IT-Architektur für das Rechenzentrum IT-Alignment und Patterns für Cloud, On-Premises und Hybrid-Datacenter

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Der Erfolg eines Unternehmens hängt immer mehr von der optimalen IT-Infrastruktur an. Der Aufbau der IT wird durch die passende Architektur gesteuert. Dabei gibt es keine richtigen oder falschen Architekturen, es gibt aber passende und unpassende. In diesem Beitrag zeigt Autor Thomas Joos, was Verantwortliche dabei beachten sollten.

Die optimale IT-Architektur im Unternehmen ist schlussendlich auch für den wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens wichtig. Folgen Unternehmen dem Ansatz des IT-Alignments, muss sich die IT den Geschäftszielen des Unternehmens unterordnen. Investitionen in die IT müssen wirtschaftliche Vorteile für das Unternehmen bringen, die ideal auch mit harten Zahlen untermauert sind.

Die Geschäftsziele eines Unternehmens stellen den Fokus dar, dem die IT folgen muss. Damit das gelingt muss die IT-Infrastruktur im Unternehmen einer IT-Architektur folgen, die mit den Geschäftszielen des Unternehmens nicht nur vereinbar ist, sondern diese auch voranbringt. Beim IT-Alignment achten Unternehmen darauf, dass ausnahmslos alle Investitionen in die IT dem Erfüllen der Geschäftszielen dient und keinen Selbstzweck darstellen. Die IT-Strategie bildet in diesen Szenarien eine Einheit mit der wirtschaftlichen Strategie eines Unternehmens, unterstützt von der passenden IT-Architektur und den hier verwendeten Mustern (Patterns).

Eine passenden IT-Infrastruktur

Die IT-Architektur ist ein Gesamtentwurf aus Hard- und Software sowie Schnittstellen, Protokolle, Zugriffsmethoden und andere Bereiche, die für eine optimale IT-Infrastruktur geplant werden sollten. Je abhängiger ein Unternehmen von der IT ist, desto wichtiger ist es, dass die Prozesse optimal ausgelegt und möglichst umfassend digitalisiert sind.

Es darf etwa keinen Datenstau geben und es ist auch kontraproduktiv, wenn nicht alle Daten umfassend da genutzt werden, wo sie benötigt werden. Langsame oder nicht skalierbare Schnittstellen können ganze Workflows ausbremsen, was sich unmittelbar auf den Geschäftserfolg von Unternehmen auswirkt.

Die richtige IT-Architektur verhindert darüber hinaus Inseln aus Daten und IT-Infrastruktur, die sich in Abteilungen oder Niederlassungen bilden und weder ausreichend skalierbar, noch umfassend nutzbar sind. Leider bestehen in vielen Unternehmen komplette IT-Infrastrukturen aus miteinander verbundenen Technologie-Inseln, die zahlreiche Nachteile mit sich bringen.

Die Inseln nutzen Daten nur unzureichend und nicht an allen Stellen, an denen sie benötigt werden. Investitionen decken sich in solchen Szenarien kaum mit den Geschäftszielen, Skalierung ist nur schwer möglich und die Administration ist unnötig komplex. Dazu kommen Sicherheitsproblematiken, Schwachstellen und Ineffizienz.

Die richtige Infrastruktur bringt die Digitalisierung schnell voran

Wenn die richtige Infrastruktur im Unternehmen zum Einsatz kommt, lassen sich Prozesse schneller digitalisieren und dadurch effektiver betreiben. Es gibt bei der Planung der richtigen IT-Infrastruktur keinen vorgegebenen, richtigen Weg, aber es gibt viele Fallstricke, durch die im Unternehmen die Architektur nicht optimal an die Geschäftsziele angepasst ist. Sobald die IT-Infrastruktur der optimal geplanten IT-Architektur und deren Mustern/Patterns folgt, kann sie mit den Anforderungen des Unternehmens und den Geschäftszielen skalieren.

Besonders wichtig bei der richtigen IT-Infrastruktur und der hier verwendeten Architektur ist es, dass neue Komponenten nahtlos integriert werden können und ihren maximalen Nutzen ausspielen. Dazu müssen die bereits im Einsatz befindlichen Schnittstellen und Komponenten ebenfalls in der Lage sein.

Cloud, On-Premises oder hybride Infrastrukturen nutzen

Der Weg in die Cloud ist nicht unbedingt für jedes Unternehmen der beste Weg, auch wenn die Anbindung von Cloud-Diensten sicherlich viele Vorteile mit sich bringt. Hier spielt auch die Auswahl der richtigen Cloud-Infrastruktur eine wichtige Rolle und auch die Konfiguration der entsprechenden Komponenten.

In vielen Unternehmen kommen Cloud-Dienste parallel zu lokal betriebenen Infrastrukturen zum Einsatz. Dabei lassen sich in diesen hybriden Infrastrukturen die Dienste so aufteilen, dass sie entweder On-Premises oder in der Cloud positioniert sind.

