Kurts Cloud-Reise

In diesem Beitrag geben wir dir einen Überblick über die wichtigsten Services, die jeder Cloud-Infrastruktur-Anbieter anbietet.

Prolog

Diese Geschichte handelt von Kurt. Kurt ist für den Betrieb des Online-Ticket- shops einer lokalen Theatergruppe verantwortlich. Der Shop kann Folgendes:

• Kommende Veranstaltungen mit ein paar Bildern als Teaser auflisten.
• Besucherinnen und Besuchern erlauben, Tickets zu kaufen.
• Ein Ticket als PDF-Datei per E-Mail zustellen.

Da Kurt schon das eine oder andere über «die Cloud» weiss, hat er bei seinem liebsten Hyperscale-Cloud-Anbieter eine kleine virtuelle Maschine aufgesetzt und die App deployt. Die meiste Zeit ist die Applikation im Leerlauf. Sie bedient nur ein paar Requests pro Tag.

Kapitel 1: Das schwarze Loch des Speichers

Während Kurt sich auf einer griechischen Insel wohlverdiente Erholung gönnt, erhält er einen Anruf von der Präsidentin der Theatergruppe. Sie hat versucht, neue Veranstaltungen im Shop zu veröffentlichen. Nach der zweiten Veranstaltung warf der Shop seltsame Fehler und reagiert jetzt nicht mehr.

Widerwillig holt Kurt seinen Laptop aus der Tasche und beginnt zu untersuchen. Er stellt fest, dass dem Server der Speicherplatz ausgegangen ist. Nachdem er die Disk-Grösse über die Konsole des Cloud-Anbieters erhöht hat, läuft der Shop wieder rund. Er findet heraus, dass jemand für eine Veranstaltung viele grosse Bilder hochgeladen hat. Die grössere Disk sollte eine Weile reichen, aber er weiss: Es ist nur eine Frage der Zeit, bis der Platz wieder ausgeht.

Zu Hause refactort Kurt den Shop so, dass er den Object-Storage-Service seines Cloud-Anbieters nutzt. Er verschiebt alle Bilder und anderen statischen Inhalte dorthin.

In einem Object Storage (bei AWS auch bekannt unter dem Namen «S3») können wir alle Arten von Dateien ablegen (Bilder, Videos, Dokumente usw.), ohne je eine Grösse erhöhen zu müssen. Üblicherweise bezahlt man für diesen Service genau die Menge an Speicher, die er hält, plus den ein- und ausgehenden Traffic.

Kapitel 2: Daten, Daten

Weil der Shop so benutzerfreundlich war, liess die Theatergruppe auch andere Gruppen das System für ihre Veranstaltungen nutzen. Nach einer Weile wickelten mehrere Theatergruppen der Region ein paar hundert Vorstellungen pro Jahr über Kurts Shop ab. Der immer noch auf derselben kleinen virtuellen Maschine läuft.

Während Kurt in den Schweizer Bergen wandert, erhält er einen Anruf von der Präsidentin der Gruppe. Der Shop reagiert wieder nicht oder wirft seltsame Fehler. Er schnappt sich seinen Laptop (den er für solche Fälle immer auf Wanderungen mitnimmt) und beginnt zu untersuchen. Offenbar ist der virtuellen Maschine erneut der Platz ausgegangen. Die Datenbank ist stark gewachsen und hat die Disk langsam gefüllt.

Auf dem Heimweg beginnt Kurt, über das Management-Interface seines Cloud-Anbieters eine Dokumentendatenbank aufzusetzen. Zum Glück hat er für den Shop auf der virtuellen Maschine bereits MongoDB verwendet, und da der Anbieter ein kompatibles Produkt im Angebot hat, war die Migration ziemlich einfach.

Alle Cloud-Anbieter bieten eine Reihe verschiedener Managed-Database-Services an. Ihnen allen ist gemeinsam, dass du dich um nichts rund um dieses Datenbanksystem kümmern musst. Es wird in der Regel vollständig vom Anbieter verwaltet – er überwacht es, aktualisiert es und sorgt für die Sicherheit deiner Daten.

Sie übernehmen sogar die komplizierte Active-Active-Replikationskonfiguration auf globaler Ebene für dich. Wenn du sie brauchst. Und wenn du das Budget hast.

Üblicherweise haben sie kompatible Produkte für Postgres, MySQL/MariaDB, MongoDB und sogar Microsoft SQL Server.

