Zero Downtime: Hohe Software-Verfügbarkeit für die Stadt München

3. Mai 2022
Ein Beitrag von Monica Neuböck

Downtime ist in der IT als die Zeit definiert, in der ein Computer­system nicht verfügbar ist. Etwa wenn das System wegen Änderungen an der Software abgeschaltet werden muss. Die Zeiten, als Software-Updates noch bedeuteten, dass Anwendungen über viele Stunden oder gar Tage nicht nutzbar waren, gehören allerdings immer mehr der Vergangenheit an. Heute streben Kommunen und Unternehmen mit „Zero Downtime“ Ausfallzeiten an, die nahezu gegen Null gehen. Auch bei der Stadt München sorgt der städtische Serviceprovider it@M mit seiner Container-Applikationsplattform für sehr hohe Verfügbarkeiten von Services und Fachanwendungen.

Organisationsübergreifend gestartet

Bisher wurde bei Software-Änderungen die betroffene produktive Umgebung während der Wartung oft stillgelegt. Die Beschäftigten konnten die Anwendung also über längere Zeit nicht nutzen. Für die ausführenden IT-Teams bedeutete dies wiederum ein Arbeiten unter teilweise enormem Zeit- und Erfolgsdruck. Der digitale Serviceprovider it@M hat dies im Jahr 2018 zum Anlass genommen und damit begonnen Zero Downtime organisations­übergreifend für die Stadt München einzuführen.
Eine Frau sitzt am Schreibtisch, vor ihr ein Laptop, in der linken Hand hält sie ein Smartphone. Auf beiden Monitoren ist das Zahnradsymbol, darunter steht Updating und ein Balken der den Updatestatus anzeigt
Symbolbild Zero Downtime -Software-Update. Quelle: Adobe Stock
Bei der Umsetzung dieses Konzepts waren vor allem zwei Teams gefordert: Im ersten Schritt entwickelte und etablierte der Bereich IT-Architektur einen organisations­übergreifenden, beständigen Prozess. Die Spezialistinnen und Spezialisten für IT-Infrastruktur sorgten im zweiten Schritt für den Auf- und Ausbau einer hochverfügbaren Container-Applikationsform (CAP). Diese ist für beide Geschäftsfelder die gemeinsame Basis, um Software bis in die Produktion, also auf Ebene der Nutzerinnen und Nutzer, automatisiert ausliefern zu können.

Die Herausforderung steckt im Detail

Die größte Herausforderung bei der Durchführung bestand darin, die gesamte IT-Infrastruktur und alle zu berücksichtigenden Arbeitsschritte auf Zero Downtime abzustimmen und weitestgehend zu automatisieren. Denn ändert sich ein einzelnes Modul, kann sich das auf alle anderen auswirken, da diese untereinander über Schnittstellen gekoppelt sind.

Konkret bedeutet dies, dass bei Änderungen an Applikationen alle Abhängigkeiten und Komponenten im Computersystem erfasst werden müssen. Je nach Umfang der Software sind das zwischen 5 und 15 Softwaremodule, die über ein intelligentes Schnittstellen-Design stabil gehalten werden.

Eine weitere Herausforderung für Zero Downtime für Updates im laufenden Betrieb: Die IT-Infrastruktur muss in der Lage sein, laufende Login- oder User-Sessions von der alten auf die neue Softwareversion zu schwenken, ohne dass bereits eingegebene Daten von Nutzerinnen und Nutzern verloren gehen!

Wie it@M diese Abläufe schon im Vorfeld technisch unterstützt, erklärt Lead-Entwickler René Zarwel:

Das ist ähnlich wie bei einer Operation am offenen Herzen. Die Funktion des gesamten Körpers muss sichergestellt werden, insbesondere wenn kritischen Teile betroffen sind. Um das Risiko zu minimieren, arbeiten wir kontinuierlich an einer hohen Automatisierung sowie einem modularen Aufbau der Software in Microservices. So können Änderungen weitestgehend minimalinvasiv durchgeführt werden. Und je öfter wir dies machen, desto besser gelingt es uns.

Viel Potenzial für Effizienz

Einige Aktualisierungen beispielsweise für Online-Services werden zwar noch zu Randzeiten wie abends oder am Wochenende durchgeführt. Doch viele Updates mit neuen Funktionen werden bereits unbemerkt zu normalen Arbeitszeiten ausgeliefert. Für kommunale IT-Systeme und Serviceangebote ist die Reduktion von Standzeiten bereits ein wesentlicher Service-Aspekt geworden, betont Peter Ilnseher, Leiter Container Applikationsformen bei it@M:

Die Bürgerinnen und Bürger sind es gewohnt, dass digitale Services rund um die Uhr ohne Unterbrechung genutzt werden können. Das erwarten sie zu Recht auch von uns.

Vielfältige Vorteile von Zero Downtime

Für das Konzept Zero Downtime sprechen aber auch weitere Vorteile, etwa ein effizienterer Einsatz von Personal­ressourcen und eine Erhöhung der Qualität:

  • Die Fehleranfälligkeit aufgrund des „menschliche Faktors” reduziert sich durch die höhere Automatisierung von Prozessen.
  • Lange Abstimmungsprozesse und aufwändige Wartungszeiten entfallen.
  • Mehr Flexibilität bei der Planung, da Releases in agiler Entwicklung jederzeit umgesetzt werden können.
  • Updates werden unabhängig von Wochenendarbeit und Dienstzeiten der IT-Beschäftigten.

Aus diesen Faktoren ergibt sich für alle IT-Beschäftigten eine Win-Win-Situation, ergänzt René Zarwel:

Unsere Teams können jetzt einen stabilen und hochverfügbaren Service mit weniger Stress liefern, ohne außerhalb der Dienstzeiten arbeiten zu müssen.

Ausblick Zero Downtime

Das Ziel aller Beteiligten bei it@M ist es, den Beschäftigten und der Bürgerschaft der Stadt München mit Zero Downtime eine sehr hohe Software-Verfügbarkeit bereitzustellen. Peter Ilnseher geht mit Blick auf die Zukunft sogar noch einen Schritt weiter:

Wir sind erst am Ziel, wenn unsere Anwenderinnen und Anwender Begriffe wie „Wartungsmail“ oder „Wartungsseite“ nicht mehr kennen.

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Co-Autoren­schaft:
Peter Ilnseher, Leiter Container Applikationsplattformen bei it@M und
Réne Zarwel, Lead-Entwickler bei it@M