Die Cloud Design Patterns (CDP) werden von Experten der Cloud Computing-Branche als „allgemeine, wiederverwendbare Lösungen für häufig auftretende Probleme bei der Cloud-Architektur“ definiert und eignen sich für den Aufbau hochzuverlässiger, skalierbarer und sicherer Anwendungen und Dienste in der Cloud. Diese scheinbar weit gefasste Definition ist hilfreich, um zu verstehen, dass es sich bei CPDs um verschiedene Lösungen handelt und nicht um eine Einheitslösung. In Anbetracht der Tatsache, dass CDPs verwendet werden, um „häufige Probleme“ zu lösen, kann man sagen, dass diese Muster insgesamt eine Bibliothek wiederverwendbarer Lösungen für einzigartige oder individuelle Probleme sind, denen viele Cloud-Architekten begegnen.
In diesem Beitrag werden wir CDPs ausführlicher diskutieren. Außerdem werden wir einen Blick auf AWS CDPs und die Zukunft der AWS Design-Technologien werfen, um bei der Architektur von Amazon Web Service zu helfen, während wir untersuchen, was Design Patterns sind und wie man sie verwendet.
Ein breiter Überblick darüber, was ein CDP beinhaltet
Gleich wie beim Verlegen eines Fliesenbodens mit Sorgfalt für Muster und Design, erfordert der Aufbau von Cloud-Anwendungen, dass jede Reihe (Ebene) vor der nächsten perfekt ausgelegt (codiert) wird. Wenn die unterste Ebene instabil ist, werden auch die vorangehenden Ebenen instabil sein. Stellen Sie sich vor, Sie würden einen Fußboden verlegen, ohne sich Gedanken darüber zu machen, wie jede einzelne Fliese aussieht – das Ergebnis wäre wahrscheinlich ziemlich schlecht. Bei der Entwicklung einer Cloud-Anwendung achtet ein Ingenieur stets sorgfältig auf Probleme. Wenn allgemeine Probleme auftauchen, versucht der Ingenieur, sie zuverlässig und sicher mit einer bewährten Lösung zu lösen. CDPs sparen Zeit und möglicherweise unangenehme Ergebnisse für alle.
In der Regel in einem Standardformat, finden Sie hier, was Sie in einem einzelnen Cloud Design Pattern finden werden:
- Name des Musters und eine kurze Beschreibung
- Identifikation des typischen Problems und der Herausforderungen
- Ein Überblick über die Lösung des Problems in der Cloud
- Die Vorteile, die sich aus der Anwendung des Musters ergeben
- Zusätzliche Anmerkungen, einschließlich Vorteile, Nachteile, Erläuterungen
- Alles, was der Architekt noch hinzufügen möchte
Warum CDPs verwenden?
Neben der einfachen Verwendung von Mustern zur Verbesserung der Cloud-Architektur für die einfache Migration und schnelle Entwicklung hochskalierbarer Anwendungen bietet diese Lösungsbibliothek noch einige weitere Vorteile. Sowohl große Unternehmen als auch Start-ups setzen CDPs ein, um in großem Umfang unglaubliche Werte zu erschließen. Durch die Gewährleistung von 100 % wiederholbaren Ergebnissen über den gesamten Lebenszyklus einer Plattform und die Abschaffung der Wartung von bereitgestellten Anwendungen werden die Frustrationsmuster beim Betrieb eines Cloud-Systems insgesamt reduziert und die Produktivität erhöht.
Neben den Vorteilen auf Systemebene profitieren auch Architekten von CDPs. Stellen Sie sich vor, dass Sie bei der Arbeit an einer AWS-Anwendung auf ein Problem stoßen, während Sie die Effizienz des Internetspeichers erhöhen. Sie beschreiben das Problem einer anderen Architektin und sie antwortet: „Das Speicherindexmuster wird dafür funktionieren.“ Da Sie den Namen des Musters kennen, machen Sie sich gleich an die Arbeit. Dies ist eine Sprache, mit der sich Probleme leicht kommunizieren und beheben lassen. Wenn man eine klare Vorstellung von allen Cloud-Anwendungen hat, bevor man ein Projekt beginnt, muss man mit Hilfe der CDPs bei der Erstellung eines Softwaresystems nicht mehr bei Null anfangen.
Was sind AWS CDPs?
