Was ist eine Full-Stack-Infrastruktur? Ein definitiver Leitfaden

Eine Full-Stack-Infrastruktur bezieht sich auf den gesamten vorintegrierten Technologie-Stack, das Frontend, das Backend und alles dazwischen (d. h. Middleware), das zum Erstellen, Testen und Bereitstellen einer Anwendung erforderlich ist. 

Ein „vollständiger Stack“ bezieht sich nicht unbedingt auf alles in der eigenen Infrastruktur. Datenbanken sind beispielsweise für die Ausführung von Apps von entscheidender Bedeutung, werden aber im Allgemeinen nicht als Teil des gesamten Stacks betrachtet, und auch nicht auf der Anwendungsebene. 

In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick auf alles, was ein voller Stack für Ihr Rechenzentrum bedeutet.

Der gesamte IT-Stack ist eine vorab validierte, mehrschichtige Architektur, die alle Aspekte der Technologieinfrastruktur umfasst. Jede Ebene dient einem bestimmten Zweck und trägt zur Gesamtfunktion des IT-Ökosystems bei. 

Zu den Schichten des IT-Stacks gehören:

• Ressourcen: lokal und Cloud 
• Server
• Netzwerk
• Betriebssystem
• Virtualisierung
• Datenbank
• Anwendungs-Middleware
• Entwicklungs-Frameworks
• Automatisierung und Bereitstellung
• Analysen und Überwachung
• Sicherheit

Lassen Sie uns etwas mehr über jede dieser Komponenten erfahren.

Storage

Storage ist ein entscheidender Aspekt jeder IT-Infrastruktur, und Unternehmen müssen den am besten geeigneten Ansatz für ihre Daten-Storage-Anforderungen festlegen. Bei lokalem Storage müssen physische Storage-Geräte wie Festplatten, NAS-Systeme (Network Attached Storage) oder SANs (Storage Area Networks) im Rechenzentrum des Unternehmens gewartet werden. Dies bietet eine direkte Kontrolle und stellt die Datennähe sicher, was für sensible oder Compliance-bezogene Daten von Vorteil sein kann.

Rechenvorgänge

Rechenressourcen sind die Engine, die Anwendungen und Services unterstützt. Die lokale Recheninfrastruktur umfasst in der Regel den Besitz und die Verwaltung physischer Server in den Räumlichkeiten eines Unternehmens. Dadurch wird die volle Kontrolle über die Rechenressourcen gewährt, sodass Unternehmen Konfigurationen auf der Grundlage ihrer spezifischen Anforderungen anpassen können.

Cloud-Computing hingegen bietet virtualisierte Rechenressourcen, die nach Bedarf bereitgestellt und skaliert werden können. Cloud-Serviceprovider bieten eine Reihe von Computing-Optionen an, z. B. virtuelle Maschinen (VMs), Container und serverloses Computing, sodass Unternehmen ihre Workload-Anforderungen erfüllen und gleichzeitig von Elastizität und Kostenoptimierung profitieren können.

Hybrid Cloud Computing kombiniert lokale und Cloud-Ressourcen, um Flexibilität, Skalierbarkeit und Ressourcenoptimierung zu erreichen. Sie ermöglicht es Unternehmen, die Cloud für Bursts, die Bewältigung von Spitzen-Workloads oder bestimmte Anwendungsfälle zu nutzen und sich gleichzeitig auf eine lokale Infrastruktur für geschäftskritische oder latenzempfindliche Anwendungen zu verlassen.

Networking

Networking ist die Grundlage jeder IT-Infrastruktur und ermöglicht die Kommunikation zwischen verschiedenen Komponenten. Bei der lokalen Vernetzung werden physische Netzwerkgeräte wie Router, Switches und Firewalls in den Räumlichkeiten eines Unternehmens konfiguriert und verwaltet. Dies bietet eine direkte Kontrolle über Netzwerkkonfigurationen, Sicherheitsrichtlinien und Bandbreitenzuweisung.

Cloud-Netzwerke, die von Cloud-Serviceprovidern bereitgestellt werden, ermöglichen es Unternehmen, virtuelle Netzwerke zu erstellen und Netzwerkkonfigurationen unter Verwendung von SDN-Prinzipien (Software-Defined Networking) zu definieren. Cloud-Netzwerke bieten Skalierbarkeit, einfache Konfiguration und Integration mit anderen Cloud-Services, sodass Unternehmen verteilte und global zugängliche Architekturen erstellen können.

