AWS Grundlagen für Architekten: Schulung Well-Architected

Cloud-Konzepte und das Well-Architected Framework

• AWS im Überblick: globale Infrastruktur, Dienstkatalog und Prinzip der verwalteten Dienste
• Servicemodelle IaaS, PaaS, SaaS und Serverless – wie viel Betrieb bei Ihnen bleibt
• Dienstkategorien: Compute, Speicher, Datenbanken, Netzwerk, Integration, Analyse, KI
• Vorteile der Cloud: Abrechnung nach Verbrauch, Skaleneffekte, Geschwindigkeit, globale Reichweite
• Elastizität und Skalierbarkeit unterscheiden: horizontal, vertikal, automatisch
• Grenzen der Cloud: Service Quotas, Latenz, Datenhoheit und Abhängigkeit vom Anbieter
• Regionswahl nach Latenz, Preis, Dienstverfügbarkeit und DSGVO; AWS European Sovereign Cloud
• Cloud-Verwaltung: Konsole, AWS CLI, CloudShell und Infrastruktur als Code
• Kosten und Unterstützung beim Einstieg: kostenloses Kontingent, Preisrechner, Support-Pläne
• AWS Well-Architected Framework: sechs Säulen, Design-Prinzipien und Lenses

Architekturprinzipien entlang der sechs Säulen

• Zuverlässigkeit: für Ausfälle entwerfen, statt Ausfälle ausschließen zu wollen
• Elastizität umsetzen: zustandslose Server, Sitzungsdaten auslagern, nach Last skalieren
• Komponenten entkoppeln: Warteschlangen, Ereignisse und klar definierte Schnittstellen
• Leistungseffizienz: passende Instanztypen, Caching und Datenbankwahl nach Zugriffsmuster
• Sicherheit in jeder Schicht: Identitäten, Netz, Daten und lückenlose Protokollierung
• Kostenoptimierung als Architekturziel: Verbrauch messen, Leerlauf vermeiden
• Betriebliche Exzellenz: Änderungen klein, häufig und umkehrbar halten
• Nachhaltigkeit als sechste Säule: Auslastung erhöhen, Region und Hardware bewusst wählen
• Zielkonflikte zwischen den Säulen begründen, etwa Multi-AZ-Betrieb gegen Kosten

Sicherheit: Konten, Identitäten und Netzwerkgrenzen

• Modell der geteilten Verantwortung: was AWS absichert und was in Ihrer Verantwortung bleibt
• Root-Benutzer absichern: MFA, keine Zugangsschlüssel, nur für wenige Kontoaufgaben
• Neues AWS-Konto anlegen: Kontakte, Abrechnungsalarm und erste Schutzmaßnahmen
• Mehrkontenstrategie mit AWS Organizations, Service Control Policies und Control Tower
• IAM: Gruppen, Rollen und Richtlinien nach dem Prinzip minimaler Rechte
• Menschen über IAM Identity Center anmelden statt über langlebige Zugangsschlüssel
• IAM-Benutzer nur noch für Sonderfälle anlegen; zu weite Rechte mit IAM Access Analyzer finden
• Schlüsselpaar für EC2 erstellen – und wann Session Manager den offenen SSH-Port ersetzt
• Sicherheitsgruppen als zustandsbehaftete Firewall je Instanz, Netzwerk-ACLs je Subnetz
• Sicherheitsgruppe anlegen: Regeln für HTTP und HTTPS, Verweise auf andere Gruppen
• VPC-Grundaufbau: öffentliche und private Subnetze, Internet- und NAT-Gateway (Überblick)
• Verschlüsselung mit AWS KMS, Geheimnisse im Secrets Manager, API-Protokoll mit CloudTrail
• Sicherheitslage überwachen: Amazon GuardDuty und AWS Security Hub im Überblick

