierarchische Pipelines
6.1.4 Steuerung von Pipelines
6.2 DevOps-geeignete Branching-Strategien
6.2.1 Git-Flow
6.2.2 GitHub-Flow
6.2.3 Trunk-basierte Entwicklung
6.3 Zusammenfassung
7 Infrastructure as?Code
7.1 Virtualisierung
7.1.1 Virtualisierung von Hardware-Infrastruktur
7.1.2 Virtualisierung von Software-Infrastruktur
7.2 Provisionierung
7.2.1 Immutable Infrastructure
7.2.2 IaC-Ansätze
7.2.3 Provisionierung von lokalen Umgebungen
7.2.4 Provisionierung von Multi-Host-Umgebungen
7.3 Zusammenfassung
8 Standardisierung von Deployment Units (Container)
8.1 Hintergrund (PaaS)
8.2 Betriebssystem-Virtualisierung
8.3 Container Runtime Environments
8.3.1 Kernel-Namespaces
8.3.2 Process Capabilities
8.3.3 Control Groups
8.3.4 Union Filesystem
8.3.5 High-Level- und Low-Level-Container-Laufzeitumgebungen
8.4 Bau und Bereitstellung von?Container-Images
8.5 Faktoren gut betreibbarer Container
8.5.1 Codebase
8.5.2 Abhängigkeiten und Konfigurationen
8.5.3 Unterstützende Services und Port Binding
8.5.4 Build-, Release- und Run-Phase
8.5.5 Horizontale Skalierung über Prozesse
8.5.6 Umgebungen, Logs und Betrieb
8.6 Zusammenfassung
9 Container-Plattformen
9.1 Scheduling
9.1.1 Heterogenität von Workloads
9.1.2 Scheduling-Algorithmen
9.1.2.1 Einfache Scheduling-Algorithmen
9.1.2.2 Multidimensionale Scheduling-Algorithmen
9.1.2.3 Kapazitätsbasierte Scheduling-Algorithmen
9.1.3 Scheduling-Architekturen
9.1.3.1 Monolithischer Scheduler
9.1.3.2 2-Level-Scheduler
9.1.3.3 Shared-State Scheduler
9.2 Orchestrierung
9.2.1 Definition von Betriebszuständen
9.2.2 Regelkreis: Desired versus Current State
9.3 Inside Kubernetes
9.3.1 Kubernetes-Architektur
9.3.2 Verwaltete Ressourcen und Basis-Blueprint
9.3.3 Schedulbare Workloads
9.3.3.1 Deployments
9.3.3.2 (Cron-)Jobs
9.3.3.3 Daemon-Sets
9.3.3.4 Stateful-Sets
9.3.4 Scheduling Constraints
9.3.4.1 Angabe des Ressourcenbedarfs mittels Requests und Limits
9.3.4.2 Knoten-Selektoren
9.3.4.3 Knotenaffinitäten
9.3.4.4 Pod-(Anti-)Affinitäten
9.3.5 Automatische Skalierung von Workloads
9.3.6 Exponieren von Workloads als interne und externe Services
9.3.7 Health Checking
9.3.8 Persistenz
9.3.9 Isolation von Workloads
9.3.9.1 Namespaces und Role-based Access Model (Multi-Tenancy)
9.3.9.2 Quotas und Limit Ranges
9.3.9.3 Network Policys
9.4 Zusammenfassung
10 Function as a Service
10.1 FaaS-Plattformen
10.1.1 Das FaaS-Programmiermodell
10.1.2 Zu berücksichtigende Randbedingungen
10.1.3 Veranschaulichung des FaaS-Programmiermodells
10.2 Plattformagnostische FaaS-Frameworks
10.3 Ereignisbasierte Autoskalierung
10.4 Zusammenfassung
Teil?III: Cloud-native Architekturen
11 Einleitung zu Teil?III
12 Microservice und Serverless-Architekturen
12.1 Eigenschaften von Microservices
12.2 Integrationsmuster für Microservices
12.2.1 Datenbankbasierte Integration
12.2.2 (g)RPC-basierte Interprozesskommunikation
12.2.3 Representational State Transfer (REST)
12.2.4 Ereignisbasierte Integration (asynchron)
12.2.5 API-Versioning
12.3 Architekturelle Sicherheit
12.3.1 Circuit-Breaker
12.3.2 Bulkhead
12.3.3 Idempotente API-Operationen
12.4 Skalierung von Microservices
12.4.1 Load Balancing
12.4.2 Messaging
12.4.3 Skalierung zustandsbehafteter Komponenten
12.4.3.1 Scaling for Reads
12.4.3.2 Scaling for Writes (Sharding)
12.4.3.3 Command Query Responsibility Segregation (CQRS)
12.4.4 Caching
12.5 Prinzipien zur Entwicklung von?Microservices
12.5.1 Prinzip?1: Bilde Modelle um Geschäftskonzepte
12.5.2 Prinzip?2: Erschaffe eine Kultur der Automatisierung
12.5.3 Prinzip?3: Blende interne Implementierungsdetails aus
12.5.4 Prinzip?4: Dezentralisiere
12.5.5 Prinzip?5: Definiere unabhängig aktualisierbare Einheiten
12.5.6 Prinzip?6: Isoliere Fehler
12.5.7 Prinzip?7: Baue gut beobachtbare Services
12.6 Serverless-Architekturen
12.6.1 Architekturelle Konsequenzen von Serverless-Limitierungen
12.6.2 Das API-Gateway-Pattern