Bei einer Hybrid-Cloud-Implementierung können Unternehmen ihre lokale Netzwerkinfrastruktur über sichere Konnektivitätsoptionen wie virtuelle private Netzwerke (VPNs) oder direkte Netzwerkverbindungen mit der Cloud verbinden. Dies ermöglicht eine nahtlose Integration zwischen lokalen und Cloud-Ressourcen und ermöglicht hybride Anwendungen und hybride Netzwerktopologien.

Die Netzwerkebene bietet Konnektivität zwischen den Ressourcen. Sie umfasst Router, Switches, Firewalls und andere Netzwerkgeräte, die eine nahtlose Kommunikation und Datenübertragung ermöglichen. Die Netzwerkschicht fungiert als Brücke und verbindet verschiedene Komponenten des IT-Stacks. Eine stabile Netzwerkinfrastruktur sorgt für zuverlässige Konnektivität, effiziente Datenübertragung und sicheren Zugriff auf Ressourcen. Networking-Technologien wie TCP/IP, Ethernet und VPNs spielen eine entscheidende Rolle beim Aufbau und der Aufrechterhaltung von Netzwerkverbindungen.

Betriebssysteme wie Windows und Linux stellen die zugrunde liegende Software bereit, mit der Hardware und Software zusammenarbeiten können. Die Betriebssystemschicht (OS) bietet wichtige Services und verwaltet Hardwareressourcen, wodurch die Ausführung von Anwendungen und die effiziente Nutzung von Systemfunktionen ermöglicht werden. Das OS übernimmt Aufgaben wie Prozessmanagement, Speicherzuweisung, Geräteinteraktion und Dateisystemmanagement und stellt so den reibungslosen Betrieb des gesamten Stacks sicher.

Die Virtualisierungsebene bietet die Möglichkeit, mehrere Betriebssysteme und Anwendungen auf einem einzigen Server auszuführen. Diese Ebene umfasst Hypervisoren wie VMware und Microsoft Hyper-V. Die Virtualisierungstechnologie ermöglicht die Erstellung virtueller Instanzen oder VMs innerhalb eines physischen Servers oder einer Cloud-Umgebung. Die Virtualisierung ermöglicht Konsolidierung, Ressourcenoptimierung und Skalierbarkeit. Die Virtualisierung erleichtert auch die schnelle Bereitstellung und Bereitstellung neuer Instanzen und vereinfacht das Infrastrukturmanagement und die Wartung.

Die Datenbankebene bietet die Möglichkeit, Daten zu speichern, zu organisieren und abzurufen. Diese Ebene umfasst herkömmliche Datenbankmanagementsysteme wie SQL Server und Oracle, anwendungsspezifische Datenbanken wie SAP HANA und die neuen OpenDBs wie MySQL und MongoDB .

Datenbanken sind entscheidend für Anwendungen, die persistenten Daten-Storage und -Abruf erfordern. Relationale Datenbanken wie MySQL, PostgreSQL und Oracle bieten strukturierten Daten-Storage, der die Datenintegrität durch definierte Schemata und Beziehungen durchsetzt. NoSQL-Datenbanken wie MongoDB und Cassandra bieten flexible und skalierbare Storage-Optionen für unstrukturierte oder halbstrukturierte Daten. Die Datenbankebene sorgt für Datenkonsistenz, Verfügbarkeit und Sicherheit.

Die Anwendungs-Middleware-Ebene fungiert als Brücke zwischen der Datenbank und der Anwendungsebene und stellt eine Reihe von Softwarekomponenten bereit, mit denen Anwendungen zusammenarbeiten können. Diese Ebene umfasst Anwendungsserver wie Apache Tomcat und JBoss, Webserver, Nachrichtenwarteschlangen und APIs. Middleware steuert Dinge wie Sitzungsmanagement, Caching und Datenintegration. Durch die effiziente Kommunikation zwischen Anwendungen und Datenbanken verbessert die Middleware-Ebene die Performance, Skalierbarkeit und Interoperabilität.

