Ein Service Mesh vereint mehrere Funktionen in einer einzigen zusammenhängenden Schicht und bewältigt die Betriebs- und Sicherheitsherausforderungen, die Microservices-Ökosysteme mit sich bringen. Zu den wichtigsten Funktionen, die ein effektives Service Mesh definieren, gehören: 

• Zuverlässigkeit 
  Ein Service Mesh sorgt für eine stabile und effiziente Kommunikation, indem sogenannte „Sidecar-Proxys“ (schlanke Proxys, die neben jeder Microservices-Instanz bereitgestellt werden) verwendet werden, um den Datenverkehr zu verwalten und Richtlinien durchzusetzen. Das trägt dazu bei, auch in komplexen Umgebungen eine beständige Leistung zu gewährleisten. 
• Sicherheit 
  Indem Verschlüsselung und Zugriffssteuerung in die Kommunikation zwischen Services integriert werden, schützt ein Service Mesh die Daten während der Übertragung. Es zentralisiert die Verwaltung von Authentifizierungs- und Autorisierungsrichtlinien und minimiert Schwachstellen, wenn Microservices über das Netzwerk interagieren.
• Resilienz 
  Durch die Integration von Mechanismen wie Neuversuchen, Sicherungen und Zeitüberschreitungen stärkt ein Service Mesh die allgemeine Resilienz von Anwendungen. Diese Funktionen helfen dabei, die Auswirkungen von Serviceausfällen oder Netzwerkunterbrechungen zu mindern und die Verfügbarkeit kritischer Services zu wahren. 
• Beobachtbarkeit 
  Ein Service Mesh bietet tiefe Einblicke in die Systemleistung, indem Telemetriedaten erfasst, Anfragen-Flows nachverfolgt und Protokolle aggregiert werden. Diese Funktionen helfen IT-Teams dabei, die Serviceintegrität zu überwachen und Engpässe zu erkennen. Außerdem können sie so Probleme effektiver beheben. 
• Datenverkehrsmanagement 
  Dank erweiterter Weiterleitungsfunktionen lässt sich mit einem Service Mesh präzise steuern, wie der Datenverkehr zwischen Services fließt. Dazu gehören Techniken wie die Aufteilung des Datenverkehrs für stufenweise Bereitstellung, die dynamische Weiterleitung von Anfragen sowie Fehlerinjektion zum Testen des Systemverhaltens in verschiedenen Szenarien. 
• Entkoppelte Kommunikation 
  Ein Service Mesh trennt die Netzwerkverwaltung von der Anwendungslogik und stellt sicher, dass Änderungen an der Servicekommunikation nicht die Anwendungsfunktionalität beeinträchtigen. Diese Abstraktion vereinfacht die Entwicklung und sorgt gleichzeitig für einheitliche Kommunikationspraktiken im gesamten System. 

API-Gateways und Service Meshes sind Tools zur Verwaltung der Kommunikation innerhalb von Microservices-Architekturen. Daher haben sie viele Gemeinsamkeiten: Beide verbessern Konnektivität, Sicherheit und Beobachtbarkeit. Sie arbeiten jedoch auf verschiedenen Ebenen der Infrastruktur und zielen auf unterschiedliche Arten von Datenverkehr ab. Genauer gesagt unterscheidet sich ein API-Gateway auf folgende Weise von einem Service Mesh: 

