Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen (Kubernetes)

Das Muster für das Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen wird in Kubernetes hauptsächlich mithilfe der Software ArcGIS Enterprise on Kubernetes bereitgestellt.

ArcGIS Enterprise on Kubernetes verwendet Microservices und Containerisierung, um eine cloudnative Architektur bereitzustellen, die entweder auf der Kubernetes-Plattform Ihrer Organisation oder im Kubernetes-Service Ihres Cloud-Anbieters ausgeführt wird. Es verwendet Container, um GIS-Prozesse in Microservices aufzuteilen, von denen jeder eine diskrete, fokussierte Funktion ausführt. Jeder Microservice wird in einem Container ausgeführt, der alles enthält, was zur Ausführung der jeweiligen Anwendung erforderlich ist. In einem Pod ist mindestens ein Container untergebracht. Zudem enthält er Speicherressourcen, eine Netzwerkidentität und eine Reihe von Regeln, wie der Container ausgeführt werden soll. Der Kubernetes-Cluster orchestriert und verwaltet die ArcGIS Enterprise on Kubernetes-Container.

ArcGIS Enterprise on Kubernetes ist für Organisationen vorgesehen, die Kubernetes nutzen, um ihre containerisierten Anwendungen zu orchestrieren und zu verwalten.

Zugehörige Ressourcen:

Basisarchitektur

Im Folgenden finden Sie eine typische Basisarchitektur für ein Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen, das auf Kubernetes bereitgestellt wird.

Dieses Schema sollte nicht unbearbeitet übernommen werden und als Design für Ihr System verwendet werden. Es gibt viele wichtige Faktoren und Entscheidungen bezüglich des Designs, die Sie für Ihr System berücksichtigen sollten. Weitere Informationen finden Sie im Thema Verwenden von Systemmustern. Darüber hinaus zeigt das unten abgebildete Schema nur die Basisfunktionen des Systems. Bei der Bereitstellung erweiterter Funktionen können zusätzliche Systemkomponenten erforderlich sein.

Basisarchitektur für das Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen (Kubernetes)

Die oben dargestellten Funktionen entsprechen den ab Juli 2025 verfügbaren Funktionen.

Zu den wichtigsten Komponenten dieser Architektur gehören folgende:

  • Eine Basisbereitstellung von ArcGIS Enterprise on Kubernetes-Containern im Kubernetes-Cluster. Diese enthält vier Kategorien von Pods, die verschiedenen Systemfunktionen entsprechen. Dazu zählen GIS-Services, systemverwalteter Speicher, Framework und Verwaltungs-Pods. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation zu ArcGIS Enterprise on Kubernetes.
  • Ein Load Balancer ist erforderlich, um Datenverkehr auf die einzelnen Worker-Knoten zu verteilen. Weitere Informationen finden Sie unter Systemnetzwerkanforderungen für ArcGIS Enterprise on Kubernetes.
  • Zur Unterstützung der von ArcGIS Enterprise on Kubernetes gehosteten und verwalteten Unternehmensanwendungen kann eine Vielzahl von Data Stores verwendet werden, einschließlich Dateispeicher, Cloud Data Warehouses und Datenbanken. Der vom System verwaltete Speicher vom Typ “relational” kann auch zum Speichern von von ArcGIS verwalteten Daten verwendet werden, die Unternehmensanwendungen unterstützen. Weitere Informationen über Data Stores in ArcGIS sowie über Daten und Veröffentlichung mit ArcGIS Enterprise.
  • Der Objektspeicher bietet einen von ArcGIS verwalteten Speicher für hochgeladene und gespeicherte Inhalte, gehostete Kachel- und Bild-Layer-Caches sowie für Geoverarbeitungsausgaben. Ab ArcGIS Enterprise 11.2 kann der Objektspeicher so konfiguriert werden, dass cloudnativer Speicher von mehreren unterstützten Service-Providern verwendet wird.
  • ArcGIS Online, die SaaS-Infrastruktur von Esri, die in der Regel Grundkarten (z. B. eine Bilddatengrundkarte), Referenzdaten (z. B. Orte) sowie andere Positionsservices (einschließlich Geokodierung und Suche) für dieses System bereitstellt. Alternativ kann eine Organisation ihre eigenen Positionsservices hosten und verwalten, anstatt das SaaS-System von Esri zu verwenden. Weitere Informationen finden Sie im Muster für das Location-Services-System.
  • Eine breite Palette von Web-, Desktop- und mobilen Anwendungen, die zahlreiche Benutzerrollen und Workflows unterstützen. Weitere Informationen über die Anwendungen, die in einem Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen verwendet werden.