Die neueste Entwicklung bei Full-Stack-Infrastrukturen ist das Aufkommen von Automatisierungs- und AI-basierten integrierten Managementlösungen. Diese neuen Tools bieten eine Möglichkeit zur vollständigen Überwachung über den gesamten Stack hinweg und können die meisten Verwaltungsfunktionen unterstützen, die für die grundlegende Kontrolle über alle Schichten erforderlich sind. Idealerweise enthalten diese Lösungen eine Reihe von Standard-REST-APIs, um Anwendungen von Drittanbietern und proprietäre veraltete Workloads beobachtbar zu machen und in der Lage zu sein, ihre eigenen Warnungen an die Managementebene zu senden. Das Beste dieser neuen integrierten Managementangebote nutzt AI/ML, um Muster zu erkennen und zu lernen, automatisch (je nach Bedarf) Funktionen wie Skalierbarkeit nach Bedarf bereitzustellen, wodurch die Belastungen und die Komplexität für Infrastrukturadministratoren reduziert werden. Diese ausgeklügelten neuen Lösungen erfüllen endlich den uralten Wunsch nach einer einzigen Oberfläche.

Die Entwicklungs-Framework-Ebene bietet eine Reihe von Tools, Bibliotheken und wiederverwendbaren Ressourcen, die den Softwareentwicklungsprozess optimieren und es Entwicklern ermöglichen, Anwendungen zu erstellen. Diese Frameworks bieten vordefinierte Strukturen und Funktionen, vereinfachen die Anwendungsentwicklung und fördern die Codeeffizienz. Beispiele hierfür sind Django, Ruby on Rails und Angular. Entwicklungs-Frameworks beschleunigen den Entwicklungslebenszyklus, verbessern die Wiederverwendung von Code und erleichtern die Erstellung robuster und skalierbarer Anwendungen.

Die Automatisierungs- und Bereitstellungsebene bietet die Möglichkeit, die Bereitstellung von Anwendungen und Services zu automatisieren. Diese Ebene umfasst Tools, die Aufgaben wie Codekompilierung, Tests, Konfigurationsmanagement und Bereitstellung automatisieren. Kontinuierliche Integration/kontinuierliche Bereitstellung (CI/CD) ist auch ein sehr wichtiger Bestandteil der Automatisierung und Bereitstellung, sodass Unternehmen den Lebenszyklus der Softwareentwicklung automatisieren und eine schnellere und zuverlässigere Anwendungsbereitstellung sicherstellen können. Automatisierung steigert die Effizienz, reduziert menschliche Fehler und erleichtert die schnelle Implementierung von Änderungen.

Die Analyse- und Überwachungsebene bietet die Möglichkeit, die Performance von Anwendungen und Services zu überwachen und zu analysieren. Diese Ebene, die Tools wie Nagios und Splunk umfasst, ermöglicht es Unternehmen, wertvolle Einblicke in ihre IT-Infrastruktur und ihre Anwendungs-Performance zu gewinnen. Dazu gehören Tools zum Erfassen und Analysieren von Systemmetriken, Protokolldaten und Benutzerverhalten. Überwachungslösungen helfen dabei, Performance-Engpässe zu erkennen, Anomalien zu erkennen und den allgemeinen Zustand und die Verfügbarkeit des IT-Stacks sicherzustellen. Analysefunktionen ermöglichen datengesteuerte Entscheidungsfindung, Kapazitätsplanung und Ressourcenoptimierung.

Sicherheit ist ein oberstes Anliegen auf allen Ebenen des IT-Stacks. Die Sicherheitsebene, die Tools wie Firewalls und Angriffserkennungssysteme umfasst, schützt Anwendungen und Services vor unbefugtem Zugriff, Sicherheitsverletzungen und anderen Arten von böswilligen Aktivitäten. Verschlüsselung, Zugriffskontrollen und Identitätsmanagement sind weitere wichtige Aspekte aller Sicherheitsebenen. Die Implementierung robuster Sicherheitsmaßnahmen stellt die Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit von Daten sicher und schützt das gesamte IT-Ökosystem.

Als die Branche von proprietären auf offene Systeme und von monolithischen Mainframes und Abteilungs-Computing auf verteilte Desktop-Computing-Modelle wechselte, spielte das Argument „Build vs. Buy“ für Ihre Full-Stack-Infrastruktur immer noch eine große Rolle.  

Seitdem hat „Kauf“ jedoch eindeutig gewonnen. 

