Location-Services-System (Kubernetes)

Das Systemmuster für Location Services 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 Location-Services-System, 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 des Location-Services-Systems (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 Location Services kann eine Vielzahl von Data Stores verwendet werden, einschließlich Dateispeicher, Cloud Data Warehouses und Datenbanken. Der ArcGIS-Data-Store vom Typ “relational”, der durch ArcGIS Data Store bereitgestellt wird, kann auch zur Unterstützung von Location Services verwendet werden. 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.
Positionsservices werden von fast allen Anwendungen genutzt, da sie für die meisten Workflows und die Verwendung von ArcGIS von grundlegender Bedeutung sind. Anwendungen, die Positionsservices verwenden, werden jedoch in der Regel von anderen Systemen bereitgestellt oder in benutzerdefinierten Anwendungen verwendet, die mithilfe von ArcGIS Mapping-APIs und -SDKs entwickelt wurden. Eine Ausnahme bildet die Portal-Website, die als Discovery-Portal dient, in dem Content-Ersteller und Anwendungsentwickler Positionsservices wie Grundkarten, Geokodierung und räumliche Analyse suchen, erkunden und mit ihnen interagieren können.

Zu den wichtigsten Interaktionen in dieser Architektur gehören folgende:

Client-Anwendungen kommunizieren mit Unternehmensdaten- sowie Positionsservices über HTTPS, in der Regel über zustandslose REST-APIs. Einige Location Services können auch über OGC-Endpunkte bereitgestellt werden.
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.

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 Location-Services-Systems unter Kubernetes beschrieben. Weitere Informationen finden Sie in der Funktionsübersicht und unter Vergleich der Funktionsunterstützung über Bereitstellungsmuster hinweg.

Basisfunktionen

Basisfunktionen stellen die gängigsten Funktionen dar, die von Location-Services-Systemen bereitgestellt und durch die oben vorgestellte Basisarchitektur ermöglicht werden.

Mit der Kartenerstellung und Visualisierung können Benutzer 2D-Karten und 3D-Szenen erstellen und mit ihnen interagieren. ArcGIS Enterprise on Kubernetes bietet umfangreiche Kartenerstellungs- und Visualisierungsfunktionen, darunter datengesteuerte Visualisierung, 3D-Visualisierung sowie Stylen von Grundkarten. Weitere Informationen zu Karten und Visualisierung.
Grundkarten sind webbasierte Layer, die den visuellen Gesamtkontext für Karten und Szenen bereitstellen. ArcGIS Enterprise on Kubernetes ermöglicht es Organisationen, eigene Grundkarten zu veröffentlichen. Esri stellt zudem Grundkarten und unterstützende Daten bereit, die für die Ausführung in Ihrer Infrastruktur über ArcGIS Enterprise konzipiert wurden, z. B. ArcGIS StreetMap Premium. Weitere Informationen zu Grundkarten-Layern und Daten für Ihre Infrastruktur.
Referenzdaten-Layer sind webbasierte Daten-Layer, die zusätzlichen visuellen und analytischen Kontext für Karten, Szenen und andere räumliche Workflows bereitstellen. ArcGIS Enterprise on Kubernetes ermöglicht es Organisationen, eigene Referenzdaten-Layer als GIS-Services zu veröffentlichen. Esri stellt zudem Daten bereit, die für die Ausführung in ArcGIS Enterprise in Ihrer Infrastruktur entwickelt wurden. Weitere Informationen zur Daten-Layern und Daten für Ihre Infrastruktur.
Geokodierung ist der Prozess der Konvertierung von Text in eine Adresse und eine Position. Die eigentliche Geokodierung wird von einem Service mit der Bezeichnung “Locator” durchgeführt. In ArcGIS Enterprise on Kubernetes werden Locators von Geokodierungsservices unterstützt. Sie unterstützen eine breite Palette von Anwendungen, angefangen bei der Geschäfts- und Kundenverwaltung über den Versand und die Verteilung bis hin zu Wegbeschreibungen und Navigation. Ein Locator geokodiert Positionen in einem Interessenbereich, entweder aus einer einzelnen Abfrage oder einer Batch-Abfrage. ArcGIS Enterprise unterstützt das Erstellen von Locators und das Veröffentlichen von Geokodierungsservices. Esri bietet zudem ArcGIS StreetMap Premium an, das Geokodierungsfunktionen und die unterstützenden Daten umfasst. Weitere Informationen über Geokodierungsservices, die für ArcGIS Enterprise on Kubernetes freigegeben sind.
Route und Wegbeschreibungen umfasst die Suche nach dem besten Weg von einem Ausgangspunkt zu einem Ziel für eine Einzelperson oder ein einzelnes Fahrzeug. ArcGIS Enterprise on Kubernetes unterstützt Routen und Wegbeschreibungen über Routing-Services mithilfe der Erweiterung “ArcGIS Network Analyst”. Routing-Services können in ArcGIS Enterprise on Kubernetes mithilfe von Netzwerk-Datasets veröffentlicht und gehostet werden, wobei Verkehrsnetze durch Codierung von Verkehrsregeln modelliert werden, z. B. für Einbahnstraßen, Abbiegebeschränkungen, Überführungen und Tunnel usw. Wenn Sie ein Netzwerk-Dataset erstellen möchten, können Sie hierzu die von Ihrer Organisation verwalteten Straßendaten verwenden, oder Sie entscheiden sich für ein Netzwerk-Dataset, das als Teil von ArcGIS StreetMap Premium zur Verfügung gestellt wird. Weitere Informationen zum Veröffentlichen eines Netzwerk-Datasets für ArcGIS Enterprise on Kubernetes.
Die Netzwerkanalyse hilft bei der Lösung komplexer Netzwerkprobleme (in der Regel bei Straßennetzen), z. B. bei der Erstellung einer optimierten Route für viele Ziele, bei der Suche nach der nächstgelegenen Einrichtung, bei der Identifizierung eines Einzugsgebiets um eine Position herum oder bei der Bearbeitung einer Reihe von Aufträgen mit einer Fahrzeugflotte. ArcGIS Enterprise on Kubernetes unterstützt mit der Erweiterung “ArcGIS Network Analyst” sowohl synchrone als auch asynchrone Netzwerkanalyse- oder erweiterte Routing-Services. Routing-Services können in ArcGIS Enterprise on Kubernetes mithilfe von Netzwerk-Datasets veröffentlicht und gehostet werden, wobei Verkehrsnetze durch Codierung von Verkehrsregeln modelliert werden, z. B. für Einbahnstraßen, Abbiegebeschränkungen, Überführungen und Tunnel usw. Wenn Sie ein Netzwerk-Dataset erstellen möchten, können Sie hierzu die von Ihrer Organisation verwalteten Straßendaten verwenden, oder Sie entscheiden sich für ein Netzwerk-Dataset, das als Teil von ArcGIS StreetMap Premium zur Verfügung gestellt wird. Weitere Informationen zum Veröffentlichen eines Netzwerk-Datasets für ArcGIS Enterprise on Kubernetes. ArcGIS Enterprise enthält zudem Werkzeugschnittstellen in Map Viewer, z. B. Routen planen, Fahrzeitgebiete erstellen und Startpunkte mit Zielen verbinden. Weitere Informationen über das Durchführen von Analysen in Map Viewer und räumliche Analyseservices.
Bei der Geometrieanalyse wird eine clientseitige API verwendet, um zum Lösen eines geometrischen Problems einen oder mehrere Vorgänge für einen Punkt, eine Polylinie oder ein Polygon auszuführen. ArcGIS Enterprise on Kubernetes unterstützt auch die serverseitige Geometrieanalyse mithilfe des Geometrieservice. Weitere Informationen über die Geometrieanalyse und die Geometrieanalyse im Vergleich zur Feature-Analyse

