7 Ansätze für schnelleres
Cloud-native Developement

Überblick

Unternehmen verabschieden sich zunehmend von monolithischen Anwendungen und setzen auf Cloud-native Architekturen, um schneller zu skalieren und das Geschäftswachstum zu beschleunigen. Das bedeutet, dass die Entwicklung auf widerstandsfähigere Cloud-native Architekturen umgestellt wird, die problemlos in Cloud-, Multi-Cloud- und Hybrid-Umgebungen bereitgestellt werden können.

Was bedeutet „Cloud-native“?

So definiert es die Cloud Native Computing Foundation:

„Cloud-native Technologien befähigen Unternehmen, skalierbare Anwendungen in modernen, dynamischen Umgebungen wie öffentlichen, privaten und hybriden Clouds zu entwickeln und auszuführen. Container, Service Meshes, Microservices, unveränderliche Infrastrukturen und deklarative APIs stehen beispielhaft für diesen Ansatz.“

Einfach ausgedrückt, nutzen Cloud-native Lösungen Technologien, die die Cloud-Infrastruktur effektiv einsetzen und so die grundlegenden Vorteile der Cloud ermöglichen – darunter:

• Microservice-Architekturen – Anwendungen bestehen aus lose gekoppelten Services, die sich entweder selbst heilen oder im Fehlerfall isolieren lassen, während andere Services weiterhin funktionieren.
• Geringer Aufwand – Technologien wie Container (z. B. Docker) und Serverless lassen sich bei Bedarf schnell bereitstellen und beenden.
• Automatisierte Orchestrierung – Der Einsatz von Orchestrierungstools wie Kubernetes zur Verteilung und Verwaltung von Microservices.
• Deklarative Konfiguration – Bereitstellung von Cloud-Umgebungen mithilfe von Infrastructure-as-Code-Technologien.
• Elastizität – Nutzung der Netzwerkkapazität, um Ressourcen dynamisch zu skalieren oder freizugeben.
• Skalierbarkeit – Die globale Reichweite von Netzwerken ermöglicht parallele Dienste – überall und jederzeit.

Der schnellste Weg zur Cloud-nativen Entwicklung

Lösungen, die diese 7 Praktiken ermöglichen, sind entscheidend, um Ihre Cloud-native Entwicklung zu beschleunigen:

1. Universelles Binär-Repository-Management

Cloud-native Entwicklung ist polyglott – Laufzeitumgebungen wie Java, Node.js, Go, Python und Ruby sind gängig, aber auch .NET, C/C++ oder Rust werden eingesetzt. Bei JFrog sehen wir, dass die Hälfte aller Unternehmenskunden 12 oder mehr verschiedene Pakettypen verwendet. Eine zentrale Quelle für alle Pakete, Binärdateien und Images zu pflegen, ist ein entscheidender Hebel für Effizienz und einheitliche Best Practices – nicht nur bei Cloud-native Apps, sondern in der gesamten Entwicklung. So lassen sich Releases deutlich beschleunigen.

Hier kommt ein universelles Binär-Repository ins Spiel. Indem alle Artefakte – etwa Docker-Images, Helm-Charts, npm-Module, Maven-Pakete, Python Wheels und mehr – auf einer einzigen Plattform zusammengeführt werden, gewinnen Teams an Konsistenz bei Versionierung, Zugriffskontrolle und Lifecycle-Management. Anstatt jede Technologie separat zu verwalten, können Entwickler auf eine vertrauenswürdige Quelle zurückgreifen, Redundanzen vermeiden und Abhängigkeiten übergreifend nachverfolgen.

Der Nutzen geht über reinen Komfort hinaus: Eine zentrale Binärverwaltung verbessert Transparenz und Verwaltung, während integrierte Sicherheitsfunktionen wie Scanning und Signierung dafür sorgen, dass nur validierte Artefakte in die Produktion gelangen.

2. Shift-Left-Sicherheit

Entwickler frühzeitig dabei zu unterstützen, die Verwendung von unsicheren Softwarekomponenten zu vermeiden – also eine „Shift-Left“-Strategie umzusetzen – beschleunigt die Auslieferung Ihrer Anwendungen, ohne Kompromisse bei der Sicherheit einzugehen. Wenn kein Build mehr mit Open-Source-Paketen erstellt wird, die bekannte Schwachstellen enthalten, lassen sich erhebliche Kosten für nachträgliche Behebungen vermeiden.

