Was ist IT-Infrastruktur-Orchestrierung?

Anstatt einzelne Komponenten separat zu verwalten, erstellt die Orchestrierung automatisierte Self-Service-Workflows, die Ressourcen bereitstellen, Anwendungen implementieren, Netzwerke konfigurieren und Systeme gemäß vordefinierten Regeln und Richtlinien warten. Diese Workflows verarbeiten voneinander abhängige Aufgaben, führen sie in der richtigen Reihenfolge aus und berücksichtigen dabei Abhängigkeiten und mögliche Fehler.

Moderne Unternehmen betreiben Anwendungen in hybriden und Multicloud-Umgebungen – von lokalen Rechenzentren über Public Clouds (z. B. AWS, Microsoft Azure, IBM® Cloud, Google Cloud Platform) bis hin zu Edge-Standorten. Ohne Orchestrierung sehen sich IT-Teams mit einer zunehmenden Komplexität bei der Verwaltung tausender voneinander abhängiger Ressourcen konfrontiert. Mit der zunehmenden Verbreitung von Cloud-Plattformen, Mikroservices und containerisierten Anwendungen wird die Verwaltung und Koordination dieser Systeme zunehmend unmöglich.

Stellen Sie sich ein Finanzdienstleistungsunternehmen vor, das eine neue mobile Banking-Anwendung einführt. Der Prozess umfasst die Bereitstellung der Cloud-Infrastruktur und die Konfiguration von Sicherheitsrichtlinien. Teams müssen Services und Apps bereitstellen, Datenbanken einrichten, Netzwerkverbindungen herstellen und Überwachungssysteme implementieren. Die Orchestrierung der IT-Infrastruktur automatisiert diese voneinander abhängigen Aufgaben, führt sie in der richtigen Reihenfolge aus und berücksichtigt dabei Abhängigkeiten und potenzielle Ausfälle.

Da immer mehr Unternehmen vor ähnlichen Bereitstellungs-Herausforderungen stehen, ist Orchestrierung unverzichtbar geworden. Laut Coherent Market Erkenntnisse wird der globale Markt für Cloud-Orchestrierung zwischen 2025 und 2032 voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 20,6 % wachsen und ein Volumen von 75,39 Milliarden US-Dollar erreichen.¹ Dies spiegelt den wachsenden Bedarf von Unternehmen an ausgefeilten Funktionen wider, um komplexe IT-Umgebungen in großem Maßstab zu managen.

Obwohl die Begriffe Infrastrukturautomatisierung und Infrastrukturorchestrierung oft synonym verwendet werden, stellen sie unterschiedliche Konzepte mit wichtigen Unterschieden dar.

Die Automatisierung der Infrastruktur zielt darauf ab, manuelle Arbeit bei einzelnen Aufgaben zu eliminieren. Ein automatisierter Workflow könnte beispielsweise eine virtuelle Maschine (VM) bereitstellen, eine Datenbank-Backup erstellen oder einen fehlgeschlagenen Dienst ohne menschliches Eingreifen neu starten. Diese automatisierten Aufgaben arbeiten unabhängig voneinander und führen bestimmte Funktionen aus, wenn sie ausgelöst werden.

Eine Studie des IBM Institute for Business Value (IBV) aus dem Jahr 2023 ergab, dass 92 % der Führungskräfte erwarteten, dass ihre Workflows bis 2025 digitalisiert und KI-gestützte Automatisierung nutzen werden. Diese Erwartungen erfordern fortschrittliche Koordinationsfähigkeiten, um sie in großem Maßstab zu bewältigen.

Die Infrastruktur-Orchestrierung geht noch einen Schritt weiter und koordiniert mehrere automatisierte Aufgaben zu zusammenhängenden Workflows, mit denen umfassendere Geschäftsziele erreicht werden. Das System verwaltet die Reihenfolge, das Timing, die Abhängigkeiten und die Fehlerbehandlung für verschiedene Automatisierungsprozesse.

Beispielsweise erfordert die Bereitstellung einer dreischichtigen Webanwendung (z. B. einer E-Commerce-Plattform) die Bereitstellung von Infrastruktur und die Konfiguration von Load Balancern. Teams müssen Anwendungscode bereitstellen, Datenbanken initialisieren und die Überwachung einrichten. Die Automatisierung übernimmt die einzelnen Aufgaben, während die Orchestrierung den gesamten Workflow koordiniert. Sie stellt sicher, dass die Aufgaben in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden und behandelt Szenarien, in denen einzelne Schritte fehlschlagen.

Führende Unternehmen kombinieren beide Ansätze. Sie setzen Automatisierungstools ein, um sich wiederholende Aufgaben effizient zu bewältigen. Die Orchestrierung stellt sicher, dass diese automatisierten Komponenten zusammenarbeiten, um strategische Ergebnisse zu erzielen.

