Was ist Site Reliability Engineering (SRE)? - Dotcom-Monitor Was ist Site Reliability Engineering (SRE)? - Dotcom-Monitor

Was ist Site Reliability Engineering (SRE)?

Site Reliability Engineering spielt eine entscheidende Rolle für den reibungslosen Betrieb digitaler Dienste und den Gesamterfolg von Unternehmen. Seine Bedeutung liegt in seiner Fähigkeit, die Lücke zwischen Systementwicklung und Betrieb zu schließen und eine Kultur der Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Effizienz zu fördern. Unternehmen, die SRE einführen, können ihr Kundenerlebnis verbessern, Ausfallzeiten minimieren und kontinuierliche Verbesserungen vorantreiben.

Site Reliability Engineering (SRE) erklärt

Kurze Geschichte von (SRE)

Bedeutung von SREs

Grundprinzipien von SREs

Beobachtbarkeit in SREs

Rolle des Monitorings in SRE

Wichtige Metriken für SREs

Mögliche Nachteile von SREs

Beherrschung der Zuverlässigkeit von Baustellen

Site Reliability Engineering (SRE) hat sich zu einem Vorreiter entwickelt, der effiziente und zuverlässige Softwaresysteme für Unternehmen weltweit gewährleistet. In diesem Artikel werden die Geschichte, das Prinzip, die Bedeutung und die wesentlichen Metriken von SRE erörtert, die Ihre Perspektive auf den Aufbau und die Wartung robuster Onlinedienste neu gestalten werden.

Am Ende dieser Lektüre werden Sie ein umfassendes Verständnis dafür haben, wie SRE die Technologiebranche revolutioniert hat und es Unternehmen ermöglicht, eine bemerkenswerte Zuverlässigkeit zu erreichen und sich gleichzeitig an die sich entwickelnden Anforderungen der Benutzer anzupassen.

Site Reliability Engineering (SRE) erklärt

Site Reliability Engineering (SRE) ist eine Strategie zur Verwaltung und Wartung hochskalierbarer und zuverlässiger Softwaresysteme. Es macht Softwaresysteme zuverlässig, skalierbar und effektiv, indem es Softwareentwicklungspraktiken mit dem Betrieb kombiniert. Google hat SRE erfunden, um die Schwierigkeiten beim Betrieb anspruchsvoller Systeme mit einem hohen Bedarf an Verfügbarkeit zu lösen. Das primäre Ziel ist es, skalierbare und hochzuverlässige Softwaresysteme zu erstellen.

SRE kann von Einzelpersonen oder Teams innerhalb einer Engineering-Organisation durchgeführt werden. Zu den Problembereichen gehören Latenz, Leistung, Effizienz, Überwachung, Notfallreaktion und Kapazitätsplanung für das System. Softwareingenieure, Systemingenieure oder Systemadministratoren arbeiten häufig als Site Reliability Engineers (SREs).

Es gibt drei Schwerpunktbereiche in SRE: Automatisierung, Systemdesign und Verbesserung der Systemresilienz. Bei SRE sind IT-Experten bestrebt, Prozesse zu automatisieren und so einen effizienten und optimierten Betrieb zu gewährleisten. Sie befassen sich auch mit dem Systemdesign, um die Gesamtleistung zu optimieren und zu verbessern. Darüber hinaus zielen ihre Bemühungen darauf ab, die Widerstandsfähigkeit des Systems zu verbessern, um es robust zu machen und unerwarteten Herausforderungen standzuhalten.

SRE kann von jedem mit einer Reihe von Konzepten und Verfahren durchgeführt werden. Wie bei der Sicherheitstechnik wird von den Teams erwartet, dass sie zu guten Sicherheitspraktiken in SRE beitragen. Unternehmen koennen jedoch spezialisierte Fachleute einstellen, um SRE-Praktiken zu implementieren und zu verwalten.