12.6.3 Abgrenzung zu Microservices
12.7 Zusammenfassung
13 Beobachtbare Architekturen
13.1 Konsolidierung von Telemetriedaten
13.2 Instrumentierung von Systemen
13.2.1 Logging
13.2.2 Monitoring
13.2.2.1 Metrikarten
13.2.2.2 Empfehlungen für die Metrikinstrumentierung
13.2.3 Tracing
13.2.3.1 Empfehlungen für die Instrumentierung
13.2.3.2 Tracing-Instrumentierung und Erzeugung von Spans
13.2.3.3 Serverseitiges Tracing und Extraktion von Span-Kontexten
13.2.3.4 Clientseitiges Tracing und Weiterreichen von Span-Kontexten
13.3 Automatisierte Instrumentierung
13.3.1 Eigenschaften von Service-Meshs
13.3.2 Traffic-Management
13.3.3 Resilienz
13.3.4 Sicherheit
13.3.5 Management und Analyse von Verkehrstopologien
13.4 Zusammenfassung
14 Domain-driven Design
14.1 Fachlichkeit
14.2 Strategisches Design
14.2.1 Subdomänen
14.2.1.1 Kerndomäne (Core Subdomain)
14.2.1.2 Unterstützende Subdomäne (Supporting Subdomain)
14.2.1.3 Generische Subdomänen (Generic Subdomain)
14.2.1.4 Anmerkungen am Beispiel einer Fallstudie
14.2.2 Ubiquitous Language
14.2.2.1 Eine gemeinsame Sprache als Schlüssel zu einem gemeinsamen Verständnis
14.2.2.2 Mehrdeutige und synonyme Begriffe
14.2.3 Bounded Contexts
14.2.4 Context Mapping
14.2.4.1 Partnerschaftliche Kooperationsmuster (Partners?und?Shared-Kernel)
14.2.4.2 Customer-Supplier-Kooperation
14.2.4.3 Separate Ways
14.2.4.4 Context Maps als Landkarte von Machtverhältnissen
14.3 Taktisches Design
14.3.1 Oft genutzte Pattern für Geschäftslogik
14.3.1.1 Das ETL-Pattern (primär Supporting Subdomains)
14.3.1.2 Das Active Record-Pattern (primär Supporting Subdomains)
14.3.1.3 Das Domain Model-Pattern (primär Core Subdomains)
14.3.1.4 Das Event-Sourcing-Pattern (primär Core Subdomains)
14.3.2 Oft genutzte Pattern für die Architektur
14.3.2.1 Die Ebenen-Architektur
14.3.2.2 Das Ports & Adapter-Pattern
14.3.2.3 Das CQRS-Pattern
14.4 Zusammenfassung
Teil?IV: Sichere?Cloud-native Anwendungen
15 Einleitung zu Teil?IV
16 Härtung Cloud-nativer Anwendungen
16.1 Härtung (virtueller) Infrastrukturen
16.1.1 Tool-gestütztes System Hardening
16.1.2 Kontinuierliche Aktualisierung von virtuellen Maschinen
16.1.3 Sichere Authentifizierung mittels SSH
16.1.4 Kontinuierliche Überwachung virtueller Maschinen
16.1.4.1 Verhaltensbasierte Intrusion Detection mittels Auditing
16.1.4.2 Signaturbasierte Intrusion Detection
16.1.4.3 Log Forwarding
16.1.5 Einsatz von Sicherheitsgruppen und Firewalls
16.2 Härtung containerisierter Workloads
16.2.1 Absicherung von Public Endpoints mittels Ingresses
16.2.2 Namespace-basierte Netzwerkisolation
16.2.3 Pod Hardening
16.2.4 Erhöhung der Container Runtime Isolation
16.2.5 Volume Hardening
16.2.6 Workload Policing
16.2.7 Intrusion Detection
16.2.8 Sicherung der Supply Chain
16.2.8.1 Statische Software Composition Analysis (SCA)
16.2.8.2 Static Application Security Testing (SAST)
16.2.8.3 Kontinuierliches Schwachstellen-Scanning von Container-Plattformen
16.3 Zusammenfassung
17 Regulatorische Anforderungen
17.1 Cloud Compliance und Zertifizierungen
17.1.1 ISO?9001
17.1.2 BSI-IT-Grundschutz und BSI-Standards
17.1.3 BSI-C5-Zertifizierung
17.1.4 ISO/IEC?27001 und 27017/27018
17.1.5 CSA STAR
17.1.6 CISPE Code of Conduct
17.1.7 EU Cloud Code of Conduct
17.1.8 SOC?1-3 (Service Organization Control)
17.1.9 FedRAMP
17.1.10 HIPAA
17.1.11 PCI DSS
17.1.12 Zusammenfassung
17.2 Aus der DSGVO sich ergebende Anforderungen
17.2.1 Personenbezogene Daten
17.2.2 Grundsätze der Verarbeitung personenbezogener Daten
17.2.3 Auftragsverarbeitung
17.2.4 Datenschutz-Folgenabschätzungen
17.2.5 Internationale Datentransfers in Drittländer
17.3 Europäischer Datenschutz und?Drittländer
17.3.1 Probleme am Beispiel des CLOUD Act
17.3.2 Lösungen trotz SCHREMS?I?+?II
17.4 Zusammenfassung
18 Schlussbemerkungen
Literaturverzeichnis
Stichwortverzeichnis

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