Effiziente Containerlösungen in der IT


Kunden erwarten von ihrem IT Outsourcing-Dienstleister schnelle, schlanke und agile IT-Prozesse. Nur so können Banken und Versicherungen dem Kostendruck im digitalisierten Geschäftsumfeld bei ständig steigenden funktionalen und nicht  funktionalen Anforderungen wie Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit, Widerstandsfähigkeit, Kompatibilität, Effizient, Wartbarkeit und Portabilität in der Entwicklung neuer Anwendungen standhalten.
Eine Lösung hierbei bietet „Containerization“ beim Planen, Programmieren, Deployen und Betreiben von Anwendungen. Lesen Sie, um was es sich dabei handelt und welche Vorteile Application Container haben.

Weiterentwicklung von bestehenden Technologien

Im Zuge der Digitalisierung müssen wir bestehende IT-Infrastrukturen überdenken. Wie bereits Oliver Scholl in seinem Beitrag „Sustaining“ und „disruptive“ Technologien in der Produktentwicklung  erläutert, können wir Prozesse und Tools integrieren, die optimal mit den neuen Anforderungen zusammen spielen. Eine innovative Technologie kann auch ein bestehendes Produkt weiterentwickeln. Vor der Containerization wurden IT Anwendungen als Gesamtlösung konzipiert. Selbst die Anwendungsarchitektur wurde für jede Anwendung individuell durchdacht. Gerade im Banken- und Versicherungsumfeld war die Business Logic nicht sehr auf flexible Schnittstellen und Skalierbarkeit angewiesen. Das ändert sich nun aber mit der Digitalisierung. Hier kommen die Application Container ins Spiel.

Container und ihre Vorteile
Perter Buchmann, Produkt- und Architekturmanager bei FI-TS

Peter Buchmann, Produkt- und Architekturmanager bei FI-TS

Die Software für Business Logic Komponenten werden in Application Containern entwickelt. Diese beinhalten alle Teile, die für deren Betrieb notwendig sind: Anwendungssoftware, Middleware, Treiber, Systembibliotheken und deren Abhängigkeiten.

So wie ein Lego®-Modell aus Bausteinen und einer Anleitung zum Bauen besteht, bestehen Anwendungen aus den Bausteinen Application Containern und einer Anleitung zur Orchestrierung. Die Anleitung beschreibt, welche Application Container in welcher Anzahl wie miteinander kommunizieren müssen, damit die Anwendung seine Aufgabe erfüllt. Die Orchestrierung steuert und überwacht jeden einzelnen Application Container.

Ressourcensparend

Was Application Container so effizient macht, ist, dass auf einen Server deutlich mehr Container als virtuelle Maschinen passen. Application Container beinhalten nicht das komplette Betriebssystem, sie nutzen das Betriebssystem ihres Hosts. Dabei sind sie auf ein einfaches und automatisiertes Management durch eine einheitliche Orchestrierung optimiert – auch über Clusterstrukturen hinweg. Dadurch, dass Sie von Hard- und Software einheitlich entkoppelt sind, kann die physische IT-Infrastruktur des Unternehmens schlank gehalten werden. Application Container sind schneller, erzeugen deutlich weniger Overhead und verbrauchen weniger Ressourcen als klassische Virtualisierung. Dadurch können Unternehmen Kosten einsparen und ihre IT flexibler gestalten. Es entstehen neue Betriebsmodelle.

Schnell und effizient

Neue Anwendungen und Softwarefunktionen werden im Application Container automatisiert und bei Bedarf in Echtzeit bereitgestellt. Das nennt man: „Continuous Integration“. Application Container sind weitgehend unabhängig von der darunter liegenden physischen Infrastruktur, da Ressourcen wie Prozessor, RAM, Netzwerk oder Storage im Application Container virtualisiert und voneinander isoliert sind. Dieser modulare Ansatz ermöglicht es, die Anwendungsentwicklung erheblich zu beschleunigen. Die gekapselten Anwendungen liegen dann in Application Containern, die auf jedem beliebigen Linux- und Windows-System ausführbar sind. Für den Produktionsbetrieb und für Integrations-Tests werden die Application Container von der Orchestrierung auf leistungsfähigerer Hardware ausgeführt. Die Skalierbarkeit ist „built in“. Im Zusammenspiel mit vertikaler Skalierung der darunter liegenden standardisierten physischen Infrastruktur lassen sich dank Orchestrierung  Auftragsspitzen z.B. in der Jahresendverarbeitung oder bei besonderen Werbeaktionen ideal bewältigen. Fachgerecht konfiguriert führt das zu immensen Kosteneinsparungen durch verringerte Anforderungen an die eigene Infrastruktur.

Leicht zu Portieren

In der IT muss Software häufig mit viel Aufwand auf Kundenseite wie auch beim IT-Dienstleister migriert und angepasst werden, damit sie auf neuen Betriebssystemen und Plattformen laufen kann. Durch die Trennung von physischer Infrastruktur und Business Logic in den Application Containern sind die Anwendungen leicht auf eine neue Plattform zu portieren.

Vorteil in der Entwicklung

Die Portierbarkeit sorgt auch für weniger Fehler bei Integrationstests, da jeder Entwickler in seiner Entwicklungsumgebung die gesamte Anwendungslandschaft simulieren kann. Ein Laptop ist dafür bereits ausreichend.