Unternehmen können Sicherheitsingenieure einstellen, um ihre Internetnetzwerke zu schützen, und SREs einstellen, um ihre Ziele für die Systemzuverlässigkeit zu definieren und sicherzustellen. Während SRE gelegentlich als spezifische Anwendung von DevOps beschrieben wird, besteht sein Hauptziel darin, robuste und zuverlässige Systeme zu schaffen, wodurch es sich vom breiteren Anwendungsbereich von DevOps abhebt.

Kurze Geschichte des Site Reliability Engineering (SRE)

In den frühen 2000er Jahren führte Google Site Reliability Engineering (SRE) ein, um seine umfangreichen und komplexen Infrastrukturherausforderungen zu bewältigen. Das Hauptziel des SRE-Teams von Google war es, die Lücke zwischen konventionellem Betrieb und Softwareentwicklung zu schließen, um die Zuverlässigkeit der Google-Dienste zu gewährleisten.

Die Erkenntnis, dass konventionelle Betriebs- und Entwicklungsteams oft unabhängig voneinander arbeiteten, was zu Ineffizienzen und Zuverlässigkeitsproblemen führte, war der Auslöser für die Entstehung von SRE. Google wollte die Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Effizienz seiner Systeme verbessern, indem es Software-Engineering-Prinzipien in den Betrieb integrierte.

Im Jahr 2016 verfassten Jennifer Petoff, Niall Murphy, Betsy Beyer und Chris Jones das Buch “Site Reliability Engineering: How Google Runs Production Systems”, das einen umfassenden Überblick über den SRE-Ansatz von Google bietet. Diese wertvolle Ressource stellt ein umfassendes Framework dar, in dem die Prinzipien, Methoden und Erkenntnisse der SRE-Teams von Google geteilt werden. Unternehmen, die SRE-Praktiken einführen möchten, können von den im Buch enthaltenen Richtlinien profitieren, die es ihnen ermöglichen, die Werte, Verfahren und Lehren aus den SRE-Erfahrungen von Google zu übernehmen.

SRE hat ein bemerkenswertes Wachstum erlebt und ist bei Unternehmen aller Größen in verschiedenen Branchen weit verbreitet. Es hat sich zu einer angesehenen Disziplin innerhalb der DevOps-Community entwickelt und unterstreicht die Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs- und Betriebsteams. Dieser kooperative Ansatz ist zu einem grundlegenden Aspekt bei der Implementierung von SRE-Praktiken geworden und hat sich als entscheidend für die Verbesserung der Zuverlässigkeit und Effizienz von Systemen in der gesamten Branche erwiesen.

SRE hat sich weiterentwickelt und umfasst verschiedene Techniken und Tools, um die Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit der Systeme zu gewährleisten. Der Schwerpunkt liegt auf der Nutzung von Automatisierungs-, Überwachungs- und Incident-Response-Methoden, um zuverlässige und skalierbare Systeme bereitzustellen. Eine bemerkenswerte Praxis innerhalb von SRE ist die Erstellung und Überwachung von Service Level Objectives (SLOs), die als Benchmarks dienen, um das gewünschte Maß an Systemzuverlässigkeit zu bewerten und aufrechtzuerhalten.

Mit der zunehmenden Anerkennung von SRE haben Unternehmen die SRE-Leitprinzipien und -Praktiken angepasst und auf ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten. Letztendlich hat sich SRE als hervorragender Ansatz für die Verwaltung komplexer Systeme herausgestellt, der es Unternehmen ermöglicht, zuverlässige Dienste bereitzustellen und eine zufriedenstellende Benutzererfahrung zu bieten.

Die Bedeutung von Site Reliability Engineering (SRE)

Site Reliability Engineering ist aus verschiedenen Gründen sehr wichtig und hoch angesehen, darunter:

Verbesserte Zuverlässigkeit

Das primäre Ziel von SRE ist es, das konsistente Funktionieren von Softwaresystemen und -diensten sicherzustellen. SRE-Teams arbeiten daran, Serviceunterbrechungen und Ausfallzeiten zu minimieren, indem sie Service Level Objectives (SLOs) implementieren und erreichen. Sie erreichen dies, indem sie proaktive Überwachungs- und Incident-Response-Praktiken durchführen. Diese Anstrengungen erhöhen die Systemverfügbarkeit und -zuverlässigkeit und verbessern letztendlich die Benutzerzufriedenheit.

