Warum Netzwerke für die Anwendungsarchitektur wichtig sind

Lori Mac VittieDistinguished Engineer und Chief Evangelist | F5

Ich habe viel über die mitunter turbulente Beziehung zwischen App-Architekturen und dem Netzwerk geschrieben. Dabei ging es größtenteils darum, wie sich Änderungen an der App-Architektur auf das Netzwerk und die App-Dienste auswirken, die für Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit sorgen. Heute wollen wir diese Beziehung jedoch aus der umgekehrten Perspektive betrachten und untersuchen, welch erheblichen Einfluss das Netzwerk auf Anwendungen und damit auch auf Innovationen hat.

Daran erinnerte mich kürzlich ein Beitrag auf High Scalability, in dem der Autor veranschaulicht, warum das Netzwerk eine wichtige Rolle spielt und wie diese Entwicklung verlief – bis hin zur heutigen Welt des Serverless Computing und der Frage, warum man sich tatsächlich eine Welt vorstellen kann, in der das Internet praktisch der Computer ist. Der Beitrag ist lang, aber lesenswert, und ich empfehle Ihnen, sich die Zeit zu nehmen, ihn vollständig zu lesen. Ich fasse ihn hier zusammen, lasse dabei jedoch vieles aus, das Sie im Originalartikel sicher interessant finden werden.

Zu Zeiten des Internetzugangs per Einwahl bestanden Websites größtenteils aus Text und vielleicht ein oder zwei Bildern von geringer Qualität. Wenn man etwas Interaktives wollte, startete man Gopher oder Telnet und nutzte ein textbasiertes Terminal. Die Einwahlverbindung auf der letzten Meile ließ schlichtweg nichts Komplexeres zu.

Als die Geschwindigkeit von Einwahlverbindungen zunahm und diese schließlich durch die ersten „Breitbandangebote“ ersetzt wurden, zeigten Anwendungen immer mehr Bilder an und wurden zunehmend auf mehrere Seiten aufgeteilt. Denn das Netzwerk war nun schnell genug, um diese Informationen zu übertragen, ohne dass sich die Nutzer langweilten und lieber Diablo spielen gingen. Dieses Muster setzte sich fort, bis die Skalierbarkeit zum Problem wurde. Nicht mehr die Geschwindigkeit bremste Websites aus, sondern die Skalierung. Lastverteilung wurde plötzlich zur Goldgrube.

Die Netzwerkgeschwindigkeiten stiegen weiter an – und zwar nicht nur auf der letzten Meile, sondern auch innerhalb des Rechenzentrums und entlang des Internet-Backbones. Mit dem Web 2.0 hielt das Konzept der Web-Apps Einzug und bescherte uns reaktionsschnelle, interaktive Websites, die sich die Fähigkeit des Netzwerks zunutze machten, die Skalierbarkeit und Geschwindigkeit des Datenaustauschs zu gewährleisten.

Die Anwendungsarchitekturen veränderten sich aufgrund der Fortschritte bei den Netzwerken. Ohne Geschwindigkeit und Skalierbarkeit wäre die Welt des Web 2.0 nie entstanden, da sie dem jedem Verbraucher innewohnenden Bedürfnis nach Geschwindigkeit schlicht nicht gerecht geworden wäre. Diese Apps basierten jedoch weiterhin auf einem traditionellen dreistufigen Modell, das aus einer Präsentationsschicht, einer Logikschicht und einer Datenschicht bestand. Sie waren lediglich über das Internet verteilt.

Kurz darauf war SOA (Serviceorientierte Architekturen für euch Jungspunde – und runter von meinem Rasen!) der letzte Schrei. Durch die Kombination von Standards (SOAP, XML) und die Weiterentwicklung bestehender serviceorientierter Konzepte setzten sich „Webservices“ durch. Webservices und SOA führten das Konzept ein, Anwendungen in einzelne Dienste zu zerlegen. Wenn Ihnen das bekannt vorkommt, dann zu Recht, denn heute nennen wir dieses Konzept „Microservices“.

Das Problem bei Webservices bestand darin, dass XML ein umfangreiches Format ist und seine Verarbeitung auf dem Client (oder Server) Zeit in Anspruch nahm. Da XML das Herzstück von SOA bildete, benötigte jeder Service eine gewisse Zeit für die Übertragung über das Netzwerk und die Verarbeitung. Weil für die Bearbeitung einer Anfrage eines Nutzers nur begrenzt Zeit zur Verfügung steht, schränkte dies zwangsläufig die Anzahl der Services ein, in die eine Anwendung sinnvoll zerlegt werden konnte. Mehr als zwei oder drei Services waren kaum zu erreichen.