Vorteil beim Test

Application Container erleichtern damit den gesamten Release-Prozess. Mit Hilfe des  Application Containers und der Verknüpfung der Dienste können wir dann ein identisches Verhalten sowohl auf Test-, in der Integrations- wie auch in der Produktionsumgebung sicherstellen. Damit gehen wir auch sicher, dass die getesteten Softwareversionen von Tools und Paketen in Produktion gehen. Da das gesamte Deployment by Design automatisiert ist, sind alle eingesetzten Versionen in jedem Stadium  zu jeder Zeit nachvollziehbar.

Docker & Wettbewerber

Der Quasi-Standard für Images von Application Containern ist Docker. Docker wird mittlerweile fast synonym verwendet. Alternative Image-Formate sind auf dem Markt, so dass der Konkurrenzdruck steigt.

Neben dem Image-Format, über das die Anwendungsentwicklung ihre Software „deployed“, ist Laufzeitumgebung und die Orchestrierung für das Zusammenspiel der Application Container im Betrieb ausschlaggebend. Vom Markt bevorzugt ist Kubernetes. Auch hier gibt es Alternativen zu nennen: Mesos, Docker Swarm, Rocket oder Microsoft (Hyper-V Container).

Die Anbieter versuchen sich in Punkto Skalierbarkeit, Sicherheit, Interoperabilität, Leichtgewichtigkeit, Laufzeitstabilität und Nutzerfreundlichkeit ständig zu übertreffen. Angesichts des großen Potentials der Technologie möchte jeder zum Industriestandard und damit zum führenden Anbieter werden. Daher rechne ich in der nächsten Zeit mit einer hohen Innovationsgeschwindigkeit in der Containertechnologie.

Vorbild ISO-Container in der Logistik

Die Containerlösung lässt sich auch wunderbar bildlich darstellen.
Wenden wir uns den realen ISO-Containern aus der Logistik zu: Die ISO-Container sind standardisiert und die Logistik-Infrastruktur ist an sie angepasst. Ein ISO-Container ist ein in sich geschlossenes System, ein Behälter für viele unterschiedliche Güter. Auf diesen einheitlichen ISO-Container haben sich die Transportmittel wie Schiff, Eisenbahn, LKW angepasst. Sogar Flugzeuge sind dafür angepasst. Um bewegt zu werden, benötigt der ISO-Container immer genau eines dieser Transportsysteme. Das Transportsystem wird je nach Anforderung (Entfernung, Geschwindigkeit, Kosten, Umgebung) flexibel gewählt.

So ähnlich ist das auch mit den Application Containern: Sie enthalten alle notwendigen Bauteile, um eine Anwendung auf einer beliebigen (Runtime-) Umgebung zu betreiben.

Traditionelle  IT-Systeme würden in dieser Analogie je nach Bedarf ein geeignetes Gefährt bedeuten: LKW mit speziellen Pritschenaufbauten, LKW mit verschiedenen geschlossenen Kästen, LKW mit Tankaufbauten, Tanker, Kreuzfahrtschiffe. Für eine spezielle Logistikkette braucht man gegebenenfalls mehrere Spezialgefährte mit unterschiedlichen Eigenschaften. Ein Umzug des Hausrats von München nach New York ohne Nutzung von ISO-Containern würde so ablaufen: In München werden drei Umzugs-LKW benötigt. Diese fahren nach Hamburg. Die einzelnen Möbelstücke werden in Hamburg auf ein für Umzüge optimiertes Schiff geladen.
Angekommen in New York erfolgt die manuelle Löschung in vier amerikanischen Umzugswagen. Für die Standuhr wird ein Spezialtransporter benötigt. ISO-Container hingegen werden in München beladen und in New York vor der Wohnung angeliefert. Der Inhalt des Containers muss von der Logistik-Firma nicht beachtet werden. Das Umladen des ISO-Containers ist unabhängig vom Inhalt standardisiert. Die standardisierten Schnittstellen zu Subunternehmern können auftragsunabhängig in der Logistikkette verwendet werden.

Der Trend hin zu Containerisierung

Eine Studie von Crisp Research in Kooperation mit der Microsoft Deutschland GmbH untersuchte den Bekanntheitsgrad, den Planungsstatus, den Einsatzgrad und die Umsetzungsstrategien hinsichtlich Container-Technologien bei 473 Unternehmen aus der DACH-Region. Im Ergebnis kam heraus, dass über die Hälfte der Firmen, die Container nutzen, bereits die Planungsphase abgeschlossen und erste Workloads und produktive Systeme im Einsatz hat. Die Lösung werde von 90 Prozent der Entscheider als strategisch wichtig eingestuft und als kommender Standard prognostiziert. Bei Motiven für den Einsatz werden vor allem Prozessoptimierung, Kosteneinsparung sowie Fehlerreduktion genannt.

Welches sind die Hürden bei der Einführung von Application Containern?

Nach der Studie sind die Kosten für eine Umstellung auf Container das größte Hemmnis, da bei der Einführung zusätzliche Investitionskosten entstehen.

Beim Kunden stellt die technische Herausforderung bei der Implementierung eine Hürde dar. Sowohl der Reifegrad der Tools und Plattformen sowie das aktuelle Knowhow müsse laut der Befragten noch weiter vorangetrieben werden, damit die Digitalisierung nicht ausgebremst werde. Unsere Aufgabe bei FI-TS ist es, diese Hürde für unsere Kunden zu beseitigen.

Fazit

Der Trend hin zu Application Containern nimmt auch in Deutschland zunehmend Fahrt auf. Das heißt zwar nicht, dass die „traditionellen“ Infrastrukturen verschwinden werden, denn dort befindet sich das „Gold“ unserer Kunden. Allerdings wird sich die Gewichtung verschieben, daher denken wir jetzt bimodal.

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