Skalierbarkeit und Leistung

SRE legt großen Wert darauf, Systeme zu schaffen, die mit steigenden Benutzererwartungen und steigenden Arbeitslasten umgehen können. SRE-Teams stellen sicher, dass Systeme mithilfe von Strategien zur Kapazitätsplanung, Lastverteilung und Leistungsoptimierung effektiv skaliert werden können. Infolgedessen koennen Unternehmen ein hohes Verkehrsaufkommen, Nachfragespitzen und Unternehmenserweiterungen bewältigen, ohne Leistungseinbußen zu erleiden.

Schnellere Reaktion auf Vorfälle und Wiederherstellung

SRE-Teams zeichnen sich durch die Durchführung von Analysen nach dem Ereignis und die rechtzeitige Reaktion auf Vorfälle aus. Ihre Expertise liegt darin, Probleme zu erkennen und praktische Lösungen zu erarbeiten. SRE-Experten arbeiten unermüdlich daran, die Auswirkungen von Vorfällen zu reduzieren und ihr erneutes Auftreten zu verhindern, indem sie effiziente Incident-Management-Verfahren implementieren und umfassende Bewertungen nach dem Vorfall durchführen. Dies trägt zur Aufrechterhaltung eines unterbrechungsfreien Geschäftsbetriebs, zur Reduzierung von Ausfallzeiten und zur Beschleunigung von Wiederherstellungsprozessen bei.

Effizienz- und Kostenoptimierung

SRE verbessert die Arbeitsabläufe, Verfahren und Ressourcen des Systems und fördert die operative Exzellenz. SRE-Teams sind bestrebt, die Produktivität zu steigern und gleichzeitig menschliche Fehler zu minimieren, indem sie sich wiederholende Aufgaben automatisieren, Prozesse optimieren und arbeitsintensive Aktivitäten rationalisieren. Dieser Ansatz steigert die Systemeffizienz und senkt die Kosten durch die sinnvolle Zuweisung von Ressourcen, die für die Wartung und den Betrieb des Systems erforderlich sind.

Zusammenarbeit und Abstimmung

SRE spielt eine entscheidende Rolle bei der Überbrückung der Kluft zwischen Entwicklungs- und Betriebsteams und erleichtert die Zusammenarbeit und die Abstimmung von Zielen. Die SRE-Ingenieure arbeiten eng mit den Entwicklungsteams zusammen, teilen sich die Verantwortlichkeiten und tauschen wertvolle Informationen aus. Diese Zusammenarbeit schafft hochzuverlässige und wartbare Systeme, da die operativen Aktivitäten während des gesamten Softwareentwicklungszyklus konsequent berücksichtigt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass das System mit den erforderlichen Maßnahmen konzipiert und implementiert wird, um die funktionalen Anforderungen zu erfüllen.

Kontinuierliche Verbesserung und Lernkultur

SRE fördert eine Kultur des Lernens aus Ereignissen und der kontinuierlichen Weiterentwicklung. SRE-Teams fördern eine Kultur des Lernens und der Verantwortlichkeit durch detaillierte Bewertungen nach dem Vorfall, die Dokumentation wertvoller Erkenntnisse und die Umsetzung von Präventionsmaßnahmen. Dieser Ansatz unterstützt Unternehmen dabei, systemische Probleme zu identifizieren, Arbeitsabläufe zu verbessern und ein ständiges Streben nach Verbesserung der Systemleistung und -zuverlässigkeit zu fördern.

Anmerkung: Die Vorteile von SRE können je nach Umgebung, Größe und Branche des Unternehmens variieren. Daher muessen Unternehmen ihre Beduerfnisse und verfuegbaren Ressourcen und alle potenziellen Auswirkungen auf die aktuellen Verfahren und die Kultur sorgfältig bewerten, bevor sie SRE implementieren.