Die Infrastrukturorchestrierung erfolgt über intelligente Workflow-Engines, die Ressourcen, Dienste und IT-Prozesse in verteilten Umgebungen koordinieren.

Cloud-Orchestrierung ist für den modernen IT-Betrieb unverzichtbar geworden, mit speziellen Tools, die Cloud-Ressourcen auf mehreren Cloud-Plattformen koordinieren. Sie verwalten alles von virtuellen Maschinen und Containern (typischerweise Docker) bis hin zu serverlosen Funktionen und verwalteten Services. Kubernetes hat sich als De-facto-Standard für die Container-Orchestrierung etabliert. Es automatisiert die Bereitstellung, Skalierung, Vernetzung und das Lebenszyklusmanagement für containerisierte Anwendungen.

Infrastruktur-Orchestrierungsplattformen bieten mehrere wesentliche Funktionen:

• Ressourcenbereitstellung und -verwaltung: Orchestrierungssysteme weisen Computing-, Speicher- und Netzwerkressourcen automatisch auf der Grundlage von Anwendungsanforderungen und Unternehmensrichtlinien zu. Diese Funktion eliminiert manuelle Bereitstellungsaufgaben und stellt sicher, dass Ressourcen bei Bedarf verfügbar bleiben.

• Konfigurationsmanagement: Diese Plattformen wenden konsequent Konfigurationen in allen Umgebungen an und stellen sicher, dass die Systeme ihre gewünschten Zustände über die Zeit beibehalten. Konfigurationsmanagement verhindert das Drift, das auftritt, wenn Systeme allmählich von ihren vorgesehenen Spezifikationen abweichen.

• Durchsetzung von Richtlinie: Durchsetzung von Richtlinien: Automatisierte Compliance-Prüfungen, Zugriffskontrolle und Governance-Kontrollen werden einheitlich auf alle Infrastrukturkomponenten angewendet, um Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben. Unternehmen können Richtlinien einmalig definieren, woraufhin die Orchestrierungsplattform diese konsequent und ohne manuelle Eingriffe durchsetzt.

• Serviceerkennung und -vernetzung: Orchestrierungsplattformen identifizieren und verbinden verteilte Dienste dynamisch, wenn sie vergrößert oder verkleinert werden. Dienste können sich automatisch lokalisieren und miteinander kommunizieren, wenn die Infrastruktur skaliert und weiterentwickelt wird.

• Gesundheitsüberwachung und Selbstheilung: Kontinuierliche Systemzustandsprüfungen werden automatisch durchgeführt, wobei Orchestrierungssysteme Benachrichtigungen senden und Korrekturmaßnahmen auslösen, wenn Probleme erkannt werden. Automatische Fehlerbehebungsfunktionen stellen die Serviceverfügbarkeit wieder her, ohne dass eine manuelle Fehlerbehebung erforderlich ist.

• Versionskontrolle und Rollback: Konfigurationsänderungen werden systematisch nachverfolgt, sodass Teams bei Problemen auf frühere Zustände zurückgreifen können. Diese Funktion verringert das Risiko beim Bereitstellen von Infrastruktur-Updates.

• Multi-Umweltmanagement: Orchestrierung koordiniert Bereitstellungen über Entwicklungs-, Staging- und Produktionsumgebungen hinweg und ermöglicht es Teams, Änderungen systematisch über Umgebungen hinweg zu übertragen und gleichzeitig die Konsistenz im Infrastrukturmanagement aufrechtzuerhalten.

• Integrations-Funktionen: Moderne Orchestrierungsplattformen verbinden sich nahtlos mit bestehenden Tools über Programmierschnittstellen (APIs), einschließlich Überwachungssysteme, Sicherheitsplattformen und Ticketing-Systeme. Diese Integrationen schaffen einheitliche Workflows über den gesamten Technologie-Stack hinweg.

Unternehmen, die Infrastrukturorchestrierung einsetzen, erzielen erhebliche Vorteile:

• Erhöhte Bereitstellungsgeschwindigkeit

• Verbesserte Zuverlässigkeit und Konsistenz

• Verbesserte Ressourcennutzung

• Stärkere Compliance und Governance

• Agilität eines Unternehmens

Durch die Orchestrierung werden manuelle Prozesse automatisiert und Koordinationsverzögerungen vermieden, wodurch sich die Bereitstellungszeiten von Anwendungen von Wochen auf Minuten verkürzen. Entwicklungsteams können Funktionen schneller bereitstellen, ohne auf die Bereitstellung oder Konfiguration der Infrastruktur warten zu müssen.

Automatisierte Workflows eliminieren menschliche Fehler und gewährleisten konsistente Konfigurationen. Jede Bereitstellung folgt identischen Prozessen und liefert vorhersehbare Ergebnisse in allen Umgebungen.