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.

Die Unterstützung für Authentifizierung auf Webebene, z. B. integrierte Windows-Authentifizierung (IWA) und Public Key Infrastructure (PKI), wird durch das Hinzufügen der Web Adaptor-Komponente von ArcGIS Enterprise on Kubernetes unterstützt.

Überlegungen

Bei den folgenden Überlegungen wurden die Grundpfeiler des ArcGIS Well-Architected Framework auf das Muster des Location-Services-Systems 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”.

Authentifizierung und Autorisierung sind für gesicherte Positionsservices sowie für Situationen erforderlich, in denen die Benutzeridentität für Überwachungszwecke und/oder andere Zwecke erforderlich ist. Es ist jedoch üblich, dass allgemein zugängliche Positionsservices, die hinter der Firewall einer Organisation bereitgestellt werden, keine Authentifizierung oder Autorisierung erfordern.
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”.

SLAs, die eine hohe Performance erfordern, sind häufige Vereinbarungen.
- 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 Location-Services-Systeme 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”.

Workflows im Zusammenhang mit der Veröffentlichung und Verwaltung von in ArcGIS Enterprise gehosteten Positionsservices können automatisiert werden. Dies geschieht häufig 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”.

Das Location-Services-System wird am häufigsten als Service-Provider für andere Systeme und Anwendungen verwendet, die im gesamten Unternehmen einer Organisation verwendet werden. Daher ist die Integration sehr verbreitet und wird in der Regel über die Integration auf Service-Ebene gewährleistet.
Positionsservices lassen sich mithilfe standardbasierter Mapping-APIs, -SDKs und Open-Source-Bibliotheken problemlos integrieren und außerhalb der ArcGIS-Umgebung verwenden.

Observability

Die Observability 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 “Observability”.

Eine sorgfältige Überwachung der Service-Auslastung ist bei diesem Systemmuster wichtig. Die Bereitstellung von Positionsservices 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 von Positionsservices, der Performance und Nutzung 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.
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 Location-Services-Systems 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.
Data Governance und die Ausrichtung an IT-Richtlinien und -Rollen, wie z. B. Data Steward und Datenbankadministrator, sollten bei der Implementierung dieses Systemmusters unbedingt berücksichtigt werden.