Implementierung und Bewertung einer hybriden Mikrodienstinfrastruktur
Dokumentinformationen
| Autor | Patrick Kleindienst |
| instructor | Prof. Dr. Dirk Heuzeroth |
| Schule | Stuttgart Media University |
| Fachrichtung | Computer Science and Media |
| Dokumenttyp | master's thesis |
| Veröffentlichungsjahr | 2017 |
| Ort | Stuttgart |
| Sprache | German |
| Seitenanzahl | 132 |
| Format | |
| Größe | 1.32 MB |
- Mikrodienstarchitektur
- Rechnerplattformen
- Systemverwaltung
Zusammenfassung
I. Einleitung
Die Einleitung der Masterarbeit behandelt die Motivation hinter der Implementierung einer hybriden Mikrodienstinfrastruktur. Die Notwendigkeit, großangelegte Rechenplattformen effizient zu verwalten, wird hervorgehoben. Insbesondere wird auf die Herausforderungen eingegangen, die mit der Verwaltung von IBM System z-Mainframes verbunden sind. Diese Plattformen erfordern oft eine Out-of-Band-Verwaltung, was zusätzliche Hardwarekosten verursacht. Die Arbeit zielt darauf ab, die Nutzung interner Ressourcen zu optimieren und die Abhängigkeit von externen Servern zu verringern. Ein zentrales Anliegen ist die Frage, wie kritische Dienste zuverlässig in einer heterogenen Rechnerlandschaft betrieben werden können. Die Einleitung legt den Grundstein für die nachfolgenden Kapitel, indem sie die Ziele und den Umfang der Arbeit klar definiert.
II. Hintergrund
Im Hintergrundkapitel wird die Systemverwaltung detailliert untersucht. Es wird erläutert, wie Mikrodienste im Vergleich zu monolithischen Architekturen agieren. Die Vorteile der Aufteilung von Systems Management-Anwendungen in kleinere, unabhängige Dienste werden diskutiert. Diese Aufteilung kann die Auslastung der Plattformressourcen erhöhen und die Kosten für externe Hardware senken. Zudem wird die Notwendigkeit von Orchestrierungstools für Mikrodienste thematisiert. Die Herausforderungen, die mit der hybriden Orchestrierung verbunden sind, werden ebenfalls angesprochen. Die Analyse zeigt, dass eine effektive Verwaltung von Mikrodiensten entscheidend für den Erfolg der Implementierung ist.
2.1 Monolithen vs. Mikrodienste
Der Vergleich zwischen Monolithen und Mikrodiensten verdeutlicht die Flexibilität und Skalierbarkeit, die Mikrodienste bieten. Monolithische Systeme sind oft schwerfällig und schwer zu warten. Im Gegensatz dazu ermöglichen Mikrodienste eine agilere Entwicklung und schnellere Anpassungen an sich ändernde Anforderungen. Diese Flexibilität ist besonders wichtig in dynamischen Umgebungen wie der Cloud.
2.2 Anforderungen an Orchestrierungstools
Die Anforderungen an Orchestrierungstools sind vielfältig. Sie müssen in der Lage sein, Ressourcen effizient zu verwalten und eine hohe Verfügbarkeit der Dienste sicherzustellen. Die Analyse zeigt, dass bestehende Tools oft nicht alle Anforderungen erfüllen, was die Notwendigkeit für neue Ansätze unterstreicht.
III. Implementierung einer Mikrodienstinfrastruktur
Die praktische Implementierung einer Mikrodienstinfrastruktur wird im dritten Kapitel behandelt. Hier wird ein prototypisches Design vorgestellt, das auf bestehenden Open-Source-Projekten basiert. Die Implementierung nutzt Apache Mesos als Grundlage für die Orchestrierung. Die Vorteile dieser Architektur werden durch die Möglichkeit der Lastverteilung und Ressourcennutzung deutlich. Die Implementierung zeigt, wie Dienste entsprechend spezifischer Anforderungen geplant und verwaltet werden können. Ein zentrales Element ist die Transparenz für die Betreiber, die durch die Nutzung von Docker-Containern erreicht wird. Diese Container ermöglichen eine einfache Bereitstellung und Verwaltung der Mikrodienste.
3.1 Nutzung von Apache Mesos
Apache Mesos wird als leistungsfähige Plattform für die Verwaltung von Mikrodiensten hervorgehoben. Es ermöglicht die Isolation von Workloads und die effiziente Nutzung von Ressourcen. Die Integration von Docker-Containern in Mesos verbessert die Flexibilität und Skalierbarkeit der Infrastruktur erheblich.
3.2 Herausforderungen bei der Implementierung
Die Implementierung einer hybriden Mikrodienstinfrastruktur bringt verschiedene Herausforderungen mit sich. Dazu gehören die Komplexität der Verwaltung und die Notwendigkeit, verschiedene Architekturen zu unterstützen. Die Arbeit bietet Lösungen und Strategien zur Überwindung dieser Herausforderungen, um eine robuste und zuverlässige Infrastruktur zu gewährleisten.
IV. Evaluation
Das abschließende Kapitel widmet sich der Evaluation der implementierten Mikrodienstinfrastruktur. Hier werden die Ressourcennutzung, Leistung und Zuverlässigkeit der Infrastruktur analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die hybride Architektur signifikante Vorteile in Bezug auf Kosteneffizienz und Betriebszeit bietet. Die Evaluation bezieht sich auf reale Anwendungsfälle und demonstriert die praktische Anwendbarkeit der entwickelten Lösungen. Die Arbeit schließt mit Empfehlungen für zukünftige Forschungen und Entwicklungen im Bereich der Mikrodienste ab.
4.1 Ressourcennutzung
Die Analyse der Ressourcennutzung zeigt, dass die hybride Mikrodienstinfrastruktur eine signifikante Reduzierung der Hardwarekosten ermöglicht. Durch die effiziente Verteilung der Lasten auf die internen Ressourcen wird die Effizienz maximiert.
4.2 Leistung und Zuverlässigkeit
Die Leistung der Infrastruktur wird durch verschiedene Tests bewertet. Die Ergebnisse belegen, dass die Mikrodienste unter realen Bedingungen stabil und zuverlässig arbeiten. Diese Erkenntnisse sind entscheidend für die Akzeptanz und den Einsatz in der Industrie.
Dokumentreferenz
- Implementation and evaluation of a hybrid microservice infrastructure (Patrick Kleindienst)
- IBM System z mainframe
- Apache Mesos
- Docker
- Apache ZooKeeper