• Operativer Fokus 
  Die Verwaltung von APIs als Produkte ist ein Kernziel eines API-Gateways, das häufig API-Versionsverwaltung, -Analytics und -Entwicklungstools umfasst. Im Gegensatz dazu konzentriert sich ein Service Mesh auf die Zuverlässigkeit und Resilienz von Microservices. 
• Datenverkehrstyp und -umfang 
  API-Gateways konzentrieren sich auf den Nord-Süd-Datenverkehr, bei dem externe Anfragen in das System gelangen oder das System verlassen. Im Gegensatz dazu verarbeiten Service Meshes den Ost-West-Datenverkehr und konzentrieren sich auf die Kommunikation zwischen Services innerhalb des Systems. 
• Primäre Funktion 
  Der Hauptzweck eines API-Gateways besteht darin, als zentraler Zugriffspunkt zu fungieren, externe Anfragen weiterzuleiten, die Authentifizierung zu verwalten und die API-Integration zwischen externen Systemen und internen Services zu ermöglichen. Ein Service Mesh verbessert die interne Kommunikation, indem es Serviceerkennung und Lastenausgleich ermöglicht und einen sicheren Datenaustausch priorisiert. 
• Bereitstellungsstandort 
  API-Gateways befinden sich am Rand (Edge) eines Netzwerks und regeln den Zugriff auf interne Services. Ein Service Mesh arbeitet intern und stellt neben Microservices auch Sidecar-Proxys bereit, um die Kommunikation direkt innerhalb der Infrastruktur zu verwalten. 
• Sicherheitsansatz 
  Externe Sicherheit ist eine Schlüsselfunktion von API-Gateways, die den Zugriff durch Anwenderauthentifizierung, Autorisierung und IP-Filterung schützen. Ein Service Mesh konzentriert sich hingegen auf die interne Cybersicherheit, indem die Kommunikation zwischen Services verschlüsselt wird und gegenseitiges TLS (Mutual TLS, mTLS) sowie präzise Zugriffssteuerungen implementiert werden. 

Mit zunehmender Komplexität von Microservices-Architekturen wird die Verwaltung der Kommunikation zwischen Services immer schwieriger. Ein Service Mesh bietet eine leistungsstarke Lösung, indem die Kontrolle über die Servicekommunikation zentralisiert wird. Das bringt eine Reihe klarer Vorteile mit sich. 

Vorteile eines Service Mesh

Ein Service Mesh bietet verschiedene Funktionen, die kritische Herausforderungen in verteilten Systemen bewältigen. Zu diesen Vorteilen zählen: 

• Serviceerkennung 
  Die manuelle Verwaltung von Serviceendpunkten in dynamischen Umgebungen wird mit zunehmender Anzahl der Services immer schwieriger. Ein Service Mesh automatisiert die Serviceerkennung mithilfe einer Registrierung, um Services und ihre Standorte in Echtzeit nachzuverfolgen. Diese Funktion reduziert den betrieblichen Aufwand und stellt sicher, dass sich Services gegenseitig lokalisieren und miteinander interagieren können, wenn sich die Umgebung weiterentwickelt. 
  
• Datenverkehrsmanagement 
  Die Fähigkeit, den Datenverkehrsfluss zwischen Microservices zu steuern, ist für die Aufrechterhaltung von Leistung und Zuverlässigkeit unerlässlich. Ein Service Mesh unterstützt erweiterte Funktionen wie Lastenausgleich, Anfragenweiterleitung und Datenverkehrsaufteilung, damit Unternehmen ihre Ressourcen optimal nutzen können. 
  
• Flächendeckende Sicherheit 
  Der Schutz sensibler Daten innerhalb einer verteilten Anwendung ist eine echte Herausforderung, insbesondere wenn Services häufig kommunizieren. Ein Service Mesh setzt die Netzwerksicherheit durch, indem der Datenverkehr verschlüsselt und eine präzise Zugriffssteuerung angewendet wird. Das hilft, die Interaktionen zwischen Services zu schützen, und ermöglicht es Unternehmen, ein „Zero Trust“-Sicherheitsmodell einzuführen. 
  
• Beobachtbarkeit und Nachverfolgbarkeit 
  Einblicke in die Leistung und das Verhalten von Microservices sind entscheidend, um Engpässe zu erkennen und Probleme zu beheben. Ein Service Mesh bietet integrierte Beobachtbarkeit, indem es Metriken erfasst, Anfragen über Services hinweg nachverfolgt und Protokolle aggregiert. Diese Einblicke helfen IT-Teams, den Systemzustand zu überwachen und Probleme effektiver zu lösen.
  