Kapitel 3: Skalieren ohne Grenzen

Während Kurt in der Karibik tauchen geht, ruft ihn die Präsidentin der Theatergruppe erneut an. Sie haben eine Social-Media-Kampagne für ihr neues Stück gefahren. Ein Post ging auf TikTok viral, und jetzt ist der Shop sehr langsam oder reagiert gar nicht mehr. Kurt hat so etwas kommen sehen, also holte er seinen Laptop aus dem Trockenanzug und begann zu untersuchen.

Die virtuelle Maschine reagiert überhaupt nicht mehr, und die Metriken des Anbieters zeigen eine sehr hohe CPU-Last. Er weist der Maschine einen grösseren CPU-Typ zu und startet sie neu. Der Shop reagiert jetzt wieder, ist aber immer noch etwas langsam. Kurt lässt es fürs Erste dabei bewenden und überlegt, wie sich dieses Szenario künftig vermeiden lässt. Zurück im Hotel packt er die Applikation in einen Container und konfiguriert die Serverless Container Runtime des Cloud-Anbieters. Jetzt skaliert die Applikation automatisch hoch, wenn die Nachfrage steigt. Und noch besser: Sie skaliert nachts automatisch auf null herunter, wenn niemand Theatertickets kaufen will – so kann die Theatergruppe etwas Geld für anderes sparen.

Mit Serverless Container Runtimes und ähnlichen Services nutzt du genau so viele Ressourcen, wie deine Applikationen brauchen. Damit skalierst du nicht nur automatisch, sondern sparst – richtig gemacht – auch eine Menge Geld.

Ein weiterer Vorteil: Du musst keinen Server mehr verwalten. Meistens wirfst du einfach etwas Code hinein, und der Service weiss, was zu tun ist. Er startet sogar ausgefallene Services für dich neu, egal wo auf der Welt du gerade bist.

Kapitel 4: Warteschlangen

Bevor Kurt zum Eisfischen nach Finnland fährt, will er sicherstellen, dass er nicht wieder gestört wird. (Und ja, auf einem finnischen See gibt es mit ziemlicher Sicherheit schnelles Internet.) Also schaut er sich den Code des Shops an und überlegt, wie er ihn noch weiter verbessern kann. Mit den Analysetools des Cloud-Anbieters findet er heraus, dass die App immer sofort hochskaliert, wenn sie das PDF-Ticket für eine Bestellung erzeugt. Das deckt sich auch mit Beschwerden von Kundinnen und Kunden, dass der Bestellprozess meist ziemlich lange dauert.

Kurt entwirft einen Plan, um die App zu refactoren. Statt PDF und E-Mail sofort zu erzeugen, schickt die App jetzt eine Nachricht in das Message-Queue-System des Anbieters. Der Code, der das PDF erzeugt und die E-Mail verschickt, läuft nun als Serverless Function, ausgelöst durch die Nachricht. Das heisst, PDF-Erzeugung und E-Mail-Versand laufen jetzt asynchron im Hintergrund. Der Bestellprozess fühlt sich viel schneller an, und der Serverless Container läuft die meiste Zeit mit einer einzigen Instanz.

Mit Message Queues kannst du Performance und Ressourcennutzung einer Applikation massiv verbessern. Diese Nachrichten können entweder von deiner eigenen Applikation verarbeitet werden, oder du definierst eine Serverless Function, die durch eine Nachricht ausgelöst wird. Das hat natürlich grossen Einfluss auf die Architektur der Applikation und will sorgfältig geplant sein.

Fazit

Das war ein sehr grober Überblick über einige Vorteile, die ein moderner Cloud-Anbieter bieten kann. Wir haben einige der wichtigsten Services kennengelernt, die alle Cloud-Anbieter in der einen oder anderen Form anbieten: virtuelle Maschinen, Object Storage, Managed Databases, Serverless Runtimes und Message Queues.

Natürlich bieten sie noch viel, viel mehr Services an – und fast täglich kommen neue dazu.

Die grossen Vorteile, die alle Services gemeinsam haben, sind Verfügbarkeit, Skalierbarkeit, Anpassungsfähigkeit und Sicherheit. Das sind alles wichtige Punkte, die einiges an Aufwand bedeuten, wenn man sie selbst betreibt.

Und ein letztes Wort: Sei nicht wie Kurt. Geniess deine Freizeit ohne Ablenkungen.

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