AWS und Microservice Überblick

Praktische API-Schnittstellen für einen Summenberechnungsdienst¶

Einführung¶

Dieses Dokument erläutert die wesentlichen Konzepte und praxisorientierten Schritte zur Entwicklung eines Webdienstes, der Summen berechnen kann. Der Dienst wird mithilfe eines passenden Frameworks auf einem Raspberry Pi umgesetzt und ermöglicht den Datenaustausch mit anderen Systemen über eine API-Schnittstelle.

Ziel des Projekts¶

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines einfachen Webdienstes zur Summenberechnung. Die Funktionalität soll über eine API verfügbar sein, die das berechnete Ergebnis in einer strukturierten Form zurückliefert.

Auswahl der Programmiersprache und des Frameworks¶

Für die Umsetzung wird Python verwendet, da es mit Bibliotheken wie Flask einfache Lösungen für Webdienste bietet. Flask ist ein vielseitiges Framework, das sich sowohl für kleinere als auch für umfangreichere Anwendungen eignet.

Datenaustausch zwischen Dienst und aufrufenden Systemen¶

Die Kommunikation erfolgt über eine API, die HTTP-Methoden wie GET und POST nutzt. JSON (JavaScript Object Notation) wird als Datenformat gewählt, da es kompakt und in fast jeder Programmiersprache gut verarbeitet werden kann.

Einrichtung des Raspberry Pi für den Dienst¶

Um den Dienst auf einem Raspberry Pi bereitzustellen, sind folgende Schritte notwendig:

Python und Flask installieren: Flask und alle nötigen Pakete werden über den Paketmanager von Python installiert.
Netzwerkkonfiguration: Der Raspberry Pi wird im Netzwerk konfiguriert, damit er API-Anfragen empfangen kann.
Start des Webdienstes: Der Dienst wird gestartet, sodass er HTTP-Anfragen verarbeiten kann.

Vorteile der JSON-Datenstruktur¶

JSON eignet sich hervorragend für Webanwendungen, da es leichtgewichtig, gut strukturiert und einfach lesbar ist. Komplexe Daten lassen sich übersichtlich darstellen und sind in vielen Programmiersprachen leicht zu verarbeiten.

Robustheit und Fehlerbehandlung¶

Ein stabiler Dienst sollte in der Lage sein, fehlerhafte Eingaben zu erkennen und darauf sinnvoll zu reagieren. Zu den möglichen Massnahmen gehören:

Eingabeverifizierung: Prüfen, ob die Daten vollständig und im richtigen Format vorliegen.
Fehlermeldungen: Zurückgeben verständlicher Fehlermeldungen, die aufzeigen, was nicht korrekt ist.

Schnittstellendeklaration des Dienstes¶

Eine klare Definition der API-Schnittstelle sollte folgende Informationen enthalten:

Beschreibung der API-Endpunkte: Details zu den verfügbaren Endpunkten und ihrer Funktion.
Erforderliche Eingaben: Beschreibung der erwarteten Parameter, deren Datentypen und zulässige Werte.
Rückgabeformat: Die Struktur der JSON-Daten, die der Dienst zurückgibt.

Analyse des Flask-Frameworks¶

Flask ist ein schlankes und flexibles Web-Framework für Python, das einfach zu implementieren und anpassbar ist. Die wichtigsten Vor- und Nachteile von Flask:

Vorteile: Schnell und einfach einzurichten, ideal für kleine Projekte. Zudem ist es flexibel und kann mit vielen Bibliotheken erweitert werden.
Nachteile: Weniger umfangreich als grössere Frameworks wie Django, was bei sehr komplexen Anwendungen einen Nachteil darstellen kann. Für grössere und skalierbare Anwendungen sind zusätzliche Sicherheits- und Skalierungslösungen erforderlich.

Sicherheitsmassnahmen für den Webdienst¶

Um die Sicherheit des Dienstes zu erhöhen, können insbesondere in Bezug auf Benutzereingaben folgende Massnahmen ergriffen werden:

Eingabeverifizierung: Sicherstellen, dass die Eingabedaten korrekt sind, um Angriffe wie SQL-Injections zu verhindern.
Datenverschlüsselung: Nutzung von HTTPS für die Übertragung sensibler Daten.
Authentifizierung: Zugangssteuerung, damit nur berechtigte Nutzer den Dienst verwenden können.

Herausforderungen bei der Bereitstellung auf dem Raspberry Pi¶

Die Bereitstellung des Dienstes auf einem Raspberry Pi bringt einige Herausforderungen mit sich:

Leistungsgrenzen: Der Raspberry Pi hat begrenzte Rechenleistung und Speicher. Daher ist eine effiziente Programmierung wichtig.
Stabile Netzwerkverbindung: Eine zuverlässige Netzwerkverbindung ist notwendig, um eine durchgängige Verfügbarkeit des Dienstes zu gewährleisten.