Hier spielen für die IT-Architektur die Patterns eine Rolle, die in solchen Infrastrukturen den besten Nutzen mit sich bringen. Beispiele dafür sind typische Client/Server- oder Master/Slave-Patterns. Darüber hinaus kommen oft noch Layered-, Pipe-Filter-, Broker- und auch Peer-to-Peer-Patterns zum Einsatz. Für den Aufbau einer idealen IT-Infrastruktur auf Basis einer an das Unternehmen angepassten IT-Architektur kommt auch ein Mischbetrieb der Patterns zum Tragen.

Bunte Muster

Mit entsprechender Planung lassen sich Patterns mischen und dadurch der maximale Vorteil herausholen, wobei die Nachteile eines Patterns mit den Vorteilen eines anderen Patterns kombiniert werden können. Sinnvoll ist das vor allem beim Mischbetrieb mit Cloud-Diensten.

Probleme von lokal betriebenen Diensten, auch im Bereich Business-Continuity können mit dem Dazubuchen von Cloud-Diensten leicht ausgeglichen werden. Dadurch können On-Premises-Bestandteile einer IT-Infrastruktur optimal mit Cloud-Diensten kombiniert werden, was den Vorteil beider Welten erschließt, wobei Nachteile kompensiert werden können.

Sollen zum Beispiel Daten aus SQL-Datenbanken in Analyse-Systemen aus der Cloud genutzt werden können, die Daten sollen aber im lokalen Rechenzentrum verbleiben, bietet Microsoft mit „Azure Stack HCI“ oder „Azure Arc“ Dienste an, welche die Vorteile der Cloud in das lokale Rechenzentrum verlagern und umgekehrt Vorteile des lokalen Rechenzentrums, wie Datenkontrolle und Datenschutz, in der Cloud verfügbar machen. Ein Mischen verschiedener Patterns kann so den besten Weg darstellen, um eine ideale IT-Architektur für ein Unternehmen zu finden.

Aufteilen der Aufgaben ist oft der beste Weg

Wie das obere Beispiel zeigt, ist das Aufteilen von Aufgaben in vielen Fällen der beste Weg. Monolithische Strukturen kommen auch in der Programmierung immer weniger zum Einsatz. Stattdessen teilen auch Entwickler die Aufgaben von Diensten in unterschiedliche Komponenten auf, die sich unabhängig voneinander optimieren, warten und auch skalieren lassen.

Layered-Pattern kommt zum Einsatz, wenn Dienste in Teilaufgaben getrennt werden sollen. Hier lassen sich auch Abstraktionsebenen aufbauen, bei denen jede Ebene der darüber liegenden Ebene Dienste oder Daten zur Verfügung stellt.

Auf diese Weise spielt es keine Rolle, wo die Dienste in den verschiedenen Abstraktionsebenen positioniert sind. Das heißt, es ist möglich Cloud und On-Premises miteinander zu mischen, um die optimale Architektur zu finden.

Headless-Systeme mit CQRS

Headless-Architekturen sind ideal für die Cloud, da in diesem Fall schnell skaliert werden kann. Diese Architekturen sind sehr flexibel und ermöglichen auch die Migration von vorhandenen Diensten oder kompletten Architekturen. In einer solchen Infrastruktur ist es möglich Dienste lokal oder in der Cloud zu betreiben.

Beim Einsatz von Headless-Systemen lassen sich Lese- und Schreibvorgänge abstrahieren und verschiedene Lösungen miteinander kombinieren, die für Lese- oder Schreibvorgänge optimiert sind. „Command Query Responsibility Segregation“ (CQRS) ist ein Beispiel eines Headless-Systems, das Schreib- und Lesevorgänge aufteilt.

Dadurch lassen sich Schreib- und Lesevorgänge unabhängig voneinander skalieren und jeweils für die passende Aufgabe optimieren. Nachteil dieses Patterns ist die komplexere Struktur.

Sharding und Partitioning

Sharding ist ein weiteres Pattern in diesem Bereich, vor allem für die Verwaltung von Daten. Hier werden horizontale Partitionen der Daten gebildet. Diese Shards laufen auf unabhängigen Datenbank-Instanzen, um die Last aufzuteilen.

Vor allem bei großen und verteilten Unternehmensanwendungen ist Sharding verbreitet, da die Leistung maximiert wird. Es eignen sich aber nicht alle Anwendungen und auch nicht alle Datenbanken zum Sharding. Nachteil dieses Patterns ist die Komplexität, auch bei der Anpassung des Systems.

In diesem Zusammenhang spielt auch Partitioning eine wesentliche Rolle. Auch hier werden Daten über mehrere Instanzen hinweg aufgeteilt und damit partitioniert. An dieser Stelle sind horizontale, vertikale und auch funktionale Partitionierungen möglich. Der Durchsatz lässt sich damit verbessern und zahlreiche Clients können schneller zugreifen. Auch hier erhöht sich aber die Komplexität der Anwendung deutlich.

* Der Autor Thomas Joos schreibt Fachartikel und arbeitet als IT-Berater. Seine Tipps und Tricks finden sich im Blog: „Toms Admin-Blog“.

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