Zu den wichtigsten Interaktionen in dieser Architektur gehören folgende:

  1. Client-Anwendungen kommunizieren mit Unternehmensdaten- sowie Positionsservices über HTTPS, in der Regel über zustandslose REST-APIs.
  2. ArcGIS Enterprise-GIS-Services können TCP-Verbindungen mit dem Datenbankmanagementsystem (DBMS), das die Enterprise-Geodatabase hostet, speichern. Datenbank-Client-Software/-Treiber sind in ArcGIS Enterprise on Kubernetes für alle unterstützten Datenbankmanagementsysteme enthalten.
  3. Verweise auf Positionsservices, die von ArcGIS Online gehostet und verwaltet werden (z. B. Grundkarten), werden in der Regel registriert und für die Verwendung in ArcGIS Enterprise zur Verfügung gestellt. Einige Services werden bei der Installation von ArcGIS Enterprise automatisch referenziert, obwohl die zusätzliche Freigabe von Inhalten und Services zwischen diesen beiden Systemen manuell oder automatisch erfolgen kann. Weitere Informationen finden Sie unter Konfigurieren von ArcGIS Online-Utility-Services und verteilte Kollaboration.

Weitere Informationen zu Interaktionen zwischen ArcGIS Enterprise-Komponenten finden Sie in der Produktdokumentation zu ArcGIS Enterprise on Kubernetes.

Funktionen

Im Folgenden werden die Fähigkeiten des Hosting- und Managementsystems für Unternehmensanwendungen unter Kubernetes beschrieben. Weitere Informationen finden Sie in der Funktionsübersicht und unter Vergleich der Funktionsunterstützung über Bereitstellungsmuster hinweg.

Funktionen, die in einem Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen verwendet, aber in der Regel von anderen Systemen bereitgestellt werden, wie z. B. Grundkarten, Geokodierung und andere Positionsservices, die von einem Location-Services-System bereitgestellt werden, sind unten nicht aufgeführt. Weitere Informationen über zugehörige Systemmuster.

Basisfunktionen

Basisfunktionen stellen die gebräuchlichsten Funktionen dar, die von Hosting- und Managementsystemen für Unternehmensanwendungen bereitgestellt werden und die in der oben vorgestellten Basisarchitektur verfügbar sind.

Erweiterte Funktionen

Erweiterte Funktionen werden in der Regel hinzugefügt, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen oder branchenspezifische Datenmodelle und Lösungen zu unterstützen, und können zusätzliche Softwarekomponenten oder Überlegungen zur Architektur erfordern.

  • Indoor-GIS erweitert die Funktionen von ArcGIS Online um die Möglichkeit, Grundrissdaten zu erstellen und zu verwalten, Gebäudeinnenräume zu kartieren und geschossbezogene Karten und Services freizugeben. Diese Funktion erfordert ArcGIS Pro und wird durch ArcGIS Indoors bereitgestellt. Indoor-GIS stellt über schlanke mobile Apps oder Kioske Indoor-Karten und -Anwendungen in der Regel für breite Gruppen von Projektbeteiligten bereit, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Unternehmen und öffentliche Zielgruppen. Daher lassen sich Teile eines Indoor-GIS am besten über ein Hosting- und Managementsystem für Unternehmensanwendungen bereitstellen.
  • Workflow-Management und -Automatisierung wird unterstützt, jedoch nicht, wenn Kubernetes als exklusives Bereitstellungsmuster verwendet wird. Die Unterstützung von Workflow-Management- und Automatisierungsfunktionen ist möglich, indem Sie ArcGIS Enterprise, insbesondere ArcGIS Server, unter Windows oder Linux bereitstellen und diese ArcGIS Server-Sites mit der Portal for ArcGIS-Komponente in der Kubernetes-basierten Bereitstellung von ArcGIS Enterprise verbinden. Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation zu den Funktionen des Windows/Linux-Bereitstellungsmusters sowie in der Dokumentation zum Verbinden einer Server-Site.
  • Andere Branchenlösungen ermöglichen die schnelle Bereitstellung branchenspezifischer Apps und Konfigurationen von ArcGIS Enterprise mithilfe von ArcGIS Solutions. Beachten Sie, dass nicht alle Branchenlösungen für ArcGIS Enterprise verfügbar sind.

Überlegungen

Bei den folgenden Überlegungen wurden die Grundpfeiler des ArcGIS Well-Architected Framework auf das Muster des Hosting- und Managementsystems für Unternehmensanwendungen unter Kubernetes angewendet. Die hier gezeigten Informationen erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern heben wichtige Überlegungen für das Design und/oder die Implementierung dieser speziellen Kombination aus System- und Bereitstellungsmuster hervor. Weitere Informationen zu den Grundpfeilern der Architektur des ArcGIS Well-Architected Framework.

Zuverlässigkeit

Zuverlässigkeit stellt sicher, dass Ihr System den Servicegrad bietet, der sowohl für das Unternehmen als auch für Ihre Kunden und die Projektbeteiligten erforderlich ist. Weitere Informationen finden Sie in der Übersicht über den Grundpfeiler “Zuverlässigkeit”.

