Seminar 8ra: Architektur und Referenzmodell ICRA

Die ICRA bietet einen gemeinsamen Bezugsrahmen, um heterogene Cloud- und Edge-Systeme zu beschreiben. Das Seminar nutzt die Version 3.0 für die systematische Planung eines konkreten Anwendungsfalls. Im Mittelpunkt steht die Zuordnung fachlicher Anforderungen zu Architekturkomponenten, Schnittstellen und Betriebsverantwortlichen.

Die Architekturarbeit beginnt bei messbaren Anforderungen und endet bei einem überprüfbaren Entwurf. Dabei werden Rechenleistung, Speicher, Netzwerk, Laufzeitumgebungen, Orchestrierung sowie Daten- und KI-Dienste gemeinsam betrachtet. Föderation, Management, Sicherheit und Nachhaltigkeit wirken über alle technischen Schichten hinweg.

Ein modelliertes Unternehmen mit mehreren Standorten dient als roter Faden. Varianten werden anhand ihrer Auswirkungen auf Verfügbarkeit, Portabilität, Kontrollmöglichkeiten und Betriebsaufwand verglichen. Der Entwurf benennt bewusst offene Implementierungsfragen, damit ein Architekturmodell nicht mit einer bereits nachgewiesenen technischen Integration verwechselt wird.

Lernziele

• Die Schichten und übergreifenden Domänen der ICRA auf eine vorhandene IT-Landschaft abbilden.
• Verantwortungsgrenzen und funktionale Schnittstellen zwischen Betreibern nachvollziehbar dokumentieren.
• Qualitätsanforderungen in Architekturentscheidungen und überprüfbare Annahmen überführen.
• Einen Cloud-Edge-Entwurf mit Fehlerfällen und Austauschbarkeit von Komponenten bewerten.

Seminarinhalte

Vom Anwendungsfall zum Architekturauftrag

• Fachliche Abläufe, Datenklassen, Standorte und Abhängigkeiten in einem gemeinsamen Systemkontext erfassen.
• Messbare Anforderungen an Latenz, Durchsatz, Wiederanlauf und zulässigen Datenverlust formulieren.
• Abgrenzung von Architekturmodell, konkretem Lösungsentwurf und real implementiertem Softwarestand.
• Annahmen, Risiken und Entscheidungsspielräume für den Workshop dokumentieren.

Technische Schichten der ICRA

• Physical Layer, Network Systems Layer und Virtualisation Layer als Grundlage des Ressourcenmodells zuordnen.
• Cloud-Edge Platform Layer und Service Orchestration Layer hinsichtlich Zuständigkeit und Lebenszyklus unterscheiden.
• Application Layer, Data Layer und AI Layer aus dem konkreten Verarbeitungsbedarf ableiten.
• Vertikale Abhängigkeiten und Schnittstellen ohne Vorfestlegung auf einen einzelnen Hersteller beschreiben.

Übergreifende Domänen und Rollen

• Föderation, Management, Security and Compliance sowie Sustainability an jeder relevanten Schicht berücksichtigen.
• Infrastrukturadministration, Cloud-Edge-Administration, Anwendungsfalladministration und Endnutzerfunktionen voneinander abgrenzen.
• Anbieterübergreifende Betriebs- und Supportverantwortung mit einer Verantwortungsmatrix konkretisieren.
• Inventar, Identitäten, Messdaten und Richtlinien als gemeinsame Informationsgrundlage definieren.

Schnittstellen und Architekturvarianten

• Ressourcen- und Servicebeschreibungen mit Funktionen, Einschränkungen und Qualitätsmerkmalen entwerfen.
• Funktionale Schnittstellen der Referenzarchitektur von konkreten API-Verträgen der ausgewählten Komponenten unterscheiden.
• Identitäts-, Verwaltungs- und Nutzdatenpfade in getrennten Sichten darstellen.
• Zentrale und verteilte Steuerung anhand von Ausfällen, Konsistenzanforderungen und Zuständigkeiten vergleichen.

Entwurfswerkstatt

• Eine Standortarchitektur mit lokaler Verarbeitung und ergänzenden Cloud-Diensten ausarbeiten.
• Platzierungsregeln und Datenflüsse mit Verfügbarkeit, Portabilität und Betriebskosten abgleichen.
• Austausch eines Anbieters sowie Ausfall einer Verbindung im Modell durchspielen.
• Notwendige technische Nachweise und fehlende Fähigkeiten für den späteren Pilotbetrieb kennzeichnen.

Architekturprüfung

• Entwurf anhand der ursprünglichen Anforderungen und vereinbarter Qualitätskriterien prüfen.
• Widersprüche zwischen Sicherheits-, Latenz- und Nachhaltigkeitsanforderungen begründet auflösen.
• Entscheidungsprotokolle mit verworfenen Varianten und ihren Folgen erstellen.
• Prüffähige Integrationsaufträge und Abnahmekriterien für das Umsetzungsteam formulieren.

Praxisübungen

1. Anforderungen und Systemkontext des Fallunternehmens vervollständigen.
2. Die benötigten Fähigkeiten den acht ICRA-Schichten zuordnen und die vier übergreifenden Domänen ergänzen.
3. Anbietergrenzen, Datenwege und Verwaltungszugriffe in getrennten Architekturansichten einzeichnen.
4. Zwei kritische Fehlerfälle und einen Anbieterwechsel durchspielen.
5. Den Entwurf anhand einer Prüfliste bewerten und jede offene Annahme mit einem späteren Nachweis verknüpfen.

Schulungsumgebung

Erforderlich sind Arbeitsplätze mit Browser und einem geeigneten Diagrammwerkzeug. Die Übungen beruhen auf einem vorbereiteten Fallmodell; Cloud-Konten sind nicht erforderlich.