Kapitel 2: Technische Handlungsfelder

Lernziele

Die 15 technischen Handlungsfelder der Lösungskonzeption kennen
Jedes Handlungsfeld mit Beispielen aus der Praxis anwenden können
Die Interdependenzen zwischen den Handlungsfeldern verstehen

Einleitung: Die ganzheitliche Sicht auf IT-Lösungen

Ein IT-Berater muss bei der Erstellung eines Lösungskonzepts diverse Dimensionen berücksichtigen, um eine zukunftsfähige, skalierbare und sichere Architektur zu gewährleisten. Die 15 technischen Handlungsfelder bilden einen umfassenden Rahmen, der alle relevanten Aspekte von der Architekturplanung bis zur Compliance abdeckt.

Warum Ganzheitlichkeit wichtig ist

Ein Berater konzipiert eine innovative Microservices-Architektur, ignoriert aber das Handlungsfeld "Betrieb & Monitoring". Das Ergebnis: Das System läuft in der Entwicklung hervorragend, stürzt aber im Produktionstbetrieb regelmäßig ab, ohne dass jemand weiß warum. Ohne Monitoring und Alarmierung bleibt ein Ausfall stundenlang unentdeckt – mit massiven Geschäftsfolgen.

Übersicht der 15 Handlungsfelder

mindmap
  root((Technische<br/>Handlungsfelder))
    Architektur
      Schichtenmodell
      Musterwahl
    Integration
      API-Design
      Schnittstellen
    Cloud & Hosting
      IaaS/PaaS/SaaS
      Multi-Cloud
    Sicherheit
      Auth/AuthZ
      Verschlüsselung
    Betrieb
      Monitoring
      Backups
    Datenhaltung
      Datenbankauswahl
      Datenfluss
    Performance
      Caching
      Lastverteilung
    Skalierbarkeit
      Horizontal
      Vertikal
    Verfügbarkeit
      HA-Architektur
      Disaster Recovery
    Testbarkeit
      Teststrategie
      CI/CD
    Deployment
      Infrastructure as Code
      Release-Management
    User Experience
      Responsive Design
      Accessibility
    Migration
      Legacy-Systeme
      Datenmigration
    Compliance
      DSGVO
      ISO 27001
    Kostenoptimierung
      TCO-Betrachtung
      Cloud-Cost-Management

Handlungsfeld 1: Architektur & Integration

Architekturplanung

Die Architektur ist das Fundament jeder IT-Lösung. Ein erfahrener Berater wählt das passende Architekturmuster basierend auf den Anforderungen.

Typische Architekturmuster:

Muster	Einsatzszenario	Vorteile	Nachteile
Monolith	Kleine bis mittlere Projekte, einfache Anforderungen	Einfache Entwicklung, leichte Deployment	Skalierbarkeit limitiert, enge Kopplung
3-Tier	Klassische Webanwendungen	Klare Trennung, bewährt	Moderne Microservices-Trends
Microservices	Große, komplexe Systeme, skalierbar	Unabhängige Skalierung, Flexibilität	Hohe Komplexität, verteilte Transaktionen
Event-Driven	Asynchrone Prozesse, lose Kopplung	Entkopplung, Skalierbarkeit	Debugging komplexer

Integration und Schnittstellen

Die Integration in die bestehende IT-Landschaft ist oft unterschätzt.

Integrationsarten:

flowchart LR
    subgraph "Sync Integration"
        S1[REST API]
        S2[SOAP]
        S3[GraphQL]
    end
    subgraph "Async Integration"
        A1[Message Queue<br/>Kafka, RabbitMQ]
        A2[Event Bus<br/>AWS EventBridge]
        A3[Webhooks]
    end
    subgraph "File-basiert"
        F1[SFTP/FTP]
        F2[Cloud Storage<br/>S3, Azure Blob]
    end

API-Design Best Practice

Verwenden Sie für neue APIs bevorzugt REST oder GraphQL. REST ist einfacher zu implementieren, GraphQL erlaubt flexiblere Datenabfragen. Für hochperformante, interne Kommunikation kann gRPC mit Protobuf überlegt werden.

Handlungsfeld 2: Infrastruktur-Moderne & Cloud

Virtualisierung

Virtualisierung ermöglicht die Ressourceneffizienz durch Partitionierung eines physischen Servers in mehrere virtuelle Maschinen (VMs).

Vorteile der Virtualisierung: - Bessere Ressourcennutzung - Schnellere Provisionierung - Einfachere Backup- und Recovery-Strategien - Konsolidierung von Servern

Cloud-Modelle

Die Entscheidung für oder gegen Cloud und welches Modell hat massive Auswirkungen auf Architektur und Kosten.