Durch regelmässige Tests und Überwachung kann die Stabilität des Dienstes gesichert werden.

Struktur der Rückgabewerte¶

Die Rückgabewerte des Dienstes sollten strukturiert und einfach verständlich sein und folgende Informationen beinhalten:

Statusmeldungen: Angabe, ob die Berechnung erfolgreich war oder ob ein Fehler aufgetreten ist.
Datenfelder: Klare und eindeutige Bezeichnungen für die berechnete Summe und andere relevante Werte.
Fehlercodes und -meldungen: Verständliche Fehlerbeschreibung und entsprechende Codes, damit aufrufende Systeme Fehler korrekt verarbeiten können.

Zusammenfassung¶

Der Summenberechnungsdienst stellt eine einfach zugängliche API zur Berechnung von Summen bereit. Durch die Nutzung von Flask und JSON wird die Entwicklung und Bereitstellung auf dem Raspberry Pi vereinfacht. Eine klare Schnittstellendeklaration, Sicherheits- und Leistungsaspekte sind essenziell für die Qualität des Dienstes.

AWS und Microservices – Ein Überblick¶ Dieses Dokument bietet eine Einführung in die Konzepte der Microservice-Architektur, Docker-Container und CI/CD-Pipelines im Kontext einer verteilten Node.js-Web-App, wie z.B. der "Kaffee-App".

Unterschiede zwischen Monolithischer und Microservice-Architektur¶ Eine monolithische Anwendung ist eine grosse, in sich geschlossene Anwendung, in der alle Funktionen in einem einzigen Code-Paket integriert sind. Microservices hingegen sind kleinere, spezialisierte Dienste, die jeweils eine bestimmte Funktion abdecken und unabhängig voneinander entwickelt, getestet und bereitgestellt werden können.

Hauptunterschiede sind:

Flexibilität und Skalierbarkeit: Microservices ermöglichen es, einzelne Dienste unabhängig voneinander zu skalieren, während Monolithen als Ganzes skaliert werden müssen. Wartbarkeit: Microservices sind einfacher zu warten und zu aktualisieren, da Änderungen an einem Dienst nicht das gesamte System beeinflussen. Entwicklungsgeschwindigkeit: Teams können parallel an verschiedenen Microservices arbeiten, was die Entwicklungszeit verkürzt. Vorteile der Microservice-Architektur für die "Kaffee"-App¶ Für die Node.js-Web-App "Kaffee" bietet die Aufteilung in Microservices mehrere Vorteile:

Verbesserte Skalierbarkeit: Jeder Dienst der App, wie z.B. Bestell- oder Zahlungsdienst, kann unabhängig voneinander skaliert werden, um auf schwankende Nachfragen zu reagieren. Unabhängige Bereitstellung: Neue Features oder Updates können für einzelne Services bereitgestellt werden, ohne das gesamte System zu beeinträchtigen. Schnelleres Testing und Debugging: Fehler in einem Microservice sind leichter zu lokalisieren und zu beheben, was die Stabilität der Anwendung verbessert. Docker-Container und Möglichkeiten¶ Docker-Test-Container ermöglichen das Isolieren und Testen von einzelnen Services in separaten Umgebungen. Die Verwendung von Docker eröffnet neue Möglichkeiten:

Cluster-Bildung: Container können in Clustern organisiert werden, um Lasten effizient zu verteilen und Redundanz zu schaffen. Target Groups und Load Balancing: Durch die Bildung von Target Groups können spezifische Container für unterschiedliche Aufgaben oder Datenströme optimiert werden. Ein Application Load Balancer (ALB) kann dann den Traffic gleichmässig auf die verschiedenen Container verteilen, um die Leistung zu optimieren. Automatisierung des Entwicklungsprozesses mit CI/CD-Pipelines¶ Eine Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD) Pipeline automatisiert den Softwareentwicklungsprozess und ermöglicht es, Änderungen schneller und sicherer bereitzustellen.

Continuous Integration (CI): Entwickler können Codeänderungen kontinuierlich integrieren und auf Fehler testen, was die Fehlererkennung beschleunigt. Continuous Deployment (CD): Neue Features und Bugfixes können automatisch an die Produktionsumgebung übergeben werden, was eine schnellere Reaktionszeit und weniger manuellen Aufwand bedeutet. CI/CD-Pipelines verbessern die Effizienz und Zuverlässigkeit, indem sie repetitive Aufgaben und Tests automatisieren und so die Produktivität der Entwickler steigern.

Zusammenfassung¶ Microservices, Docker-Container und CI/CD-Pipelines ermöglichen eine skalierbare, flexible und effiziente Architektur für moderne Anwendungen wie die "Kaffee"-App. Durch die Automatisierung und Aufteilung in eigenständige Services lassen sich Entwicklungs- und Betriebsprozesse stark verbessern.

Es begreuntzt die LEistungsstäre durch parallele Verbarbeitung