Ein Tool zur Software Composition Analysis (SCA) informiert Entwickler, wenn eine der verwendeten Abhängigkeiten – einschließlich transitiver Abhängigkeiten – bekannte Sicherheitslücken aufweist. Diese Wachsamkeit sollte jedoch nicht auf den eigenen Code beschränkt bleiben: Auch Drittanbieterressourcen wie Base-Images aus öffentlichen Quellen (z. B. Docker Hub) können Risiken bergen – hier ist eine verantwortungsvolle Nutzung entscheidend.

Strategien zur Umsetzung von Shift Left-Sicherheit

Um Shift Left effektiv umzusetzen, sollten Teams automatisierte Prüfungen entlang der gesamten Pipeline etablieren. Sicherheitsscans lassen sich bei jedem Build auslösen, wobei Richtlinien unsichere Komponenten blockieren, bevor sie in die Produktion gelangen. Durch den Einsatz von Dependency-Scanning-Tools wird sichergestellt, dass Open-Source-Bibliotheken und deren transitive Abhängigkeiten gegen bekannte CVEs geprüft werden.

Ebenso wichtig ist es, Entwickler in die Lage zu versetzen, auf Ergebnisse zu reagieren: Sicherheitstrainings in Kombination mit klaren Handlungsempfehlungen senken das Risiko späterer Eskalationen. Auch rollenbasierte Zugriffskontrollen, der korrekte Umgang mit Secrets und die Durchsetzung signierter Binärdateien stärken die Software-Lieferkette. Kontinuierliche Überwachung und regelmäßige Audits helfen dabei, diese Prozesse kontinuierlich zu optimieren, sodass Sicherheit zu einem integralen Bestandteil der Entwicklung und nicht erst am Ende berücksichtigt wird.

Sicherheitsmaßnahmen frühzeitig einzubetten sorgt für resiliente und schnelle Delivery-Pipelines, da aufwendige Nachbesserungen kurz vor dem Release entfallen.

3. Private Container-Registrys

Die meisten Cloud-native-Anwendungen basieren auf Container-Technologien – selbst einige serverlose Compute-Dienste wie AWS Fargate oder Google Cloud Run arbeiten mit Containern. Daher benötigen Sie eigene, private Registrys für Docker- und OCI-konforme Images, auf die Sie den Zugriff vollständig kontrollieren können. Wenn diese Registrys Teil eines universellen Binär-Repository-Managers sind, lassen sich unveränderliche Images mühelos erstellen und durch die verschiedenen Phasen Ihrer Entwicklungspipeline bis zum Produktionseinsatz promoten.

4. Proxy Docker Hub

Die Basis-Images, die Sie von Docker Hub oder anderen öffentlichen Repositories verwenden, machen oft den größten Teil eines containerisierten Microservices aus. Um die Release-Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, sind zuverlässige Verfügbarkeit und schnelle Zugriffszeiten entscheidend – doch diese können durch schlechte Verbindungen, langsame Ladezeiten oder Ausfälle der Website beeinträchtigt werden.

Das Proxying externer Registrys hilft, Latenzen zu vermeiden, die durch physische Entfernung oder instabile Verbindungen entstehen, und sorgt dafür, dass Builds jederzeit schnell durchgeführt werden können. Ein Proxy schützt auch vor Unterbrechungen – etwa durch Verbindungsabbrüche oder wenn die externe Registry nicht verfügbar ist.

Zugriff auf Docker Hub per Proxy optimieren

Obwohl Docker Hub eine riesige Bibliothek vertrauenswürdiger Images bietet, kann die direkte Nutzung in Unternehmens-Pipelines Probleme verursachen. Typische Stolpersteine sind Netzwerkverzögerungen, eingeschränkte Bandbreite oder Pull-Rate-Limits. Die Konfiguration eines Proxys mit einer Lösung wie JFrog Container Registry schafft ein kontrolliertes Gateway, das Builds beschleunigt und sicherstellt, dass Teams immer aus einer verlässlichen Quelle ziehen. Weniger externe Abhängigkeiten sind ein zentrales Element schnellerer, robusterer Entwicklung – ein Grundprinzip Cloud-nativer Architektur.

Caching von Docker-Images verwalten

Ein Proxy-Registry ermöglicht zudem das Zwischenspeichern häufig genutzter Basis-Images. Statt Images wie Ubuntu oder Alpine bei jedem Build erneut aus Docker Hub herunterzuladen, liefert der Proxy sie sofort aus dem lokalen Cache. Das erhöht die Effizienz und schützt vor Ausfällen oder Drosselung durch externe Anbieter. Caching zählt zu den wirkungsvollsten Methoden zur Optimierung von Pipelines – auch in Bezug auf Konsistenz über verschiedene Umgebungen hinweg.