Da Amazon neben Google und Microsoft zu den großen Drei in der Cloud-Computing-Branche gehört, ist es nicht verwunderlich, dass AWS mit all seinen Komponenten über eine Reihe von CDPs verfügt. Obwohl sie von AWS nicht offiziell mit einer spezifischen Referenz aufgeführt werden, wurden die Muster für AWS inoffiziell von drei Amazon-Architekten entworfen. Die Details der einzelnen AWS CDPs werden in einem Wiki beschrieben, aber über diese Ressource hinaus ist es gut zu wissen, dass die meisten CDPs für verschiedene Cloud-Services ziemlich austauschbar sind. Die Namen für jedes CDP können unterschiedlich sein, aber mit den oben genannten Standarddetails wird die Beschreibung des Musters beinhalten, wie es in AWS oder dem spezifischen Cloud-Service zu lösen ist.
Top AWS Basic Patterns
- Snapshot Pattern (Datensicherungen) – Um sicherzustellen, dass die Daten sicher sind, ist dieses Muster ideal für die Durchführung von Programmaktualisierungsprüfungen, die Datenquerschnitte und das Kopieren des Betriebssystems sowie der Daten erfordern. Dieses Muster ermöglicht die Erstellung eines „Schnappschusses“, bei dessen Verwendung Kopien jedes Betriebssystems erstellt werden.
- Stamp Pattern (Serverreplikation) – Um den Arbeits-, Zeit- und Kostenaufwand für die Einrichtung eines virtuellen Servers zu reduzieren, kopiert dieses Muster im Wesentlichen den virtuellen Server mit den bereits vorbereiteten Funktionen. Es eignet sich hervorragend für die Erstellung großer Mengen virtueller Server.
- Scale-Up-Pattern (dynamische Server-Spezifikation nach oben/unten) – Dieses Pattern ermöglicht es den Entwicklern, die Serverspezifikationen an die Nutzung anzupassen, ohne den Server auszutauschen und das Betriebssystem neu zu installieren.
- Scale-Out-Pattern (dynamische Erhöhung der Anzahl der Server) – Passen Sie unerwartete Schwankungen im Verkehrsaufkommen an, ohne die Kosten für eine hohe Spezifikation in einem High-Spec-Server zu erhöhen.
- On-demand Dish Pattern (dynamisches Erhöhen/Verringern der Festplattenkapazität) – Hören Sie auf, vor dem Bau aufwändige Schätzungen der Festplattenkapazität vorzunehmen, und senken Sie die Kosten für Hardware-Investitionen im Vorfeld. Die Installation von virtuellen Festplatten mit diesem Muster bietet unbegrenzte Kapazität.
AWS-Musterkategorien
Neben den fünf grundlegenden und am häufigsten verwendeten AWS CDPs gibt es für jeden Bereich der folgenden Cloud-Anwendung auch mehrere Musterlösungen:
- Hochverfügbarkeit
- Verarbeitung von dynamischen Inhalten
- Verarbeitung von statischen Inhalten
- Hochladen von Daten
- Relationale Datenbank
- Batch Verarbeitung
- Betrieb und Wartung
- Netzwerk
Lambda und die Zukunft von AWS CDP
Während die Technologien in Cloud-Diensten wachsen und Innovationen implementiert werden, ist es möglich, dass CDPs nicht mehr anwendbar sind. Mehr noch: In naher Zukunft werden sie dank Technologien wie Lambda von AWS vielleicht gar nicht mehr benötigt. Als serverlose Computing-Plattform „handelt es sich um einen Computing-Service, der Code als Reaktion auf Ereignisse ausführt und automatisch die von diesem Code benötigten Computing-Ressourcen verwaltet.“ Das bedeutet, dass Lambda bestimmte Probleme des Cloud-Designs ohne die Aufmerksamkeit eines Cloud-Architekten lösen kann. Obwohl Lambda derzeit noch nicht alle CDP-Probleme löst, besteht die Chance, dass die ereignisgesteuerte Architektur schon bald die manuell aktivierten Lösungen ersetzen wird.
Wie auch immer die Zukunft der CDP aussehen wird, eines ist sicher: Die Ausweitung und das Wachstum von Cloud-Services sind unvermeidlich. Um dieses Wachstum zu bewältigen, bietet AWS derzeit einen Service namens Cloud Pattern Studio an. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um eine Vorlagenfunktion, bei der Lösungen in einem Muster mit Cloud Formation kombiniert und dann in eine Vorlage eingegeben werden. Sie wurde entwickelt, um Software-Stacks für Umgebungen auf AWS visuell zu entwerfen und bereitzustellen.
Wenn Sie darüber nachdenken, in die Cloud zu wechseln oder Ihr Unternehmen bereits in der Cloud betreiben, wird das Verständnis, wie Cloud-basierte Arbeitslasten ausgeführt werden, und die Erschließung der wahren Leistung einer Plattform langfristig Geld und Aufwand sparen. Die Nutzung bekannter Muster zur Lösung von Problemen, auf die Entwickler beim Betrieb von Cloud-Software gestoßen sind, ist in diesem sich entwickelnden Zeitalter von großem Wert.