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Erfassen Sie Ihren gesamten IT-Stack in einem einzigen Datenmodell

Lodewijk Bogaards

Aktualisiert Oktober 13, 2025
7 Minuten

Erfassen Sie Ihren IT-Stack in einem Modell
 
Am 16. Oktober 1843 überquerte der Mathematiker William Rowan Hamilton eine Brücke in Dublin, als ihm plötzlich die Lösung für ein Problem einfiel, an dem er schon seit vielen Jahren gearbeitet hatte. Er war so begeistert, dass er seine berühmte Gleichung für eine neue Art von Zahlen, die er Quaternion nannte, in den Stein der Brücke schnitt: "i^2=j^2=k^2=ijk=-1." Quaternionen ermöglichen unter anderem die Drehung von Objekten durch beliebige Orientierungen in einem 3D-Raum. Wir haben Hamilton zu verdanken, dass wir sicher auf dem Mond landen konnten. Tatsächlich haben wir Hamilton zu verdanken, dass unsere WebGL-basierte 3D-Engine bei StackState funktioniert.
Manchmal scheint mir die Fähigkeit, eine so komplexe Erkenntnis zu gewinnen, ein übermenschliches Maß an Genialität zu erfordern. Dennoch erkenne ich, dass Hamilton an jenem Tag auf der Brücke einfach an einem kritischen Punkt nach einer langen und beschwerlichen Reise angekommen war. Das Ende einer Etappe der Reise und der Beginn einer anderen. Wenn man genügend Hintergrundinformationen darüber hat, was Hamilton geistig erforschte, ist die Gleichung, die den Abschluss dieser Etappe der Reise markiert, zwar immer noch höchst beeindruckend, aber nicht jenseits menschlicher Fähigkeiten. Manchmal ist das Ende einer Reise nicht durch einen Genieblitz gekennzeichnet. Vielmehr kann eine Idee der Beginn einer Reise sein und die Erkenntnis, wie stark ein Konzept wirklich ist, baut sich im Laufe der Zeit langsam auf. So ist es auch mit dem, was wir bei StackState das 3T-Datenmodell nennen, was für: Telemetrie, Topologie und Zeit.  
  
Wie Hamiltons drei Buchstaben i, j und k sind auch die drei T's Dimensionen, jede senkrecht zu den anderen. Die drei T's sind eine Möglichkeit, die Konfiguration eines jeden IT-Systems zu modellieren, ob groß oder klein, basierend auf Microservices, Containern, Webservices, Monolithen, Serverless, Cloud oder On-Premise. Es spielt keine Rolle. Tatsächlich kann das Wort System in einem größeren Kontext verwendet werden, um ein System zu bezeichnen, das eingebettete Geräte, IoT, Batch-, Echtzeit-, Offline- oder temporäre Komponenten umfassen kann.  
 
Wir bei StackState haben fast unsere gesamte Zeit in die Entwicklung dieses Modells investiert und sind noch nie in eine Situation geraten, die nicht mit diesem Modell erfasst werden konnte. Lassen Sie mich Ihnen die 3 einfachen Zutaten erläutern:
 
1. Telemetrie
"Der Prozess der Aufzeichnung und Übertragung der Messwerte eines Instruments". In der Regel sendet jede aktive Komponente und auch jede aktive (Netzwerk-)Verbindung in einem IT-System kontinuierlich eine Fülle von Informationen aus. Zum Beispiel protokolliert ein Microservice Ereignisse, sendet oder sammelt seine eigenen Metriken, öffnet und empfängt Netzwerkverbindungen und sendet Herzschläge. Das Betriebssystem, auf dem der Microservice läuft, sammelt Informationen zur Speichernutzung, CPU-Auslastung, Seitennutzung usw.
 
2. Topologie
"die Art und Weise, wie die einzelnen Teile miteinander verbunden oder angeordnet sind". Topologie ist ein Wort, das in der Netzwerktechnik verwendet wird, um ein logisches oder physisches Netzwerk-Layout/eine Grafik zu beschreiben. Wir verwenden den Begriff im weitesten Sinne und meinen damit die Beschreibung der Abhängigkeiten zwischen den IT-Komponenten, sei es Hardware oder Software, die ein System bilden.  
 
Das Datenmodell für eine Topologie ist am besten für einen gerichteten Graphen geeignet. Die Speicherung einer Topologie in einer geeigneten Graphdatenbank ist wichtig, wenn man hofft, beim Starten von Graphalgorithmen eine gewisse Leistung zu erzielen. Graphalgorithmen sind äußerst nützlich, um Fehlerbäume, indirekte Abhängigkeiten, Schwachstellen, Unterbrechungen usw. zu finden. Es gibt eine Menge interessanter Fakten, die man über große IT-Systeme herausfinden kann, wenn man ein vollständiges Bild der tatsächlichen physischen aktuellen Topologie hat.  
 
