Microservices Architekturen Grundlagen

Seminarziel

• Das Seminar vermittelt Unternehmen das notwendige Wissen und Verständnis für die Einführung und Implementierung von Microservices-Architekturen.
• Unternehmen sollen in der Lage sein, die Vorteile von Microservices, wie verbesserte Agilität, Skalierbarkeit und Widerstandsfähigkeit, zu nutzen.
• Ziel ist es, Unternehmen dabei zu unterstützen, komplexe Anwendungen in kleine, unabhängige und lose gekoppelte Komponenten aufzuteilen und so die Entwicklung, Bereitstellung und Skalierung zu erleichtern.

Inhalt

• Definition und Merkmale von Microservices
  • Modulare und lose gekoppelte Komponenten
  • Unabhängige Bereitstellung und Skalierbarkeit
  • Technologische Heterogenität
• Vorteile und Herausforderungen der Microservices-Architektur
  • Verbesserte Agilität und Skalierbarkeit
  • Erhöhte Fehlerisolierung und Robustheit
  • Komplexität verteilter Systeme und der Inter-Service-Kommunikation
• Vergleich mit monolithischer Architektur
  • Unterschiedliche Architekturstile und Abwägungen
  • Überlegungen zur Migration und Übernahme
• Anwendungsfälle und Szenarien für Microservices
  • Branchen und Bereiche, die von Microservices profitieren
  • Beispiele erfolgreicher Microservices-Implementierungen
• Identifizierung begrenzter Kontexte und Geschäftsfähigkeiten
  • Analyse von Geschäftsbereichen und -grenzen
  • Identifizierung kohärenter und lose gekoppelter Komponenten
• Prinzipien und Konzepte des domänengesteuerten Designs
  • Allgegenwärtige Sprache und begrenzte Kontexte
  • Aggregat, Entitäten und Wertobjekte
  • Kontextabbildung und Subdomänen
• Strategien zur Aufteilung monolithischer Anwendungen in Microservices
  • Strangler-Pattern und inkrementelle Migration
  • Vertikale und horizontale Zerlegungsansätze
  • Extrahieren von Microservices basierend auf begrenzten Kontexten
• Abhängigkeitsverwaltung und Modularisierung
  • Verwaltung von Inter-Service-Abhängigkeiten
  • Definition von Service-Schnittstellen und -Verträgen
  • Techniken zur Entkopplung von Services
• Synchroner vs. asynchroner Kommunikationsmuster
  • RESTful APIs und HTTP-basierte Kommunikation
  • Messaging-Systeme und ereignisgesteuerte Architektur
• Message-orientierte Middleware und ereignisgesteuerte Architektur
  • Publisher-Subscriber und Message Queues
  • Event Sourcing und ereignisgesteuerte Workflows
• Implementierung von Messaging-Systemen
  • Evaluierung von Messaging-Technologien (z. B. RabbitMQ, Apache Kafka)
  • Integration von Messaging-Mustern in Microservices
• Service-Orchestrierung vs. Choreographie
  • Zentralisierte Orchestrierung und Workflow-Engines
  • Dezentrale Choreographie und ereignisgesteuerte Zusammenarbeit
• Rolle und Vorteile eines API-Gateways
  • Aggregation und Routing von Anfragen
  • Durchsetzung von Authentifizierung und Autorisierung
  • Caching und Ratenbegrenzung
• Design und Implementierung eines API-Gateways
  • API-Gateway-Muster (z. B. Reverse Proxy, Fassade)
  • Sicherung von API-Gateway-Endpunkten
  • Protokollierung und Überwachung des API-Traffics
• Datenbesitz und Konsistenz in Microservices
  • Strategien zur Verwaltung von Daten pro Microservice
  • Aufrechterhaltung der Konsistenz bei verteilten Transaktionen
• Datenbank pro Service vs. gemeinsame Datenbank-Ansätze
  • Vor- und Nachteile jeder Herangehensweise
  • Polyglotte Persistenz und Auswahl der richtigen Datenbank
• Mechanismen zur Service-Entdeckung und -Registrierung
  • Event Sourcing und CQRS
  • Erfassung und Speicherung von Ereignissen für Audit und Wiederholung
  • Trennung von Lese- und Schreibmodellen
• Datenintegration und Synchronisationstechniken
  • Datenreplikation und eventuelle Konsistenz
  • API-Versionierung und Daten-Transformation
• Containerisierung mit Docker
  • Grundlagen von Docker und Container-Orchestrierung
  • Verpackung von Microservices in Container
• Orchestrierung mit Kubernetes
  • Bereitstellung und Verwaltung von Microservices in Kubernetes
  • Skalierung und Lastenausgleich mit Kubernetes
• Kontinuierliche Integration und Bereitstellung (CI/CD)-Pipelines
  • Einrichtung von CI/CD-Pipelines für Microservices
  • Automatisierte Test- und Bereitstellungsstrategien
• Überwachung und Beobachtbarkeit in einer Microservices-Umgebung
  • Protokollierung, Metriken und Tracing für Microservices
  • Implementierung zentralisierter Protokollierung und Protokollaggregation
  • Sammlung und Analyse von Metriken zur Leistungsüberwachung
  • Verteiltes Tracing zur Verfolgung von Anfragen und Fehlerbehebung
• Designmuster für Microservices
  • Circuit Breaker-Pattern für Fehlertoleranz
  • Saga-Pattern für verteilte Transaktionen
  • API-Gateway-Pattern für zentrales API-Managemen
• Sicherheitsaspekte in der Microservices-Architektur
  • Authentifizierungs- und Autorisierungsstrategien
  • Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) und OAuth
  • Absicherung der Kommunikation zwischen den Services
• Skalierbarkeits-, Robustheits- und Fehlertoleranzstrategien
  • Horizontale Skalierung und Lastenausgleich
  • Resilienzmuster (Retry, Timeout, Fallback)
  • Umgang mit Fehlern und Fehlerisolierung
• Fallstudien aus der realen Welt und gewonnene Erkenntnisse
  • Fallstudien erfolgreicher Microservices-Implementierungen
  • Herausforderungen und Strategien zur Überwindung dieser Herausforderungen
  • Best Practices und wichtigste Erkenntnisse aus realen Erfahrungen