Proxy-Leistung überwachen und verwalten

Ein Proxy bringt nur dann den gewünschten Nutzen, wenn er auch aktiv überwacht wird. Metriken wie Cache-Trefferquote, Anfragevolumen oder Latenz helfen dabei, Optimierungspotenziale zu erkennen. Für Unternehmen mit Compliance-Anforderungen bietet ein Proxy zudem ein vollständiges Audit-Log aller genutzten Images. Starke Governance und Transparenz sind entscheidend – und Best Practices zur Einführung von Cloud-native betonen, wie sehr diese Aspekte sowohl Performance als auch Sicherheit stärken.

5. Software Bill of Materials

Metadaten, die bei Ihren Builds und durch Software Composition Analysis (SCA) erfasst werden, bilden die Grundlage für eine Software Bill of Materials (SBOM) – ein maschinenlesbares Inventar, das alle Komponenten einer Anwendung sowie deren Herkunft dokumentiert. Für jedes Release, das in produktive Cloud-Cluster gelangt, entsteht so eine vollständige Bestandsliste.

Eine SBOM erleichtert es Entwicklern, Abhängigkeiten in komplexen Projekten mit zahlreichen Komponenten nachzuvollziehen, bekannte und neu entdeckte Schwachstellen zu überwachen und Lizenzkompatibilität sicherzustellen – um rechtliche und finanzielle Risiken zu minimieren.

Doch SBOMs gehen über bloße Compliance hinaus: Sie schaffen Transparenz, indem sie Organisationen einen klaren Überblick darüber geben, was in ihrer Software steckt. Diese Sichtbarkeit ist essenziell für mehr Sicherheit – insbesondere, wenn neue Schwachstellen auftauchen und betroffene Anwendungen schnell identifiziert werden müssen. Wird die SBOM als lebendes Dokument verstanden, lassen sich blinde Flecken vermeiden und die Integrität jedes Releases gezielt absichern.

Für eine effektive Erstellung und Pflege von SBOMs sind die richtigen Tools und Praktiken erforderlich. Die automatisierte Generierung während des Builds sorgt für Genauigkeit, während die Integration mit Schwachstellenscannern sicherstellt, dass das Inventar bei sich ändernden Bedrohungslagen aktuell bleibt. Viele Unternehmen versionieren ihre SBOMs zusätzlich gemeinsam mit der Software – so wird jede Bereitstellung von einem verifizierbaren Nachweis ihrer Bestandteile begleitet. Zusammengenommen bilden diese Maßnahmen eine solide Basis für sichere Entwicklung und eine schnellere Reaktion auf Sicherheitsvorfälle.

6. Helm Chart Registrys

Helm-Charts – deklarative Manifeste für containerisierte Anwendungen – helfen dabei, selbst komplexe Kubernetes-Anwendungen zu definieren, zu installieren und zu aktualisieren. Container-Images, Helm-Charts und Kubernetes bilden das Standard-Trio für Unternehmen, die auf Cloud-native Entwicklung setzen. Mit einer Helm-Chart-Registry oder einem entsprechenden Repository direkt neben Ihren anderen Komponenten lassen sich K8s-Anwendungen einfach und zuverlässig bereitstellen.

Warum dedizierte Helm Chart Registrys wichtig sind

Eine spezialisierte Helm Chart Registry bietet Teams einen zentralen, versionierten Ort für ihre Charts. Diese Konsistenz vereinfacht die Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs- und Betriebsteams, erleichtert das Abhängigkeitsmanagement und ermöglicht eine nachvollziehbare Änderungshistorie. Wenn Helm-Charts wie reguläre Build-Artefakte behandelt werden, lassen sich Kubernetes-Deployments an Governance- und Nachverfolgbarkeitsanforderungen ausrichten – und damit zuverlässig im großen Maßstab umsetzen.

Typische Herausforderungen bei Helm Chart Registrys

Trotz ihrer Vorteile bringen diese Registrys auch Herausforderungen mit sich. Fehlkonfigurierte Zugriffskontrollen können zu unbefugtem Zugriff führen; Versionskonflikte bei Abhängigkeiten innerhalb der Charts können Deployments scheitern lassen. Ein weiteres häufiges Problem ist die Netzwerklatenz zwischen Registry und Kubernetes-Cluster – oft erst dann bemerkbar, wenn Anwendungen skalieren. Zur Risikominderung sollten Teams rollenbasierte Zugriffsrechte konsequent umsetzen, klare Versionsrichtlinien einhalten und die Registry regelmäßig überwachen, um Synchronisierungsfehler frühzeitig zu erkennen. Starke Transparenz und Governance – Schlüsselelemente erfolgreicher Cloud-native-Strategien – sind auch beim Management von Helm-Registrys im Unternehmensmaßstab unerlässlich.