Grundlagen des Site Reliability Engineering (SRE)

Im Folgenden sind einige grundlegende Prinzipien des Site Reliability Engineering aufgeführt.

Überwachung von Anwendungen

SRE-Teams wissen, dass während des Softwarebereitstellungsprozesses Fehler auftreten können. Anstatt nach Perfektion zu streben, bewerten sie daher die Softwareleistung auf der Grundlage von Service-Level-Agreements (SLAs), Service-Level-Indikatoren (SLIs) und Service-Level-Zielen (SLOs). Sie überwachen und verfolgen aktiv Leistungsdaten in Produktionsumgebungen, um Erkenntnisse zu gewinnen und fundierte Entscheidungen zu treffen. Dieser Ansatz erkennt die Unvermeidlichkeit von Fehlern an und betont gleichzeitig, wie wichtig es ist, die Systemleistung in Übereinstimmung mit definierten Zielen zu messen und zu verbessern.

Schrittweise Implementierung von Veränderungen

SRE-Praktiken fördern die konsistente Bereitstellung häufiger, geringfügiger Änderungen, um die Systemzuverlässigkeit aufrechtzuerhalten. SRE-Automatisierungstools führen die folgenden Aufgaben aus, indem sie standardisierte, sich wiederholende Verfahren nutzen.

Geringere Risiken im Zusammenhang mit Modifikationen
Bereitstellung von Feedbackschleifen zur Überwachung der Systemleistung
Beschleunigen und effizientes Ausführen von Änderungen

Automatisierung zur Verbesserung der Zuverlässigkeit

SRE befolgt Verfahren und Regeln, die die Zuverlässigkeit während des gesamten Lieferprozesses in den Vordergrund stellen. Hier sind einige Techniken, die Probleme direkt angehen:

Erstellung von Quality Gates, die auf Service-Level-Objectives (SLOs) ausgerichtet sind, um Probleme frühzeitig zu erkennen.
Verwendung von Service-Level-Indikatoren zur Automatisierung von Tests während des Build-Prozesses.
Frühzeitig in der Softwareentwicklung fundierte Architekturentscheidungen treffen, um ein belastbares System zu gewährleisten.

Observability im Site Reliability Engineering (SRE)

Der Observability-Ansatz hilft dem Softwareteam, sich auf unvorhergesehene Umstände vorzubereiten, wenn das Produkt für Endbenutzer verfügbar ist. SRE-Teams setzen Technologien ein, um ungewöhnliches Verhalten im Programm zu identifizieren und, was noch wichtiger ist, um Daten zu sammeln, die es Entwicklern ermöglichen, die Wurzel eines Problems zu identifizieren. In der SRE-Technologie beinhaltet Observability das Sammeln der folgenden Daten.

Metrics

Metriken sind quantitative Daten, die die Effektivität eines Systems oder die Leistung einer Anwendung zeigen. SRE-Teams verwenden Metriken, um Software zu identifizieren, die übermäßige Ressourcen verbraucht oder unangemessen funktioniert.

Baumstämme

Als Reaktion auf bestimmte Ereignisse generiert die SRE-Software detaillierte Datensätze mit Zeitstempel, die als Protokolle bezeichnet werden. Diese Protokolle dienen Softwareentwicklern als wertvolle Ressourcen, die es ihnen ermöglichen, zu verstehen, was zu einem bestimmten Problem geführt hat.

Spuren

Traces sind aufgezeichnete Beobachtungen des Codeflusses innerhalb eines verteilten Systems, die sich auf eine bestimmte Funktion konzentrieren. Es bietet eine detaillierte Darstellung der verschiedenen Vorgänge und Interaktionen innerhalb eines verteilten Systems, einschließlich Serviceaufrufen, Datenbankabfragen und externen API-Anforderungen.

