Verteilungssicht - Infrastruktur
In diesem Beitrag wird beschrieben, wie formcycle in verschiedenen Szenarien und Infrastrukturen betrieben werden kann und sich entsprechende Kommunikationswege und Ports verhalten.
Inhalt
Szenario 1: Master-Server im Intranet
Im ersten Szenario wird formcycle in Form des Master-Servers nur für interne Zwecke genutzt. Dementsprechend wird dieser nur im Intranet betrieben und es gibt keine Verbindung- oder Zugangsmöglichkeit ins oder durch das Internet.
Verwendung | Zugriff |
Verwaltungsoberfläche aus dem Internet | Nein |
Verwaltungsoberfläche aus dem Intranet | Ja |
Formulare aus dem Internet | Nein |
Formulare aus dem Intranet | Ja |
Bestandteile der Infrastruktur
Baustein | Beschreibung |
Apache Tomcat mit formcycle Master-Server | Servlet-Container der formcycle bereitstellt |
DBMS | Datenbank-Server welcher die formcycle System-Datenbank bereitstellt |
Mail-Server | Mail-Server welcher für den Mail-Versand durch formcycle ermöglicht |
Interne Drittsysteme | Interne Drittsysteme welche durch formcycle angebunden werden |
Protokolle und Ports
Verbindung | Protokoll | Verwendung | Ports |
Browser im Intranet → formcycle Master-Server | HTTP(S) | Zugriff auf die Verwaltungsoberfläche oder die Formulare | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 |
WS(S) | Websocket-Verbindung zwischen dem Benutzer-Browser und dem Master-Server | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 | |
formcycle Master-Server → Datenbank | JDBC | Anbindung der System-Datenbank | Abhängig von der verwendeten Datenbank. Beispiele: 3306 (MySQL), 5432 (PostgreSQL), … |
formcycle Master-Server → Mailserver | SMTP | Anbindung des Mail-Servers | Standard: 25 bzw. 578 |
formcycle Master-Server → Drittsysteme | Protokolle von Drittsystemen (optional) | Je nach Funktionsumfang von formcyclekönnen verschiedenste Drittsysteme angebunden werden. | Port gemäß Drittsystem |
Qualitäts- und/oder Leistungsmerkmale
Der Betrieb eines Master-Servers im Intranet bietet eine hohe Sicherheit, da keine Verbindung ins Internet besteht. Auch wird keine Netzwerk-Last in Form einer Socket-Verbindung zu einem etwaigen Frontend-Server erzeugt. In diesem Szenario kann der Master-Server sowohl vertikal als auch horizontal skaliert werden. Für Letzteres wird eine Load-Balancer benötigt der mit Sticky-Sessions arbeiten muss.
Szenario 2: Master-Server mit Reverse-Proxy
Im zweiten Szenario wird formcycle in Form des Master-Servers im Intranet betrieben und der Zugriff auf diesen mittels Reverse-Proxy ermöglicht. Somit besteht sowohl für Antragsteller als auch Sachbearbeiter und Administratoren die Möglichkeit, auf die Verwaltungsoberfläche und die Formulare zuzugreifen.