• Netzwerkautomatisierung 
  Die manuelle Verwaltung der Servicekommunikation kann zu Abweichungen und betrieblichen Ineffizienzen führen. Ein Service Mesh automatisiert wichtige Prozesse wie Wiederholungen, Zeitüberschreitungen und Sicherungen und fördert so einheitliche Kommunikationspraktiken über alle Services hinweg. Das reduziert menschliche Fehler und verbessert die allgemeine Zuverlässigkeit des Systems. 

Herausforderungen rund um Service Meshes

Service Meshes bieten zwar erhebliche Vorteile, doch ihre Implementierung kann auch Herausforderungen mit sich bringen. Berücksichtigen Sie bei der Erwägung einer Service Mesh-Lösung die folgenden potenziellen Probleme: 

• Integration 
  Die Einführung eines Service Mesh erfordert die Integration in vorhandene Anwendungen, Tools und Workflows, was ein komplizierter und zeitaufwändiger Prozess sein kann. Bevor sich Unternehmen für eine Service Mesh-Lösung entscheiden, sollten sie sie auf die Kompatibilität mit ihrer aktuellen Infrastruktur prüfen. 
  
• Erhöhte Komplexität 
  Durch die Einführung eines Service Mesh wird die Anwendungsinfrastruktur um eine zusätzliche Schicht erweitert, was das Potenzial für Fehlkonfigurationen erhöhen kann. Schaffen Sie klare Governance, und setzen Sie Best Practices für die Konfigurationsverwaltung ein, um den Betrieb zu vereinfachen und Fehler zu reduzieren. 
  
• Lernkurve 
  Service Meshes erfordern spezielles Wissen für Konfiguration, Überwachung und Fehlerbehebung. Das kann Teams, die mit der Technologie nicht vertraut sind, erst einmal überfordern. Investieren Sie in Teamschulungen und Dokumentation, um diese Kompetenzlücke zu schließen, und nutzen Sie den Support des Service Mesh-Anbieters, um spezifische Probleme zu lösen.

Datenebene

Die Datenebene ist für die Verwaltung des Datenverkehrs zwischen Microservices verantwortlich. Sie besteht aus Sidecar-Proxys, die für Aufgaben wie die folgenden verantwortlich sind: 

• Anfragen zwischen Services abfangen und weiterleiten 
• Verschlüsselte Kanäle zwischen Quellen und Zielen einrichten, um die Kommunikation schützen 
• Resilienzfunktionen implementieren, um die Serviceverfügbarkeit bei Ausfällen oder Verlangsamungen aufrechtzuerhalten 

Durch die Verwaltung dieser Funktionen optimiert die Datenebene die Kommunikation im gesamten Netzwerk und reduziert gleichzeitig die Belastung einzelner Microservices. 

Steuerungsebene

Die Steuerungsebene fungiert als zentraler Verwaltungshub für das Service Mesh. Sie bietet Administratoren Tools, mit denen sie Richtlinien definieren, Weiterleitungsregeln konfigurieren und Sicherheitseinstellungen durchsetzen können. Zu den wichtigsten Aufgaben der Steuerungsebene gehören: 

• Serviceregistrierung verwalten, die alle Services und ihre Standorte innerhalb des Netzes verfolgt  
  
• Serviceerkennung automatisieren, indem neue Services registriert und inaktive Services entfernt werden  
  
• Konfigurationen an die Datenebene verteilen, damit sich Proxys anpassen können, ohne den Servicebetrieb zu unterbrechen  
  
• Telemetriedaten (Metriken, Protokolle und Traces) aggregieren, um Einblicke in die Systemleistung und -integrität zu erhalten 

Mit der Steuerungsebene können Änderungen an der Service Mesh-Konfiguration – z. B. Updates von Sicherheitsrichtlinien oder Datenverkehrsregeln – in Echtzeit angewendet werden, ohne dass ein Neustart des Service erforderlich ist. 