Entwurf für Ausfälle: EC2, Load Balancer und RDS

• Virtuelle Server mit EC2: Instanzfamilien, Graviton, Elastic IP und Kosten öffentlicher IPv4-Adressen
• Regionen, Availability Zones und Local Zones als Ausfalldomänen
• Amazon Machine Images: AWS-, Marketplace- und eigene AMIs
• Bootstrapping mit User Data und cloud-init, Konfiguration aus dem Parameter Store
• Elastic Block Store: Volume-Typen wie gp3 und io2, Snapshots, Verschlüsselung
• Neue EC2-Instanz aus einem Launch Template starten, Instanzprofil statt gespeicherter Schlüssel
• Elastic Load Balancing: Application, Network und Gateway Load Balancer im Vergleich
• Application Load Balancer einrichten: Zielgruppen, Integritätsprüfungen, HTTPS mit ACM
• Verbindung über HTTP am Load Balancer testen und Verteilung auf beide AZs prüfen
• Mit der Instanz verbinden: SSH, EC2 Instance Connect oder Session Manager
• Amazon RDS: verwaltete Datenbanken, Multi-AZ, Lesereplikate und Aurora im Vergleich
• MySQL-Datenbank in RDS anlegen: Subnetzgruppe, Parametergruppe, automatische Backups
• RTO, RPO und Disaster-Recovery-Strategien – Überblick, Tiefe im Seminar Hochverfügbarkeit

Elastizität und automatisierte Infrastruktur

• Eigenes AMI erstellen und mit EC2 Image Builder regelmäßig aktualisiert neu bauen
• EC2 Auto Scaling: Gruppen über mehrere Availability Zones auf Basis von Launch Templates
• Amazon CloudWatch: Metriken, Alarme, Logs und Dashboards
• Skalierungsrichtlinien einrichten: Zielverfolgung, schrittweise und geplante Skalierung
• Auto Scaling unter Last testen und den Ersatz einer beendeten Instanz beobachten
• Elastic Beanstalk: Anwendung samt Umgebung, Load Balancer und Skalierung ausrollen
• Konfiguration und Patches mit AWS Systems Manager statt des eingestellten OpsWorks
• CloudFormation: Vorlagen, Stacks, Change Sets; IaC-Generator statt CloudFormer
• AWS CDK als Alternative zu YAML-Vorlagen – Vertiefung im Seminar DevOps mit AWS
• CodeDeploy für EC2-Flotten mit Rollback – Pipeline-Aufbau im Seminar DevOps mit AWS

Leistung: Caching, Auslieferung und Suche

• Caching-Strategien: Lazy Loading, Write-Through und Ablaufzeiten
• Amazon ElastiCache mit Valkey, Redis OSS oder Memcached; ElastiCache Serverless
• Amazon CloudFront: Edge-Standorte, Cache-Verhalten, Origin Access Control für S3
• CloudFront mit AWS WAF und Shield Standard gegen Angriffe auf Webanwendungen
• Volltextsuche mit Amazon OpenSearch Service als Nachfolger von CloudSearch
• Datenbank nach Zugriffsmuster wählen: relational, Schlüssel-Wert, Dokument, Graph

Serverlose Architekturen

• Amazon S3: Buckets, Speicherklassen, Versionierung und Block Public Access
• Archivieren mit den S3-Glacier-Speicherklassen und Lebenszyklusregeln
• Statische Webanwendung in S3 ablegen und über CloudFront mit HTTPS ausliefern
• Amazon API Gateway: HTTP-APIs und REST-APIs, Autorisierung, Drosselung
• AWS Lambda als Architekturbaustein: Ereignisse, Skalierung, Grenzen – Tiefe im Lambda-Seminar
• Lambda hinter API Gateway: Proxy-Integration und ressourcenbasierte Berechtigung
• Amazon DynamoDB: Partitionsschlüssel, Zugriffsmuster, On-Demand- oder bereitgestellte Kapazität
• DynamoDB-Tabelle anlegen, globale Sekundärindizes und Point-in-Time-Recovery
• API mit Stages bereitstellen und die Anwendung von der Seite bis zur Tabelle testen
• Container ohne Serververwaltung: Amazon ECS mit AWS Fargate als Alternative zu Lambda