7. Infrastructure-as-Code-Registrys

Konfigurationsdateien für Infrastructure as Code (IaC) sind ein essenzieller Bestandteil Ihres Cloud-nativen Artefakt-Ökosystems. Tools wie Terraform, Puppet oder Chef automatisieren die Bereitstellung und Wartung der Cloud-Umgebungen, in denen Ihre Kubernetes-Anwendungen ausgeführt werden. Diese IaC-Module sind ein zentrales Element Ihrer Software-Lieferkette und Ihrer Auslieferung in produktive K8s-Umgebungen – deshalb benötigen Sie Zugriffskontrolle und versionierte Registrys für diese Dateien.

Funktionsweise von IaC: Deklarativ vs. Imperativ

IaC basiert auf zwei grundlegenden Modellen zur Beschreibung von Infrastruktur. Beim deklarativen Ansatz definieren Teams den gewünschten Endzustand – etwa, dass ein Cluster stets drei Worker-Nodes haben soll. Das Tool gleicht diesen Soll-Zustand automatisch mit der Realität ab und behebt Abweichungen eigenständig. Beim imperativen Ansatz hingegen geben Entwickler Schritt-für-Schritt-Anweisungen vor – z. B. zuerst Netzwerke erstellen, dann Server, dann Load Balancer. In modernen DevOps-Pipelines setzt sich die deklarative Methode zunehmend durch, da sie Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit ermöglicht.

Vorteile der Verwaltung von Infrastruktur als Code

Wer Infrastruktur wie Quellcode behandelt, profitiert von Versionskontrolle, Team-Zusammenarbeit und Wiederholbarkeit. IaC reduziert manuelle Fehler, beschleunigt das Setup neuer Umgebungen und sorgt für Konsistenz zwischen Staging-, Test- und Produktionssystemen. Darüber hinaus unterstützt es Compliance durch eine nachvollziehbare Änderungshistorie. Werden IaC-Dateien gemeinsam mit anderen Anwendungsartefakten in einer Registry gespeichert, werden sie Teil derselben vertrauenswürdigen Lieferkette – und stärken sowohl Governance als auch Auslieferungsgeschwindigkeit.

Tools zur Umsetzung von IaC

Verschiedene Tools unterstützen IaC in unterschiedlichen Umgebungen: Terraform ist weit verbreitet wegen seines breiten Provider-Ökosystems und des deklarativen Modells; AWS CloudFormation ist eine native Option zur Verwaltung von AWS-Ressourcen. Puppet und Chef – ursprünglich für Konfigurationsmanagement entwickelt – ermöglichen ebenfalls die Bereitstellung von Infrastruktur über imperative Workflows. Unabhängig vom gewählten Tool sorgt die Speicherung in zugriffsgeschützten, versionierten Registrys dafür, dass kritische Infrastrukturdefinitionen sicher, auffindbar und teamübergreifend wiederverwendbar bleiben.

Erfolgreiche Cloud-native Entwicklung beruht nicht auf einem einzelnen Tool – sondern auf der Integration bewährter Praktiken entlang der gesamten Software-Lieferkette. Vom Binärmanagement und privaten Registrys über Shift Left Security, SBOM-Erstellung bis hin zur Skalierung von Kubernetes mit Helm und IaC – diese sieben Praktiken bilden die Grundlage für schnellere und robustere Entwicklungsprozesse.

Die JFrog Plattform vereint all diese Elemente in einer zentralen, integrierten Lösung. Mit Artifactory, Xray und nahtlosen CI/CD-Integrationen profitieren Unternehmen von vollständiger Transparenz, Sicherheit und Automatisierung in jeder Phase der Cloud-nativen Softwarebereitstellung.
Durch die Standardisierung auf der JFrog Platform beschleunigen Sie Releases, verbessern die Compliance und skalieren Innovation – ohne an Geschwindigkeit zu verlieren.

Weitere Informationen finden Sie auf unserer Website – oder entdecken Sie die Plattform bei einer virtuellen Tour oder in einer persönlichen Demo.