Cloud-Modell	Definition	Beispiele	Verantwortung
IaaS	Infrastruktur as a Service	AWS EC2, Azure VM, Google Compute Engine	OS, Runtime, Middleware, App, Data
PaaS	Platform as a Service	AWS Elastic Beanstalk, Heroku	Application, Data
SaaS	Software as a Service	Salesforce, Office 365	Konfiguration, Daten
FaaS	Function as a Service	AWS Lambda, Azure Functions	Funktion, Daten

Vendor Lock-in Risiko

Bei PaaS- und FaaS-Angeboten besteht das Risiko eines Vendor Lock-in. Prüfen Sie Multi-Cloud-Strategien oder Container-Orchestrierung (Kubernetes), um Portabilität zu gewährleisten.

Cloud-Entscheidungsframework

flowchart TD
    A[Anfang: Cloud-Entscheidung] --> B{Strategische Anforderungen?}
    B -->|Compliance, Standort| C[Private Cloud / On-Premise]
    B -->|Flexibilität, Kosten| D{Skalierbarkeit?}
    D -->|Statisch| E[Reserved Instances]
    D -->|Dynamisch| F{Anwendungsart?}
    F -->|Web-Frontend| G[Serverless / FaaS]
    F -->|Backend-Dienste| H[Container / Kubernetes]
    F -->|Datenbanken| I[Managed DB Service]

Handlungsfeld 3: Sicherheit & Compliance

Security-by-Design

Sicherheit muss von Anfang an in die Architektur integriert werden, nicht nachträglich.

Ebenen der Sicherheit:

graph TB
    subgraph "Application Layer"
        APP[Input Validation<br/>Authorization]
    end
    subgraph "Service Layer"
        SVC[Service-to-Service<br/>Auth]
    end
    subgraph "Infrastructure Layer"
        INF[VPC, Security Groups<br/>Firewall]
    end
    subgraph "Data Layer"
        DATA[Encryption at Rest<br/>TLS in Transit]
    end
    APP --> SVC --> INF --> DATA

Zero-Trust-Modell

Das Zero-Trust-Prinzip besagt: "Never trust, always verify." Jede Anfrage, auch aus dem internen Netzwerk, muss authentifiziert und autorisiert werden.

Zero-Trust-Komponenten: - Identity and Access Management (IAM) - Microsegmentierung - Endpunktsicherheit - Kontinuierliche Überwachung

Compliance-Rahmenwerke

Standard	Fokus	Relevanz für IT-Berater
DSGVO	Datenschutz in der EU	Obligatorisch für europäische Kunden
ISO 27001	Informationssicherheitsmanagement	Zertifikatsrelevanz für Kunden
SOC 2	Sicherheit, Verfügbarkeit, Vertraulichkeit	Wichtig für SaaS-Anbieter
PCI DSS	Kartenzahlung	Für E-Commerce-Anwendungen

Compliance-Checkliste

Vor der Implementierung prüfen: Welche regulatorischen Anforderungen gelten? Muss das System ISO 27001-zertifiziert werden? Werden personenbezogene Daten verarbeitet? Diese Fragen bestimmen die Sicherheitsarchitektur massgeblich.

Handlungsfeld 4: Betrieb & Automatisierung

Monitoring und Observability

Monitoring ist die Augen und Ohren einer IT-Lösung. Ohne Monitoring fliegen Probleme erst auf, wenn sie Kunden betreffen.

Die drei Säulen der Observability:

Säule	Was sie misst	Werkzeuge
Logs	Ereignisse, Fehler	ELK Stack, Splunk, CloudWatch
Metrics	Zahlenwerte über Zeit	Prometheus, Grafana, Datadog
Traces	Request-Flow durch System	Jaeger, Zipkin, AWS X-Ray

Infrastructure as Code (IaC)

IaC beschreibt die Infrastruktur als Code, was Konsistenz und Reproduzierbarkeit garantiert.

IaC-Tools:

Tool	Kategorie	Typische Anwendung
Terraform	Declarative	Multi-Cloud-Infrastruktur
AWS CloudFormation	Declarative	AWS-spezifische Infrastruktur
Ansible	Procedural	Konfigurationsmanagement
Kubernetes	Container-Orchestrierung	Microservices-Deployment

IaC-Vorteil

Mit IaC wird das gesamte Deployment reproduzierbar. Entwickler können die gleiche Infrastruktur lokal, in Test und Produktion aufsetzen. Das reduziert "works on my machine"-Probleme drastisch.