Verwendung | Zugriff |
Verwaltungsoberfläche aus dem Internet | Ja (über Reverse-Proxy) |
Verwaltungsoberfläche aus dem Intranet | Ja |
Formulare aus dem Internet | Ja (über Reverse-Proxy) |
Formulare aus dem Intranet | Ja |
Bestandteile der Infrastruktur
Baustein | Beschreibung |
Apache Tomcat mit formcycle Master-Server | Servlet-Container der formcycle bereitstellt |
Reverse-Proxy | Reverse-Proxy welcher den Zugriff auf den Master-Server aus dem Internet ermöglicht |
DBMS | Datenbank-Server welcher die formcycle System-Datenbank bereitstellt |
Mail-Server | Mail-Server welcher für den Mail-Versand durch formcycle ermöglicht |
Interne Drittsysteme | Interne Drittsysteme welche durch formcycle angebunden werden |
Externe Drittsysteme | Externe Drittsysteme welche durch formcycle angebunden werden |
Protokolle und Ports
Verbindung | Protokoll | Verwendung | Ports |
Browser im Internet → Reverse-Proxy | HTTP(S) | Aufruf der Verwaltungsoberfläche oder der Formulare über den Reverse-Proxy | Web-Standard: 80 bzw. 443 |
WS(S) | Websocket-Verbindung zwischen dem Benutzer-Browser und dem Master-Server | Web-Standard: 80 bzw. 443 | |
Browser im Intranet → formcycle Master-Server | HTTP(S) | Zugriff auf die Verwaltungsoberfläche oder die Formulare | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 |
WS(S) | Websocket-Verbindung zwischen dem Benutzer-Browser und dem Master-Server | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 | |
Reverse-Proxy → formcycle Master-Server | HTTP(S) | Auflösen von WS(S)-Anfragen an den Reverse-Proxys durch Weiterreichen an den Master-Server | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 |
WS(S) | Auflösen von HTTP(S)-Anfragen an den Reverse-Proxys durch Weiterreichen an den Master-Server | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 | |
AJP | Alternativ kann zur Kommunikation zwischen dem Reverse-Proxy und dem Master-Server auch das Apache JServ Protocol verwendet werden. | Tomcat-Standard: 8009 | |
formcycle Master-Server → Datenbank | JDBC | Anbindung der System-Datenbank | Abhängig von der verwendeten Datenbank. Beispiele: 3306 (MySQL), 5432 (PostgreSQL), … |
formcycle Master-Server → Mailserver | SMTP | Anbindung des Mail-Servers | Standard: 25 bzw. 578 |
formcycle Master-Server → Interne Drittsysteme | Protokolle von internen Drittsystemen (optional) | Je nach Funktionsumfang von formcyclekönnen verschiedenste Drittsysteme angebunden werden. | Port gemäß Drittsystem |
formcycle Master-Server → Reverse-Proxy → externe Drittsysteme | Protokolle von externen Drittsystemen (optional) | Je nach Funktionsumfang von formcyclekönnen verschiedenste Drittsysteme angebunden werden. | Port gemäß Drittsystem |
Qualitäts- und/oder Leistungsmerkmale
Der Betrieb eines Master-Servers im Intranet bietet eine hohe Sicherheit, da keine direkte Verbindung ins Internet besteht. Diese Funktionalität wird jedoch durch den Reverse-Proxy ermöglicht. Auch übernimmt dieser die Weiterleitung von Anfragen aus dem Internet an den Master-Server. In diesem Szenario kann der Master-Server sowohl vertikal als auch horizontal skaliert werden. Für Letzteres wird eine Load-Balancer-Funktionalität benötigt der mit Sticky-Sessions arbeiten muss.
Szenario 3: Master-Server mit Frontend-Server
Im dritten Szenario wird formcycle in Form des Master-Servers im Intranet und eines Frontend-Servers in der DMZ betrieben. Dies ermöglicht das Ausliefern von Formularen über den Frontend-Server während kein direkter Zugriff auf die Verwaltungsoberfläche des Master-Servers durchgeführt werden kann. Ggf. wird auf dem Frontend-Server zusätzlich das Postfach angeboten, sodass auch Sachbearbeiter die Verwaltung von eingegangenen Datensätzen durchführen können.