Die Bereitstellung eines Service Mesh ist keine punktuelle Aufgabe: Um eine effektive Integration in die vorhandene Microservices-Architektur zu gewährleisten, ist in der Regel ein durchdachter Ansatz erforderlich, der mehrere Schritte umfasst. Im Folgenden finden Sie die wichtigsten Schritte für die Implementierung eines Service Mesh:

• Aktuelle Microservices-Architektur bewerten 
  Beginnen Sie mit der Bewertung der vorhandenen Architektur, um Problempunkte, Skalierbarkeitsanforderungen und Bereiche zu identifizieren, in denen die Resilienz verbessert werden könnte. Das trägt dazu bei, klare Ziele und Erwartungen für das Service Mesh festzulegen. Erstellen Sie eine Prüfliste der gewünschten Ergebnisse, um die Implementierung zu leiten, und messen Sie die Auswirkungen nach der Bereitstellung. 

• Richtige Service Mesh-Lösung auswählen 
  Recherchieren Sie verschiedene Service Mesh-Lösungen, um zu ermitteln, welche am besten zu Ihren Zielen und Ihrer Umgebung passen. Führen Sie Proofs-of-Concept durch, um die Kompatibilität und Funktionalität zu prüfen, bevor Sie sich für eine Lösung entscheiden.
• Strategie für schrittweise Einführung entwickeln 
  Versuchen Sie nicht, die gesamte Implementierung auf einmal durchzuführen. Beginnen Sie stattdessen mit einer kleinen Teilmenge Ihrer Services. Nutzen Sie diese Services, um potenzielle Herausforderungen zu identifizieren und Konfigurationen zu optimieren, bevor Sie die Implementierung schrittweise erweitern. Nehmen Sie hierbei nach Bedarf Anpassungen vor.
• Service Mesh integrieren und konfigurieren 
  Sobald die Phasenstrategie implementiert ist, stellen Sie die Steuerungs- und Sidecar-Proxys für die Pilotservices bereit. Verwenden Sie diese Phase, um die Service Mesh-Einstellungen zu optimieren und so die Leistung zu verbessern. 
• Während und nach der Bereitstellung überwachen und Probleme beheben 
  Nutzen Sie die Beobachtbarkeitsfunktionen des Service Mesh, um Metriken, Protokolle und verteilte Traces zu überwachen. Richten Sie Prozesse für Warnungen und Incident-Reaktion ein, um Probleme schnell zu identifizieren, die möglicherweise behoben werden müssen. Überprüfen Sie regelmäßig die Leistung und Skalierbarkeit, um sicherzustellen, dass das Service Mesh wie vorgesehen funktioniert. 

ServiceNow bietet spezielle Anwendungen auf Basis der KI-gestützten ServiceNow AI Platform, die für die Integration in Mesh-Technologien konzipiert sind und Unternehmen bei der Optimierung ihrer Service Mesh-Bereitstellungen helfen. Service-Observability führt Telemetriedaten auf einer nahtlosen Plattform zusammen, damit Teams Abhängigkeiten überwachen, potenzielle Unterbrechungen vorhersagen und schnell die Ursachen von Serviceproblemen identifizieren können. Darüber hinaus bietet Service-Mapping eine vollständige, dynamische Übersicht digitaler Services, die veranschaulicht, wie Microservices und Infrastruktur interagieren. Zusammen unterstützen diese Lösungen IT- und DevOps-Teams dabei, hochleistungsfähige, sichere und resiliente Service Mesh-Umgebungen zu gewährleisten. 

Durch den Einsatz dieser Anwendungen können Unternehmen serviceorientierte Prozesse aufbauen, um Probleme zu diagnostizieren und zu priorisieren, Datenverkehrsflüsse zu optimieren und die Compliance mit Kundenservice-Servicelevel-Vereinbarungen (Service Level Agreements, SLAs) zu gewährleisten. Verkürzen Sie die durchschnittliche Zeit bis zur Lösung, indem Sie Unterbrechungen schneller lokalisieren und mit proaktiver Problemerkennung die Zuverlässigkeit gewährleisten. Verfolgen Sie Microservices in Service Mesh-Architekturen dynamisch nach, und visualisieren Sie die Beziehungen zwischen Komponenten. Zusammen sorgen diese und zusätzliche Funktionen dafür, dass Ihre Service Mesh-Lösung zu einer zuverlässigen Grundlage für die Bereitstellung skalierbarer, sicherer und hochleistungsfähiger digitaler Services wird.  

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