Konzeption, Design und Umsetzung einer Microservices-Architektur auf der Google Cloud Platform

Abstract

Die vorliegende Bachelorarbeit fokussiert sich auf die Transformation eines bestehenden Softwareprototyps in eine Microservices-Architektur, implementiert auf der Google Cloud Platform (GCP). Als Fallbeispiel dient die Applikation Nachrichtenmanagement, die Machine-Learning-Dienstleistungen für den Finanzsektor anbietet. Vier zentrale Forschungsfragen leiten die Arbeit: die konzeptionelle Aufteilung der Software in Microservices, die Bewältigung der Herausforderungen einer verteilten Architektur, die Umsetzung einer skalierbaren und erweiterbaren Architektur auf der GCP und die Auswirkungen der Verwendung von Serverless-Technologien.

In der Arbeit wird ein systematisches Dekompositionsverfahren angewendet, unterstützt durch Domain-Driven Design, um die Software in unabhängige Microservices aufzuteilen. Die speziellen Herausforderungen und erhöhte Komplexität, die mit Microservices-Architekturen einhergehen, werden durch Ansätze wie das Saga-Pattern und Infrastructure-as-Code adressiert. Durch die Fokussierung auf Serverless-Technologien und die Auswahl geeigneter GCP-Dienste wird eine Architektur geschaffen, die minimale operationale Tätigkeiten erfordert und hoch skalierbar ist. Dabei arbeitet sie in allen Belastungsszenarien kosteneffizient - von komplett ausbleibendem Nutzerverkehr bis hin zu hunderttausenden täglichen Anfragen.

Die Arbeit identifiziert zudem Herausforderungen bei der Anwendung des Saga-Patterns in Serverless-Architekturen und diskutiert alternative Ansätze für zukünftige Forschungen. Das Nachrichtenmanagement wird zum gegenwärtigen Zeitpunkt aktiv beim Partnerunternehmen weiterentwickelt. Als zukünftige Schritte stehen eine geschlossene Testphase und die darauffolgende Produktivschaltung der Applikation an.