  • SLAs, die ein hohes Maß an Verfügbarkeit erfordern, sind häufige Vereinbarungen.
    • Architekturprofile sind vordefinierte Bereitstellungsprofile, die mit unterschiedlichen Redundanzgraden zwischen Pods korrelieren und Flexibilität über mehrere bekannte variable Abhängigkeiten hinweg bieten, z. B. Anforderungen an Hardware, Redundanz und organisatorische Nutzung.
    • Ziehen Sie das Architekturprofil “Erweiterte Verfügbarkeit” in Betracht, wenn eine erhöhte und erweiterte Redundanz über kritische Pods hinweg erforderlich ist.
  • Die Sicherung und Wiederherstellung auf Systemebene wird ebenfalls unterstützt.

Sicherheit

Sicherheit schützt Ihre Systeme und Informationen. Weitere Informationen finden Sie in der Übersicht über den Grundpfeiler “Sicherheit”.

  • In der Regel sind Authentifizierung und Autorisierung erforderlich. Eine nennenswerte Ausnahme sind öffentlich freigegebene Apps und unterstützende Inhalte, für die keine Authentifizierung erforderlich ist.
    • Aufgrund der großen Bandbreite an Benutzern, die sich aus der gesamten Organisation anmelden, nutzt dieses Systemmuster fast immer einen Single Sign-On-Ansatz (SSO) für die Authentifizierung. SSO wird in der Regel mithilfe von SAML und/oder OpenID Connect implementiert.
    • Der Benutzerzugriff und die Datenkollaboration werden durch rollenbasierte Zugriffskontrollen und moderne Autorisierungs- und Authentifizierungsmodelle gesteuert, einschließlich OAuth, SAML, OpenID Connect und Multi-Faktor-Authentifizierung.
  • Weitere Informationen über Best Practices für die Sicherheit in ArcGIS Enterprise und Anleitungen zur Implementierung.

Performance und Skalierbarkeit

Performance und Skalierbarkeit zielen darauf ab, die Gesamt-Experience für die Benutzer im Hinblick auf das System zu optimieren und sicherzustellen, dass das System skaliert werden kann, um den sich ändernden Arbeitslastanforderungen gerecht zu werden. Weitere Informationen finden Sie in der Übersicht über den Grundpfeiler “Performance und Skalierbarkeit”.

  • Performance und Skalierbarkeit sind in der Regel wichtig oder kritisch für Unternehmensanwendungen, die in diesem System gehostet und verwaltet werden. Anwendungen sollten zusammen mit unterstützenden Inhalten wie Karten und Layern so konzipiert und erstellt werden, dass sie die Erwartungen hinsichtlich Performance und Skalierbarkeit der Benutzer und der Organisation erfüllen (einschließlich SLAs, falls erforderlich). Weitere Informationen über das Optimieren von Apps und Services in ArcGIS.
    • Die Performance beim Lesen von Daten ist in der Regel ein wichtiger Faktor für die Gesamtperformance des Systems.
  • Die Skalierbarkeit ist ein wichtiger Aspekt des Designs, da Unternehmensanwendungen in der Regel in einer Organisation stark genutzt werden. Darüber hinaus kann die Nutzung schnell und unerwartet zunehmen, wenn die allgemeine Akzeptanz von GIS in einer Organisation zunimmt. ArcGIS Enterprise on Kubernetes-Bereitstellungen können horizontal skaliert werden, indem die Anzahl der Pods angepasst wird, sowie vertikal, indem Arbeitsspeicher und CPU angepasst werden. ArcGIS Enterprise on Kubernetes bietet außerdem robuste, flexible Skalierungsoptionen für Services. Weitere Informationen zur Service-Skalierung.

Automatisierung

Die Automatisierung zielt darauf ab, den Aufwand für manuelle Bereitstellungs- und Betriebsaufgaben zu verringern, was zu einer höheren betrieblichen Effizienz sowie zur Reduzierung der vom Menschen verursachten Systemprobleme führt. Weitere Informationen finden Sie in der Übersicht über den Grundpfeiler “Automatisierung”.

  • Die Automatisierung in Bezug auf die Veröffentlichung, die Verwaltung von Inhalten und die Administration kommt bei ArcGIS Enterprise häufig zum Einsatz. Diese erfolgt in der Regel über die ArcGIS API for Python sowie über ArcGIS Notebooks. ArcGIS Notebooks werden als außerhalb des Geltungsbereichs des Musters des Location-Services-Systems betrachtet. Weitere Informationen finden Sie im Self-Service-Systemmuster zur Kartenerstellung, Analyse und Freigabe.
  • Die Automatisierung der Systemverwaltung wird zu einem großen Teil von Kubernetes übernommen.
  • ArcGIS Enterprise on Kubernetes bietet Unterstützung für die Helm-basierte Bereitstellung und Konfiguration.