Entkopplung mit Nachrichten und Workflows

• Amazon SQS: Standard- und FIFO-Warteschlangen, Sichtbarkeitszeit, Dead-Letter-Queues
• AWS Step Functions für neue Workflows; Simple Workflow Service als Bestand einordnen
• Amazon SNS: Themen, Abonnements und Fan-out auf mehrere Warteschlangen
• Amazon EventBridge: Ereignisbusse, Regeln und Scheduler für ereignisgesteuerte Abläufe
• Idempotente Verarbeitung bei Zustellung „mindestens einmal“ und Wiederholungen

Kosten in der Architektur

• Die Rechnung im Blick: Cost Explorer, AWS Budgets und Erkennung von Kostenanomalien
• Kosten zuordnen: Kostenzuordnungs-Tags je Team, Anwendung und Umgebung
• Angebot und Nachfrage abstimmen: Auto Scaling, abgeschaltete Testumgebungen nach Zeitplan
• Kostengünstige Ressourcen: Savings Plans, Spot-Instanzen, Graviton – Tiefe im Kostenseminar
• Kosten im Entwurf schätzen mit dem AWS-Preisrechner, Datentransfer eingeschlossen

Architektur prüfen, betreiben und weiterentwickeln

• Review mit dem AWS Well-Architected Tool: Fragen, Risiken, Verbesserungsplan
• Vorgaben mit AWS Config und Regeln für Pflichtkonfigurationen durchsetzen
• Sicherungen zentral planen mit AWS Backup über Konten und Regionen
• Architekturentscheidungen als ADRs festhalten und beim nächsten Review nachhalten
• Bestehende Anwendungen migrieren: die 7 Rs im Überblick, Tiefe im Seminar Migration zu AWS

Amazon Q Developer und Kiro in der Architekturarbeit

• Amazon Q Developer in der AWS-Konsole: Fragen zu Diensten, Fehlermeldungen und Kontingenten
• Ressourcen im eigenen Konto per Chat abfragen und Antworten mit Cost Explorer gegenprüfen
• Kiro als Nachfolger in Editor und Terminal: CloudFormation- und CDK-Entwürfe aus einer Spezifikation
• Vorschläge gegen Well-Architected-Fragen, Change Sets und IAM Access Analyzer prüfen
• Grenzen: Rechte der eigenen Anmeldung, Datenverarbeitung je Region, Tarif Free oder Pro

Praxisprojekt: Registrierungsportal für die Rückrufaktion eines Kinderwagenherstellers

• Ausgangslage: Zehntausende Registrierungen in den ersten Stunden nach der Pressemitteilung, danach kaum Last
• Serverlose Zielarchitektur mit CloudFront, S3, API Gateway, Lambda, DynamoDB und SQS für Bestätigungsmails
• Gegenentwurf mit EC2 Auto Scaling, Application Load Balancer und RDS Multi-AZ abwägen
• Beide Varianten im Well-Architected Tool bewerten und mit dem Preisrechner kalkulieren
• Grundgerüst per CloudFormation im Sandbox-Konto ausrollen und eine Lastspitze simulieren

Lernziele

• Sie bewerten Architekturen anhand der sechs Säulen des AWS Well-Architected Framework und benennen Zielkonflikte
• Sie richten Konten, IAM-Rollen, Sicherheitsgruppen und Netzwerkgrenzen nach dem Prinzip minimaler Rechte ein
• Sie verteilen Anwendungen mit Load Balancer, Auto Scaling und RDS Multi-AZ über mehrere Availability Zones
• Sie begründen die Wahl zwischen EC2, Elastic Beanstalk, Fargate und einer serverlosen Lösung für eine konkrete Anwendung
• Sie entkoppeln Komponenten mit SQS, SNS, EventBridge und Step Functions
• Sie schätzen Kosten im Entwurf und überwachen sie mit Cost Explorer, Budgets und Tags

Zielgruppe

• Solution Architects und IT-Architekt:innen, die Anwendungen auf AWS entwerfen oder bewerten
• Entwickler:innen und Administrator:innen auf dem Weg in eine Architektenrolle
• Technische Projektleitungen, die Architekturentscheidungen für AWS verantworten