Zum Beispiel können die folgenden Schritte beim Auschecken eines Warenkorbs enthalten sein:

Addieren der Kosten in der Datenbank und Authentifizierung beim Zahlungsgateway
Den Lieferanten die Aufträge geben

Name, ID und Zeit bilden eine Ablaufverfolgung. Sie helfen bei der Erkennung von Latenzproblemen und verbessern die Programmleistung. Traces werden häufig mit anderen Überwachungs- oder Observability-Techniken verwendet, um das End-to-End-Verhalten komplexer Systeme zu verstehen und Zuverlässigkeit und Leistung sicherzustellen.

Die Rolle des Monitorings im Site Reliability Engineering (SRE)

Die Überwachung in SRE umfasst die Beobachtung vordefinierter Metriken in einer Anwendung. Die Überwachungstools werden von Entwicklern mit den von ihnen gewählten Parametern konfiguriert, die für die Bewertung des Zustands der Anwendung von entscheidender Bedeutung sind. SRE-Teams sammeln und zeigen wichtige Daten an, die die Systemleistung in Diagrammen darstellen. SRE-Teams verfolgen die folgenden Indikatoren, um mehr Einblicke in die Systemzuverlässigkeit zu erhalten.

Latenz

Die Latenz bezieht sich auf die Verzögerung, die auftritt, wenn eine Anwendung auf eine Anforderung antwortet. Wenn Benutzer beispielsweise ein Formular auf einer Website absenden, dauert es etwa 3 Sekunden, bis sie zu einer Bestätigungsseite weitergeleitet werden.

Verkehr

Die Überwachung des Datenverkehrs misst die Anzahl der gleichzeitigen Benutzer, die Ihren Dienst nutzen, und ermöglicht es Softwareteams, Computerressourcen effizient zuzuweisen und ein gleichbleibend hohes Serviceniveau für alle Kunden aufrechtzuerhalten.

Errors

Ein Fehler tritt auf, wenn eine Anwendung nicht die erwarteten Ergebnisse ausführt oder liefert. SRE-Teams verwenden Software-Tools, um Anwendungsfehler automatisch zu überwachen und zu beheben, einschließlich Fällen, in denen Webseiten nicht geladen werden können oder bei Transaktionen Probleme auftreten.

Sättigung

Die Sättigung dient als Indikator für die Echtzeitkapazität einer Anwendung, wobei höhere Sättigungsgrade häufig zu einer verringerten Leistung führen. Website-Zuverlässigkeitsingenieure überwachen den Sättigungsgrad, um ihn unter einem bestimmten Schwellenwert zu halten und eine optimale Leistung zu gewährleisten.

Wichtige Metriken für Site Reliability Engineering (SRE)

SRE-Teams messen die Servicequalität und -zuverlässigkeit von Software anhand der folgenden Metriken.

Service-Level-Ziele (SLOs)

Service-Level-Ziele stellen präzise und quantifizierbare Ziele dar, von denen Sie sicher sind, dass die Software sie erreichen kann, ohne andere Metriken negativ zu beeinflussen. Im Folgenden finden Sie Beispiele für Service-Level-Ziele:

Betriebszeit: Die Dauer, die ein System ohne Unterbrechungen aktiv bleibt.
Systemdurchsatz: Die Rate, mit der das System Aufgaben oder Anforderungen verarbeitet.
System-Ausgang: Das Volumen oder die Menge der vom System generierten Ergebnisse.
Download-Rate: Die Geschwindigkeit, mit der eine Anwendung geladen und zugänglich wird.

Ein SLO garantiert die Zustellung an die Person, die das Programm verwendet. Zum Beispiel gewährleistet die Essensliefer-App mit einer Verfügbarkeit von 99,95 % SLO die Verfügbarkeit für Kunden mit minimalen Ausfallzeiten.