Orchestrierungsplattformen optimieren die Ressourcenzuweisung dynamisch, indem sie die Dienste bei Spitzennachfrage und in Phasen mit geringer Nachfrage herunterskalieren. Diese Flexibilität reduziert Überkapazitäten und ermöglicht Einsparungen bei den Infrastrukturkosten, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

Die Infrastruktur-Orchestrierung gewährleistet, dass Sicherheitskontrollen, Compliance-Anforderungen und Unternehmensstandards konsistent auf alle Infrastrukturkomponenten angewendet werden.

Unternehmen können schneller auf Marktchancen reagieren, wenn sich die Infrastruktur rasch an veränderte Anforderungen anpassen lässt. Platform Engineering-Teams können Geschäftsinitiativen und neue Dienstleistungen innerhalb von Tagen statt Monaten umsetzen, um Kunden zu erreichen.

Die Infrastruktur-Orchestrierung bietet einen Mehrwert für zahlreiche IT-Disziplinen und Betriebsszenarien:

• DevOps und kontinuierliche Integration und kontinuierliche Bereitstellung (CI/CD): Orchestrierungsplattformen bilden die Grundlage moderner DevOps-Praktiken und automatisieren die gesamte Softwareentwicklungs- und Bereitstellungspipeline, von Codeänderungen über Tests und Staging bis hin zur Produktionsbereitstellung. Es gewährleistet konsistente, wiederholbare Prozesse, die es Entwicklungsteams ermöglichen, Funktionen mehrmals täglich statt monatlich bereitzustellen, wodurch Innovationszyklen beschleunigt werden.

• Netzwerkmanagement: Software-Defined Networking (SDN) basiert auf Orchestrierung, um Netzwerke dynamisch bereitzustellen, Routing-Richtlinien zu konfigurieren und Sicherheitskontrollen über verteilte Umgebungen hinweg zu verwalten. Netzwerkorchestrierung ermöglicht es Unternehmen, die Netzwerkinfrastruktur als programmierbare Ressourcen zu behandeln und nicht als physische Geräte, die manuell konfiguriert werden müssen.

• Workloads für künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen (KI/ML): Das Training von Modellen für künstliche Intelligenz (KI) und Modellen für maschinelles Lernen (ML) erfordert erhebliche Rechenressourcen. Die Orchestrierung automatisiert den gesamten KI/ML-Lebenszyklus, einschließlich Datenpipeline-Management, Bereitstellung der Infrastruktur für das Modelltraining, Versionskontrolle und Bereitstellung trainierter Modelle in Produktionsumgebungen.

• Sicherheitsstatus: SOAR-Plattformen (Security Orchestration, Automation and Response) koordinieren Sicherheitstools, automatisieren die Erkennung und Reaktion auf Bedrohungen (TDR) und gewährleisten die konsistente Anwendung von Sicherheitsrichtlinien. Wenn Bedrohungen erkannt werden, löst die Orchestrierung Untersuchungsworkflows aus, isoliert betroffene Systeme und führt automatisch Abhilfemaßnahmen durch.

• Edge-Umgebungen: Unternehmen, die Anwendungen in verteilten Edge-Umgebungen bereitstellen, nutzen Orchestrierung, um Tausende von Standorten einheitlich zu verwalten. Es stellt sicher, dass Anwendungen, Konfigurationen und Sicherheitsrichtlinien korrekt auf Internet der Dinge (IoT)-Geräten und anderen Edge-Standorten bereitgestellt werden, unabhängig von Herausforderungen bei der Netzwerkkonnektivität.

• Notfallwiederherstellung (Disaster Recovery, DR): Die Orchestrierung automatisiert Failover-Prozesse, Data Replication und Wiederherstellungs-Workflows. Wenn Ausfälle auftreten, werden orchestrierte Pläne zur Notfallwiederherstellung (DR) systematisch durchgeführt, wodurch die Wiederherstellungszeitziele (Recovery Time Objectives, RTO) von Stunden auf Minuten reduziert werden.

Die Orchestrierungslandschaft umfasst verschiedene Plattformen und Automatisierungslösungen, die für spezifische Anwendungsfälle und Umgebungen entwickelt wurden. Die Auswahl der geeigneten Tools erfordert ein Verständnis der organisatorischen Anforderungen, der vorhandenen Infrastruktur und der strategischen Ziele.

Zu den wesentlichen Orchestrierungstools und -plattformen gehören:

• Kubernetes

• Terraform®

• Ansible®

• Red Hat OpenShift

Kubernetes dient als die dominierende Open Source-Container-Orchestrierungsplattform für Unternehmen, die cloudnative Anwendungen entwickeln. Es automatisiert die Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung containerisierter Anwendungen über Maschinencluster hinweg.

