Systemdesign
Konzeptionelle Leitlinien zur Strukturierung und Gestaltung skalierbarer, wartbarer Softwaresysteme.
Klassifikation
- KomplexitätHoch
- AuswirkungTechnisch
- EntscheidungstypArchitektur
- OrganisationsreifeReif
Technischer Kontext
Prinzipien & Ziele
Use Cases & Szenarien
Kompromisse
- Falsche Annahmen führen zu schwerfälligen Architekturen
- Unzureichende Berücksichtigung von Betriebsaspekten
- Fragmentierung durch inkonsistente Implementationen
- Frühe Validierung durch Prototypen und Lasttests
- Explizite Dokumentation von Schnittstellen und Annahmen
- Automatisiertes Testing und End-to-End-Monitoring
I/O & Ressourcen
- Geschäfts- und Produktanforderungen
- Bestehende Architektur- und Betriebsdaten
- Nicht-funktionale Anforderungen (SLA, Sicherheit)
- Architekturdiagramme und Spezifikationen
- Migrations- oder Implementierungspläne
- Test- und Betriebsanforderungen
Beschreibung
System Design beschreibt Prinzipien und Praktiken zur Strukturierung komplexer Softwaresysteme. Es umfasst Komponenten-, Schnittstellen- und Laufzeitentscheidungen sowie nicht-funktionale Anforderungen wie Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit. Ziel ist die Modellierung klarer Architekturen, die Wartbarkeit, Leistung und Anpassungsfähigkeit in realen Produkten sicherstellen. Es verbindet technische und organisatorische Perspektiven.
✔Vorteile
- Verbesserte Wartbarkeit und Teamunabhängigkeit
- Bessere Skalierbarkeit und Performance-Eigenschaften
- Geringeres Risiko bei Änderungen durch klare Schnittstellen
✖Limitationen
- Initialer Design-Aufwand und höhere Komplexität
- Nicht jede Situation benötigt ausgefeiltes Systemdesign
- Überdesign kann Geschwindigkeit und Time-to-Market beeinträchtigen
Trade-offs
Metriken
- Zeit bis zur Marktreife
Dauer von Konzept bis produktivem Betrieb als Maß für Effizienz.
- Mean Time to Recovery (MTTR)
Mittlere Wiederherstellungszeit nach Ausfällen zur Messung von Resilienz.
- Durchsatz (Requests pro Sekunde)
Messung der Verarbeitungskapazität des Systems unter Last.
Beispiele & Implementierungen
E-Commerce-Plattform Skalierung
Architekturänderungen zur Unterstützung hoher Lastspitzen und Checkout-Resilienz.
Migration zu ereignisgesteuerter Architektur
Umstellung von synchronen APIs auf asynchrone Ereignisflüsse zur Entkopplung.
Plattform-Standardisierung
Einführung gemeinsamer Plattformservices und Interface-Standards über Teams hinweg.
Implementierungsschritte
Anforderungen sammeln und priorisieren
Architekturentwürfe erstellen und bewerten
Iterativ implementieren, testen und anpassen
⚠️ Technische Schulden & Engpässe
Tech Debt
- Nicht bereinigte Schnittstellen aus schnellen Hotfixes
- Kurzfristige Architekturentscheidungen ohne Tests
- Fehlende Automatisierung für Deploys und Überwachung
Bekannte Engpässe
Beispiele für Missbrauch
- Übermäßige Fragmentierung in viele kleine Services ohne Bedarf
- Einführung komplexer Patterns ohne Messgrößen
- Ignorieren betrieblicher Belange während des Designs
Typische Fallen
- Annahmen über Last und Wachstum nicht validieren
- Zu starke Abhängigkeit von proprietären Plattformfunktionen
- Governance und Verantwortlichkeiten unklar lassen
Erforderliche Fähigkeiten
Drivers (Architectural Drivers)
Constraints
- • Bestehende Legacy-Abhängigkeiten
- • Budget- und Zeitrahmen
- • Regulatorische und Compliance-Anforderungen