Integration

Die Integration verbindet dieses System mit anderen Systemen, um Unternehmensservices bereitzustellen und die Produktivität der Organisation zu steigern. Weitere Informationen finden Sie in der Übersicht über den Grundpfeiler “Integration”.

  • Die Integration externer Daten und Services in dieses System zur Verwendung durch Unternehmensanwendungen ist üblich. Integrationsansätze konzentrieren sich in der Regel auf die Integration auf Daten- oder Serviceebene, gelegentlich mit Automatisierung. Weitere Informationen über Methoden und Ansätze der Integration.
  • Hosting- und Managementsysteme für Unternehmensanwendungen werden häufig verwendet, um Daten, Analyseergebnisse oder andere Inhalte bereitzustellen, die in einem anderen ArcGIS-System erstellt oder verwaltet werden. Weitere Informationen über zugehörige Systemmuster.

Beobachtbarkeit

Die Beobachtbarkeit bietet Einblicke in das System und ermöglicht es dem Personal und anderen technischen Rollen, das System in einem fehlerfreien, stabilen Zustand zu halten. Weitere Informationen finden Sie in der Übersicht über den Grundpfeiler “Beobachtbarkeit”.

  • Eine sorgfältige Überwachung der Service- und Anwendungsauslastung ist bei diesem Systemmuster wichtig. Die Bereitstellung von Unternehmensanwendungen erstreckt sich in der Regel auf die gesamte Organisation (und möglicherweise darüber hinaus), so dass Nutzungsmuster und Wachstum von den Systemdesignern oder -betreibern möglicherweise nicht vorhergesehen werden. Die Überwachung hilft den Mitarbeitern, Entscheidungen darüber zu treffen, wann sie skalieren und weiterentwickeln müssen, um den Bedarf zu befriedigen und gleichzeitig den ordnungsgemäßen Betrieb (in Übereinstimmung mit SLAs) zu gewährleisten.
  • ArcGIS Enterprise on Kubernetes kann auf verschiedene Weise überwacht werden, z. B. durch Systemprotokolle und Zustandsüberwachung mit ArcGIS Enterprise Manager. Die Überwachung der Verfügbarkeit, Performance und Nutzung von Apps und Services ist für dieses Systemmuster von größter Bedeutung. Neben der Überwachung der ArcGIS Enterprise-Software ist es wichtig, alle unterstützenden Komponenten und Infrastrukturen wie die Kubernetes-Umgebung, Datenbanken und andere Data Stores sowie die Compute-, Netzwerk-, Sicherheits- und andere Infrastruktur zu überwachen. Weitere Informationen über die Überwachung des Systemzustands und der -zuverlässigkeit.
  • Einige erweiterte Funktionen dieses Systemmusters, z. B. Workflow-Verwaltung und -Automatisierung mit ArcGIS Workflow Manager, bieten zusätzliche Unterstützung für die Beobachtbarkeit. Weitere Informationen finden Sie in der entsprechenden Produktdokumentation.
  • Die Verwendung von Web Analytics sollte bei der Verwendung von ArcGIS Instant Apps, ArcGIS StoryMaps und benutzerdefinierten Anwendungen unbedingt in Betracht gezogen werden.
  • Eine zusätzliche Beobachtung von Benutzeranmeldungen und Kontoänderungen kann über den konfigurierten Identity-Provider möglich sein, wenn SAML- und/oder OpenID Connect-Anmeldungen verwendet werden.

Sonstiges

Zu den weiteren Überlegungen für das Design und Implementieren eines Hosting- und Managementsystems für Unternehmensanwendungen unter Kubernetes gehören:

  • Für einen erfolgreichen Betrieb ist ein gutes Verständnis von GIS-, IT- und Datenbankkonzepten sowie der Technologie erforderlich. Dazu gehören Kenntnisse und Fähigkeiten, die für das ausgewählte Datenbankmanagementsystem (DBMS) sowie Kubernetes spezifisch sind.
  • Für Organisationen, die über die Ressourcen und das Personal verfügen, um Unternehmenssoftware auf Kubernetes bereitzustellen und zu warten, bietet die Option der Bereitstellung von ArcGIS Enterprise on Kubernetes eine Trennung der IT-Verwaltung und -Wartung von der GIS-Verwaltung.
  • Dieses Muster ist in der Regel so konzipiert, dass es strenge nicht-funktionale Anforderungen und/oder SLAs erfüllt. Daher müssen Data Governance und die Ausrichtung an IT-Richtlinien und -Rollen, wie z. B. Data Steward und Content Manager, bei der Implementierung dieses Systemmusters unbedingt berücksichtigt werden.

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