Systemarchitektur

Wie Systemarchitektur funktioniert

Ein System besteht selten aus einem einzigen, unabhängigen Bestandteil. Software benötigt Daten, Dienste kommunizieren über Schnittstellen, Geräte sind über Netzwerke verbunden und technische Abläufe können von Menschen oder organisatorischen Prozessen abhängen.
Systemarchitektur betrachtet diese Bestandteile nicht isoliert, sondern ihre Struktur und ihr Zusammenwirken.

Dazu können beispielsweise gehören:

• wesentliche Komponenten eines Systems
• Aufgaben und Verantwortlichkeiten dieser Komponenten
• Beziehungen und Abhängigkeiten
• Schnittstellen
• Daten- und Kommunikationswege
• technische und organisatorische Randbedingungen
• grundlegende Architekturentscheidungen

Welche Aspekte dargestellt werden, hängt davon ab, wofür die Architektur benötigt wird.
Für eine Sicherheitsbetrachtung können andere Eigenschaften relevant sein als für eine Migration. Für den Betrieb können andere Beziehungen wichtig sein als für die Weiterentwicklung einer Anwendung.
Deshalb kann ein System durch mehrere Architektursichten beschrieben werden.

Architektur und Architekturmodell

Eine Systemarchitektur ist nicht das System selbst. Sie beschreibt grundlegende Strukturen, Beziehungen und Prinzipien eines Systems. Architekturmodelle und andere Darstellungen machen ausgewählte Eigenschaften dieser Architektur für einen bestimmten Zweck sichtbar. Ein Architekturdiagramm kann beispielsweise zeigen, welche Anwendungen miteinander kommunizieren. Eine andere Darstellung kann Datenflüsse beschreiben, eine weitere die Verteilung von Komponenten auf technische Infrastruktur. Keine dieser Darstellungen muss für sich allein vollständig sein. Entscheidend ist, dass die verwendete Darstellung die für die jeweilige Fragestellung relevanten Strukturen und Beziehungen ausreichend sichtbar macht.

Warum Systemarchitektur praktische Auswirkungen hat

• Abhängigkeiten werden sichtbar: Änderungen an einer Komponente können im Zusammenhang mit anderen Teilen des Systems betrachtet werden.
• Schnittstellen werden nachvollziehbar: Es wird deutlicher, wo Systeme miteinander kommunizieren und voneinander abhängig sind.
• Änderungen lassen sich besser einschätzen: Mögliche Auswirkungen können vor einer Umsetzung untersucht werden.
• Migrationen werden planbarer: Alte und neue Komponenten sowie Übergänge zwischen ihnen können gemeinsam betrachtet werden.
• Entscheidungen bleiben nachvollziehbar: Grundlegende Architekturentscheidungen und ihre Randbedingungen können dokumentiert werden.
• Unterschiedliche Perspektiven werden möglich: Dasselbe System kann abhängig von der Fragestellung aus verschiedenen Sichten betrachtet werden.

Architektur entsteht nicht immer zuerst

Bei einem neuen System kann eine Architektur bewusst entworfen werden, bevor wesentliche Teile umgesetzt werden.
Bei bestehenden Systemen ist die Situation häufig anders.
Ein System kann über Jahre gewachsen sein. Komponenten wurden ergänzt, Anbieter gewechselt, Schnittstellen geschaffen, Übergangslösungen dauerhaft weiterbetrieben und Prozesse an technische Gegebenheiten angepasst.
In solchen Fällen existiert bereits eine tatsächliche Architektur – unabhängig davon, ob sie jemals vollständig geplant oder dokumentiert wurde.
Bevor diese Architektur sinnvoll verändert werden kann, muss deshalb häufig zunächst untersucht werden, wie das bestehende System tatsächlich aufgebaut ist.
Systemanalyse und Systemarchitektur greifen hier ineinander: Die Analyse hilft dabei, Strukturen und Zusammenhänge zu erkennen. Daraus kann ein Architekturmodell des vorhandenen Systems entstehen, das anschließend als Grundlage für weitere Entscheidungen dient.

Typisches Beispiel

Ein Unternehmen möchte einen alten Serverdienst durch eine neue Anwendung ersetzen.
Auf den ersten Blick scheint die Aufgabe einfach: alter Dienst aus, neuer Dienst an.
Bei der Untersuchung zeigt sich jedoch, dass mehrere Anwendungen Daten aus dem alten Dienst abrufen, ein nächtlicher Export von einem weiteren Prozess verarbeitet wird und ein internes Werkzeug direkt auf dessen Datenbank zugreift.
Eine Beschreibung der Systemarchitektur macht diese Beziehungen sichtbar.
Damit wird aus der vermeintlich isolierten Servermigration eine Änderung an mehreren miteinander verbundenen Systemteilen.
Die Architektur entscheidet nicht automatisch, welche Lösung gewählt werden soll. Sie schafft aber eine Grundlage dafür, mögliche Lösungen und ihre Auswirkungen zu beurteilen.

Abgrenzung

Systemarchitektur und Systemanalyse sind eng miteinander verbunden, aber nicht dasselbe.
Systemanalyse untersucht Eigenschaften, Zusammenhänge und mögliche Alternativen eines Systems. Systemarchitektur beschreibt seine grundlegenden Strukturen, Elemente und Beziehungen.
Eine vorhandene Architektur kann Gegenstand einer Systemanalyse sein. Umgekehrt kann aus einer Analyse ein Architekturmodell entstehen.
Lösungsarchitektur betrachtet stärker eine konkrete technische Lösung für eine bestimmte Problemstellung oder Menge von Anforderungen. Sie kann mehrere Systeme, Produkte und Integrationen umfassen und muss deshalb nicht mit der Architektur eines einzelnen Systems identisch sein.
Systemarchitektur ist außerdem nicht mit einer vollständigen technischen Dokumentation gleichzusetzen. Sie abstrahiert bewusst von Details, die für die jeweilige Architektursicht nicht relevant sind.

Weiterführend

Verwandte Begriffe

→ Systemanalyse
→ Lösungsarchitektur
→ Systemintegration
→ Schnittstelle
→ Legacy-System
→ Resilienz