Service-Level-Indikatoren (SLIs)

SLIs liefern objektive Daten für die Überwachung, Bewertung und den Vergleich der Qualität eines Dienstes im Laufe der Zeit. Es misst die spezifischen Metriken, die in einem SLO beschrieben sind. In der Praxis können die aus SLIs ermittelten Werte vom Ziel-SLO abweichen. Beispielsweise kann die Betriebszeit Ihrer Anwendung mit einer aufgezeichneten Rate von 99,92 % der Zeit unter dem erwarteten SLO liegen. Dies bedeutet, dass die Verfügbarkeit der Anwendung etwas niedriger ist als das gewünschte Niveau.

Vereinbarungen zum Servicelevel (SLAs)

Service-Level-Agreements (SLAs) sind rechtsverbindliche Verträge, in denen die Folgen der Nichteinhaltung eines oder mehrerer Service Level Objectives (SLOs) festgelegt sind. Ein Beispiel für eine solche Vereinbarung ist die Verpflichtung, das Problem eines Kunden innerhalb von 24 Stunden nach Erhalt eines Berichts zu lösen, wodurch Sie verpflichtet werden, den Verbraucher zu entschädigen, wenn Ihr technisches Personal das Problem nicht innerhalb des angegebenen Zeitrahmens behebt.

Fehler Budgets

Fehlerbudgets stellen die zulässige Toleranz für die Nichteinhaltung von Service Level Objectives (SLOs) dar. Wenn ein SLO beispielsweise eine Betriebszeit von 99,95 % erfordert, ist eine Ausfallzeit von maximal 0,05 % akzeptabel. Wenn die Software jedoch diese zulässige Ausfallzeit überschreitet, wird das Softwareteam alle Ressourcen und Anstrengungen aufwenden, um das Programm zu stabilisieren.

Mögliche Nachteile von Site Reliability Engineering (SRE)

Ressourcenintensiv

Die Implementierung und Aufrechterhaltung einer SRE-Praxis erfordert erhebliche Ressourcen, einschließlich qualifizierter SRE-Ingenieure, spezialisierter Ausrüstung und einer robusten Infrastruktur. Dies kann für kleinere Unternehmen, die mit begrenzten Ressourcen oder knappen Budgets arbeiten, eine Herausforderung darstellen.

Kultureller Wandel

Die Einführung von SRE erfordert oft einen Wandel in der Unternehmenskultur, der Änderungen an bestehenden Verfahren, das Aufbrechen von Silos und die Förderung der Zusammenarbeit beinhaltet. Die Implementierung von SRE-Praktiken kann jedoch durch organisatorischen Widerstand gegen Veränderungen oder mangelnde Unterstützung behindert werden.

Anforderungen an die Fähigkeiten

SRE erfordert spezialisierte Fähigkeiten, die Softwareentwicklung, Betrieb und Domänenwissen kombinieren. Es ist jedoch schwierig, qualifizierte SRE-Ingenieure auf hart umkämpften Arbeitsmärkten zu finden und zu halten.

Überbetonung der Zuverlässigkeit

Einige Unternehmen legen möglicherweise übermäßig Wert auf Zuverlässigkeit, was zu einer übermäßig vorsichtigen Entscheidungsfindung und einem langsameren Innovationstempo führt. Es ist entscheidend, die richtige Balance zwischen Zuverlässigkeit und Flexibilität zu finden, um das Tempo des Fortschritts nicht zu unterdrücken.

Komplexität

Die Verwaltung einer Vielzahl hochentwickelter Systeme und Technologien kann schwierig sein. Um die Komplexität richtig zu bewältigen, müssen SRE-Teams über sich entwickelnde Technologietrends und Best Practices der Branche auf dem Laufenden bleiben.

Beherrschung der Zuverlässigkeit von Baustellen (SRE)

Vor der Einführung von SRE sollten Unternehmen jedoch ihre vorhandene Infrastruktur, die Zusammenarbeit im Team und die Bereitschaft berücksichtigen, in robuste Überwachungs- und Automatisierungstools zu investieren. Mit einem durchdachten Ansatz kann Site Reliability Engineering Unternehmen in die Lage versetzen, außergewöhnliche Zuverlässigkeit zu erreichen und ihr volles Potenzial auszuschöpfen.