Handlungsfeld 5: Datenhaltung und Datenmodell

Datenbankauswahl

Die Wahl der richtigen Datenbank ist kritisch für Performance und Skalierbarkeit.

Datenbanktyp	Eigenschaften	Einsatzszenario
Relational (SQL)	ACID, strukturiert, Transaktionen	Finanzielle Transaktionen, ERP
Document (NoSQL)	Flexible Schema, horizontale Skalierung	Content-Management, Profile
Key-Value	Extrem schnell, einfache Abfragen	Caching, Session-Storage
Graph	Beziehungen, Netzwerke	Social Networks, Empfehlungen
Time-Series	Zeitstempel-Daten, Aggregationen	IoT-Monitoring, Metriken

Datenfluss- und Integrationsmuster

sequenceDiagram
    participant User
    participant API
    participant Service
    participant DB
    participant Cache
    participant MQ

    User->>API: Request
    API->>Cache: Check Cache
    Cache-->>API: Miss
    API->>Service: Process
    Service->>DB: Query
    DB-->>Service: Data
    Service->>Cache: Update Cache
    Service->>MQ: Publish Event
    Service-->>API: Response
    API-->>User: Response

Handlungsfeld 6: Performance & Skalierbarkeit

Caching-Strategien

Caching ist einer der effektivsten Performance-Booster, aber falsch angewendet ein Sicherheitsrisiko.

Caching-Level:

Application Cache (In-Memory)
Redis, Memcached
Schnellste Zugriffsgeschwindigkeit
Beschränkte Speicherkapazität
Database Cache
Query Cache, Buffer Pool
Transparent für Anwendung
CDN (Content Delivery Network)
CloudFront, Cloudflare
Globale Distribution statischer Inhalte

Load Balancing

Lastverteilung ist essenziell für Hochverfügbarkeit und Skalierbarkeit.

Load Balancing-Algorithmen:

Algorithmus	Beschreibung	Wann einsetzen
Round Robin	Reihum-Verteilung	Server mit gleicher Kapazität
Least Connections	An aktive Verbindungen	Variable Anfrageverarbeitung
IP Hash	Sticky Sessions basierend auf IP	Session-Affinität erforderlich

Skalierung ist nicht gleich Performance

Ein System kann skalierbar (fähig, Last zu verteilen) sein, aber trotzdem langsam. Skalierbarkeit löst keine Performance-Probleme, sie ermöglicht nur, dass sich Performance mit mehr Ressourcen verbessert.

Handlungsfeld 7: Testbarkeit & Quality Assurance

Test-Pyramide

Die Test-Pyramide zeigt das ideelle Verhältnis verschiedener Testarten.

graph TB
    subgraph "E2E Tests (10%)"
        E2E[Selenium, Cypress]
    end
    subgraph "Integration Tests (20%)"
        INT[API Tests, DB Integration]
    end
    subgraph "Unit Tests (70%)"
        UNIT[Jest, JUnit, PyTest]
    end
    E2E --> INT --> UNIT

Testautomatisierung und CI/CD

Continuous Integration und Continuous Deployment sind essenziell für schnelle, zuverlässige Releases.

CI/CD-Pipeline:

flowchart LR
    A[Code Push] --> B[Build]
    B --> C[Unit Tests]
    C --> D[Integration Tests]
    D --> E[Security Scan]
    E --> F[Deploy to Staging]
    F --> G[E2E Tests]
    G --> H[Manual Approval?]
    H -->|Ja| I[Deploy to Production]
    H -->|Nein| J[Rollback / Fix]

Zusammenfassung der Handlungsfelder

Die 15 technischen Handlungsfelder bilden einen umfassenden Rahmen, den ein IT-Berater bei jedem Lösungskonzept durchlaufen muss. Kein Handlungsfeld ist isoliert – sie beeinflussen sich gegenseitig.

Kernprinzipien:

Ganzheitlichkeit: Ignoriere kein Handlungsfeld, auch wenn es "nur" eine kleine Rolle spielt
Interdependenzen erkennen: Architektur beeinflusst Skalierbarkeit, Sicherheit beeinflusst Compliance
Pragmatismus vs. Perfectionismus: Ein 80%-Lösung, die tomorrow deployed wird, ist besser als eine 100%-Lösung, die never deployt wird
Kundenfokus: Jede technische Entscheidung muss einen geschäftlichen Wert generieren

Ein erfahrener IT-Berater navigiert sicher durch diese Handlungsfelder und schafft Lösungen, die nicht nur technisch elegant, sondern auch geschäftlich wertvoll sind.

Nächstes Kapitel: RACI & AKV