Heutzutage verstehen wir alle von Natur aus, dass der Versuch, eine eigene mehrschichtige Infrastruktur aus Teilen aufzubauen, viel zu riskant und letztendlich zu schwer zu unterstützen ist. Eine Lösung zusammenzufassen, ist einfach zu zeitaufwendig und kostspielig, weil alles, was in den Prozess geht:

• Best-of-Breed-Teile identifizieren 
• Verhandlung mit mehreren Anbietern
• Umgang mit längeren Kaufzyklen und damit längerer Bereitstellungszeit
• Die extremen Kosten für Tests und Integration
• Die Herausforderung, eine Umgebung mit mehreren Anbietern zu unterstützen
• Die Probleme im Zusammenhang mit Änderungen der Revision und der Funktionen

Deshalb macht ein vollständig vorintegrierter Full Stack in der Cloud genauso sinnvoll wie lokal. Cloud-Anbieter wie AWS leben und atmen eine effiziente IT ein, haben aber immer noch die (sehr intelligente) Entscheidung getroffen, sich mit vorab validierten Designs für ihre gesamten Stacks zu entscheiden, selbst mit ihrer Armee aus engagiertem IT-Personal.

Lesen Sie: FlashStack bietet softwaredefinierte, intelligente Hybrid Cloud-Infrastruktur

Sowohl Cloud- als auch lokale Umgebungen bieten einen vollständigen Stack, aber es gibt wichtige Unterschiede:

Kompromisse

Der Unterschied zwischen der Cloud und lokal besteht darin, dass Anwendungen und Workloads remote (Cloud) ausgeführt werden, im Gegensatz zu lokal (lokal), wodurch die direkte Kontrolle und Sicherheit aus Gründen der Einfachheit und des geringeren internen IT-Overheads getauscht wird. 

Die tatsächlichen Kosten verstehen

In der Public Cloud verwalten Benutzer ein SLA mit ihrem Anbieter, während Benutzer diese Systeme in einer lokalen Umgebung selbst verwalten. Mit jedem Fall sind Kosten und Kompromisse verbunden. Zu einer Zeit waren die Kosteneinsparungen die Motivation für den Wechsel in die Cloud. Es gibt jedoch ein Gegenspiel dagegen. Jetzt, wo die Cloud schon eine Weile existiert, stellen die Benutzer fest, dass sie nicht wie erwartet Geld gespart haben und tatsächlich sogar mehr bezahlen. Dies hat zu einer Rückführung von Daten und Apps in lokale lokale Umgebungen geführt.

Hybrid Cloud

Aus diesen Gründen haben sich viele IT-Verbraucher auf das immer beliebter werdende Hybrid-Cloud-Modell eingestellt.  Dies bedeutet in der Regel, dass Kunden einige Anwendungen entweder in einer Public oder Private Cloud ausführen und einige Anwendungen lokal bleiben. Die Entscheidung, welche App wo ausgeführt werden soll, hängt in der Regel davon ab, welche Umgebung für diesen bestimmten Betrieb am vorteilhaftesten ist.  

Unternehmen laden häufig standardisierte Geschäftsanwendungen (z. B. gepackte Unternehmensanwendungen wie SAP und Epic) in die Cloud, um eine bessere Effizienz zu erzielen und damit interne IT-Mitarbeiter an strategischeren Lösungen und Endbenutzer-Support arbeiten können. Kundenspezifische Anwendungen oder Workloads, die sehr strategisch oder einzigartig für den jeweiligen Geschäftsbereich sind, werden in der Regel intern bereitgestellt, wo die IT ihr spezialisiertes Geschäftswissen anwenden kann.

Aber unabhängig von der Architektur führt irgendwo jemand einen integrierten Full Stack aus, um den Betrieb und die Workloads eines Unternehmens zu unterstützen.

Eine Full-Stack-Infrastruktur ist eine umfassende Lösung, die alle notwendigen Komponenten für die Entwicklung, Bereitstellung und den Betrieb von Anwendungen und Services enthält. Es bietet einen vereinfachten und integrierten Ansatz für die Verwaltung der Technologieinfrastruktur. Sie kann auch Kosteneinsparungen sowie erweiterte Automatisierungs- und Managementfunktionen bieten. Das Verständnis der verschiedenen Komponenten der Full-Stack-Infrastruktur kann Unternehmen dabei helfen, fundierte Entscheidungen über die beste Lösung für ihre Anforderungen zu treffen. Mit der Weiterentwicklung der IT-Welt werden zweifellos weitere Komponenten zum gesamten Stack hinzugefügt.  

Damit Ihr Stack reibungslos läuft, benötigen Sie eine einheitliche, leicht skalierbare Infrastruktur, die für die Hybrid Cloud optimiert ist. Genau das bietet FlashStack ® von Pure Storage und Cisco: integrierte Rechenleistung, Netzwerk und Storage, die es einfacher denn je macht, lokal auf eine Hybrid Cloud mit einheitlichem Management und flexiblem Verbrauch für jede Workload zu skalieren.

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