Hamilton hat auch zu dem wunderbaren Gebiet der Graphentheorie beigetragen und ist unter anderem für die so genannten Hamiltonschen Graphen bekannt.
Die Überwachung auf der Grundlage von Telemetriedaten allein, die heutzutage immer noch die Norm ist, bietet aufgrund der großen Mengen an unverbundenen Daten nur wenig Einblick in das Gesamtbild des Geschehens. Die Beziehungen zwischen den Telemetriedatenströmen müssen entweder bekannt sein oder durch clevere Algorithmen entdeckt werden. Wir können diesen Teil einfach überspringen, wenn wir über eine geeignete Topologie verfügen.
 
Nun, da wir die Weichen gestellt haben, hier ist dieer interessante Teil. Was bindet Topologie und Telemetrie zusammen? Die Zeit.
 
ezgif.com-video-zu-gif.gifKombination von Telemetrie und Topologie in einem Modell
 3. Zeit 
Wie in der Quantenmechanik eine Wellenform zu einem Teilchen kollabiert, wenn sie beobachtet wird, kollabiert die Telemetrie zur Topologie, wenn sie beobachtet wird. Die Topologie ist der Zustand des Stacks in der aktuellen Zeit. Man kann sich das so vorstellen, dass die Telemetrie durch die Ebene der Topologie läuft. Sobald die Telemetrie die Topologieebene erreicht, kann sie beobachtet werden und die Topologie verändern.
 
ezgif.com-gif-maker (1).gifSpeichern Sie jede Änderung in der Topologie als Schnappschuss des gesamten Graphen in der Zeit
 
Nicht alle gestreamten Telemetriedaten sind es wert, beobachtet zu werden, aber einige Teile sind es, und diese sollten erfasst werden, um den Zustand der Topologie zu aktualisieren. Nehmen Sie zum Beispiel einen Telemetrie-Stream über die Gesamtmenge des freien Speichers eines Servers. Wenn alles reibungslos läuft, kann der Datenstrom in der Regel eine Wellenform bleiben, aber sobald die Menge gefährlich niedrig ist, lohnt es sich, diese Information in der Topologie zu erfassen. Und wie ein Teilchen, das mit anderen Teilchen interagiert, können topologische Komponenten, die von der Tatsache betroffen sind, dass dieser Server nur noch wenig Speicherplatz hat, proaktiv durch eine Durchquerung des Abhängigkeitsgraphen der Topologie benachrichtigt werden.
 
Es ist also der Akt der Beobachtung in Echtzeit, der Telemetrie und Topologie miteinander verbindet. In StackState verfügen wir über eine Reihe von benutzerprogrammierbaren Stream-Prozessoren, die den Akt der Beobachtung automatisch verarbeiten und zu Änderungen der Topologie führen.  Dieses System kann auf jede Art von Metrikströmen, Ereignisströmen und sogar auf Änderungen der Topologie, die auf der Grundlage dieser Ströme erzeugt werden, reagieren und so eine Kette von Effekten erzeugen. Nebeneffekte in Echtzeit können auch an andere Systeme weitergeleitet werden. Man könnte beispielsweise Ereignisse an eine Chat-App, ein Incident Management Tool oder ein Orchestrierungs-Tool senden.
 
Bei StackState haben wir eine spezielle zeitreisende Graphdatenbank entwickelt, um dieses Modell zu unterstützen. Dadurch sind wir in der Lage, jede Änderung in der Topologie als Schnappschuss des gesamten Graphen in der Zeit zu speichern. Aus der Sicht eines DevOps-Ingenieurs sind diese Schnappschüsse unglaublich wertvolle Informationen. Man kann alle Änderungen des gesamten Stacks, die nach einem selbst definierten Standard beobachtungswürdig sind, jederzeit wiedergeben, visualisieren und programmatisch analysieren. Stellen Sie sich einmal vor, was Sie mit dieser Art von Superkraft tun könnten.
 
Das 3T-Datenmodell ist sehr gut geeignet, um zu beschreiben, was in einem Stack passiert, aber natürlich nicht für jeden einzelnen Anwendungsfall. Im Allgemeinen beschreibt es, was zu welchem Zeitpunkt geschieht und wie jedes Teil das nächste beeinflusst, aber es beschreibt nicht unbedingt, warum diese Teile da sind, warum sie überhaupt miteinander verbunden sind und wie genau sie ihre Ziele erreichen.  
 
William Rowan Hamilton verbrachte den Rest seines Lebens damit, Anwendungen von Quaternionen zu studieren.  Sein Sohn William Edwin schrieb, dass sein Vater "von vorweggenommenen Anwendungen der Quaternionen auf die Elektrizität und auf alle Fragen, bei denen die Idee der Polarität eine Rolle spielt, sprach - Anwendungen, von denen er zu seinen Lebzeiten nie erwartete, sie vollständig entwickeln zu können, Verbeugungen, die den Händen eines anderen Ulysses vorbehalten sein sollten." Hamilton ist mir in den Sinn gekommen, weil ich mich mit seiner poetischen Begeisterung für etwas so Abstraktes wie ein Modell identifizieren kann. Die Anwendungen liegen weit jenseits meines Verständnisses, aber die Vorteile, die sich daraus ergeben, inspirieren mich, jeden Tag an StackState zu arbeiten und unseren Kunden zu ermöglichen, ihr Geschäft auf eine noch nie dagewesene Weise zu führen.
 
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