Heutzutage sind Netzwerke durchgängig schneller und verfügen über höhere Bandbreiten. Die Geschwindigkeit von Rechenzentrums- und Cloud-Netzwerken wird in Gigabit pro Sekunde statt in Megabit pro Sekunde gemessen, und selbst Breitbandverbindungen stellen die Geschwindigkeiten früher Unternehmensnetzwerke in den Schatten. Das ermöglicht schnellere Übertragungen über das Netzwerk. In Verbindung mit den enormen Steigerungen der Rechen- und E/A-Geschwindigkeit (weil das Mooresche Gesetz zutrifft) können Anwendungen heute in Dutzende oder sogar Hunderte von Diensten zerlegt werden, die innerhalb der erwarteten Antwortzeiten aufgerufen und ausgeführt werden können. Diese bezeichnen wir als Microservices.

Diese Veränderungen im Netzwerk haben moderne Anwendungsarchitekturen und APIs ermöglicht. Sie haben den Echtzeitaustausch von Informationen auf eine Weise gefördert, die zu Beginn dieses Jahrhunderts undenkbar gewesen wäre. So wie Technologie heute als zentraler Bestandteil der Geschäftsstrategie gilt, statt wie traditionell lediglich eine unterstützende Rolle einzunehmen, wird auch das Netzwerk zunehmend zu einem zentralen Bestandteil von Anwendungen. Mit Blick auf die nächste Welle von Architekturen – das Serverless Computing – wird deutlich, dass solche Computing-Modelle ohne eine hochreaktive, integrierte Netzwerk- und Anwendungsdienstebene, die nahezu verzögerungsfrei auf Skalierungs- und Sicherheitsereignisse reagiert, nicht realisierbar sind.

Heute geht es weniger um die Geschwindigkeit des Netzwerks (wir stoßen an die Grenzen der Lichtgeschwindigkeit), sondern vielmehr darum, wie schnell das Netzwerk auf Ereignisse wie das Hoch- und Herunterskalieren reagieren, einen laufenden Angriff stoppen oder Probleme in der Netzwerk- bzw. Anwendungsinfrastruktur umgehen kann. zu reagieren Die nächste Generation der Netzwerktechnologie ist softwaredefiniert, softwaregesteuert und dient als Softwareplattform. Zudem entwickelt sie sich hin zu einem Skalierbarkeitsmodell mit einem Just-in-time-Ansatz, das von den Diensten, die Zugriff, Skalierung und Sicherheit für die in diesen Containern gehosteten Services bereitstellen, nahezu verzögerungsfreie Reaktionen erfordert.

„Das Netzwerk“, wie wir es üblicherweise nennen, besteht aus Diensten, die auf unterschiedlichster Software und Hardware ausgeführt werden. Die Fähigkeit „des Netzwerks“, zu reagieren und Dienste nach einem Just-in-Time-Modell bereitzustellen, wird den Erfolg dieser neuen Anwendungsarchitekturmodelle mitbestimmen.

„Das Netzwerk“ war noch nie so wichtig wie heute.

Über den Autor

Lori Mac VittieDistinguished Engineer und Chief Evangelist | F5

Lori MacVittie ist Distinguished Engineer und Chief Evangelist im Office of the CTO von F5 und verfügt über umfassende Expertise in den Bereichen Anwendungsbereitstellung, Automatisierungsstrategie und Infrastruktur. Sie ist dafür bekannt, Komplexität verständlich zu machen – ob sie Leitplanken für KI-Agenten definiert, fragile Multicloud-Architekturen analysiert oder die Grenzen skalierbarer Systeme auslotet. Sie verfügt über mehr als dreißig Jahre Branchenerfahrung in der Anwendungsentwicklung, IT-Architektur sowie im Netzwerk- und Systembetrieb. Bevor sie zu F5 kam, war sie als mehrfach ausgezeichnete Technologie-Redakteurin tätig. MacVittie hat einen Masterabschluss in Informatik und ist eine produktive Autorin, deren Veröffentlichungen die Bereiche Sicherheit, Cloud und Unternehmensarchitektur abdecken. Außerdem spielt sie leidenschaftlich gern Brett- und Videospiele und vertritt mit voller Überzeugung klare Ansichten zum Thema Käse.

Weitere Blogbeiträge von Lori Mac Vittie