Große Cloud-Services wie AWS, IBM Cloud, Microsoft Azure und Google Cloud bieten verwaltete Kubernetes Services an.

Terraform von HashiCorp ermöglicht Infrastruktur als Code (IaC) über mehrere Cloud-Provider und On-Premises-Umgebungen hinweg. Teams definieren die Infrastruktur in deklarativen Konfigurationsdateien und Vorlagen, die Terraform verwendet, um Ressourcen konsistent bereitzustellen und zu verwalten.

Ansible bietet agentenlose Automatisierung und Orchestrierung für Konfigurationsmanagement, Anwendungsbereitstellung und Aufgabenautomatisierung. Dank seiner einfachen Syntax und umfangreichen Modulbibliothek ist es auch für Teams geeignet, die noch keine Erfahrung mit Orchestrierung haben.

Red Hat OpenShift kombiniert Kubernetes mit weiteren Unternehmensfunktionen, darunter Developer Tools, Sicherheitsfunktionen und Multi-Cluster-Management, und vereinfacht so containerisierte Anwendungen in Hybrid-Cloud-Umgebungen in großem Maßstab. Die Plattform bietet konsistente Abläufe über die lokale Infrastruktur und wichtige öffentliche Cloud-Plattformen wie IBM Cloud hinweg.

Unternehmen sollten Plattformen anhand mehrerer Schlüsselkriterien bewerten. Beginnen Sie mit der Bewertung der Kompatibilität mit vorhandener Infrastruktur und Anwendungen. Unterstützt die Plattform aktuelle Technologien und optimiert die Integration mit bestehenden Tools?

Berücksichtigen Sie auch die Lernkurve. Können interne Teams die notwendigen Fähigkeiten effizient erwerben oder verfügen sie bereits über relevante Erfahrung?

Skalierbarkeitsanforderungen spielen eine entscheidende Rolle. Die richtige Plattform muss die aktuellen Workloads bewältigen und gleichzeitig zukünftiges Wachstum berücksichtigen. Bitte beachten Sie auch das Ökosystem der Anbieter und die Unterstützung durch die Community. Robuste Communities bieten wertvolle Ressourcen zur Fehlerbehebung und beschleunigen die Problemlösung, wenn Herausforderungen auftreten.

Sicherheits- und Compliance-Funktionen erfordern eine sorgfältige Bewertung, insbesondere in regulierten Branchen. Darüber hinaus umfassen die Gesamtbetriebskosten nicht nur die Lizenzierung, sondern auch Schulungen, die Implementierung und laufende Verwaltungskosten.

Viele Unternehmen erzielen Erfolge, indem sie mehrere Orchestrierungstools einsetzen, anstatt nach einer einzigen Plattform zu suchen. Dieser Ansatz ermöglicht es ihnen, spezialisierte Tools für bestimmte Workloads zu verwenden und gleichzeitig die Integration zwischen ihnen aufrechtzuerhalten.

Die Infrastruktur-Orchestrierung entwickelt sich weiterhin rasant weiter, da Unternehmen von KI-Experimenten zu skalierten Produktionsbereitstellungen übergehen. Mehrere wichtige Trends prägen die nächste Generation der Orchestrierungsfunktionen:

• KI-gestützte Orchestrierung

• Advanced Observability

• Serverlose und ereignisgesteuerte Architekturen

Unternehmen gehen über die traditionelle Automatisierung hinaus und setzen zunehmend auf intelligente Systeme, die autonom agieren und gleichzeitig Governance und Observability gewährleisten. KI-Orchestrierungsplattformen koordinieren KI-Agenten, generative KI-Modelle und Tools in Unternehmensumgebungen und ermöglichen ihnen die Zusammenarbeit unter Einhaltung von Richtlinienkontrollen.

Maschinelles Lernen verändert auch die Orchestrierung von reaktiven, regelbasierten Systemen hin zu proaktiven Plattformen, die Probleme vorhersagen und verhindern, bevor sie auftreten, indem sie Infrastrukturmuster analysieren und den Ressourcenbedarf vor Nachfragespitzen antizipieren.

Moderne Orchestrierungsplattformen integrieren fortschrittliche Telemetrie, verteiltes Tracking und Echtzeitanalysen. Diese cloudbasierte Observability ermöglicht Einblick in die Funktionsweise und Interaktion orchestrierter Systeme und erlaubt so eine schnellere Fehlerbehebung und intelligentere Automatisierungsentscheidungen.

Serverloses Computing und Function-as-a-Service (FaaS) erfordern eine Orchestrierung, die über die traditionelle Infrastruktur hinausgeht. Diese Plattformen koordinieren kurzlebige, ereignisgesteuerte Workloads und verwalten Anwendungen, die aus lose gekoppelten Funktionen bestehen, die bei Bedarf ausgeführt werden, während sie die automatische Skalierung und das Event-Routing übernehmen.