Verwendung | Zugriff |
Verwaltungsoberfläche aus dem Internet | Nein |
Verwaltungsoberfläche aus dem Intranet | Ja |
Formulare aus dem Internet | Ja (über Frontend-Server) |
Formulare aus dem Intranet | Ja |
Bestandteile der Infrastruktur
Baustein | Beschreibung |
Apache Tomcat mit formcycle Master-Server | Servlet-Container der einen formcycle Master-Server bereitstellt |
Apache Tomcat mit formcycle Frontend-Server | Servlet-Container der einen formcycle Frontend-Server bereitstellt |
DBMS | Datenbank-Server welcher die formcycle System-Datenbank bereitstellt |
Mail-Server | Mail-Server welcher für den Mail-Versand durch formcycle ermöglicht |
Interne Drittsysteme | Interne Drittsysteme welche durch formcycle angebunden werden |
Protokolle und Ports
Verbindung | Protokoll | Verwendung | Ports |
Browser im Internet → formcycle Frontend-Server | HTTP(S) | Zugriff auf die Formulare und ggf. das Postfach | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 |
WS(S) | Websocket-Verbindung zwischen dem Benutzer-Browser und dem Master-Server | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 | |
Browser im Intranet → formcycle Frontend-Server | HTTP(S) | Zugriff auf die Verwaltungsoberfläche oder die Formulare | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 |
WS(S) | Websocket-Verbindung zwischen dem Benutzer-Browser und dem Master-Server | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 | |
formcycle Master-Server → Datenbank | JDBC | Anbindung der System-Datenbank | Abhängig von der verwendeten Datenbank. Beispiele: 3306 (MySQL), 5432 (PostgreSQL), … |
formcycle Master-Server → Mailserver | SMTP | Anbindung des Mail-Servers | Standard: 25 bzw. 578 |
formcycle Master-Server → formcycleFrontend-Server | Socket-Verbindung | Für die Kommunikation zwischen dem Master- und Frontend-Server wird eine auf der Bibliothek SIMON basierende Socket-Verbindung benutzt. Diese wird durch den Master-Server aufgebaut und ermöglicht anschließend eine Bi-direktionale Kommunikation. | SIMON-Standard: 4753 (UPD und TCP) |
formcycle Master-Server → Interne Drittsysteme | Protokolle von internen Drittsystemen (optional) | Je nach Funktionsumfang von formcycle können verschiedenste Drittsysteme angebunden werden. | Port gemäß Drittsystem |
Qualitäts- und/oder Leistungsmerkmale
Der Betrieb eines Master-Servers im Intranet bietet eine hohe Sicherheit, da keine direkte Verbindung ins Internet besteht. Hierfür wird ein Frontend-Server in der DMZ betrieben, der den Zugriff auf die Formulare und ggf. das Postfach ermöglicht. Hierdurch wird dem Master-Server Last in Form der Formular-Auslieferung und initialen Entgegennahme erspart. Die eigentliche Statusverarbeitung findet noch immer auf dem Master-Server statt. In diesem Szenario kann der Master-Server sowohl vertikal als auch horizontal skaliert werden. Letzteres macht meist jedoch nur Sinn, wenn auch die Frontend-Server vertikal skaliert werden. Hintergrund ist hierbei, dass ein Frontend-Server immer nur eine Verbindung durch einen Master-Server zulässt. Sollte der Frontend-Server vertikal skaliert werden, so bietet es sich an diesen hinter einem Load-Balancer mit Sticky-Sessions zu betreiben. Alternativ kann jeder Frontend-Server auch über eigene URLs erreicht werden und somit auch eine fachliche Separierung erreicht werden.
Szenario 4: Master-Server in der DMZ
Im vierten Szenario wird formcycle in Form des Master-Servers in der DMZ betrieben. Dies ermöglicht das Ausliefern von Formularen und den direkten Zugriff auf die Verwaltungsoberfläche aus dem Internet. Da der Master-Server eine Datenbank benötigt kann diese entweder auch in der DMZ betrieben werden oder wiederrum über einen Reverse-Proxy im Intranet angesprochen werden.
Verwendung | Zugriff |
Verwaltungsoberfläche aus dem Internet | Ja |
Verwaltungsoberfläche aus dem Intranet | Ja |
Formulare aus dem Internet | Ja |
Formulare aus dem Intranet | Ja |
Bestandteile der Infrastruktur
Baustein | Beschreibung |
Apache Tomcat mit formcycle Master-Server | Servlet-Container der formcycle bereitstellt |
DBMS | Datenbank-Server welcher die formcycle System-Datenbank bereitstellt |
Externe Drittsysteme | Externe Drittsysteme welche durch formcycle angebunden werden |
Protokolle und Ports
Verbindung | Protokoll | Verwendung | Ports |
Browser im Internet → formcycle Master-Server | HTTP(S) | Zugriff auf die Verwaltungsoberfläche oder die Formulare | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 |
WS(S) | Websocket-Verbindung zwischen dem Benutzer-Browser und dem Master-Server | Tomcat-Standard: 8080 bzw. 8443 | |
formcycle Master-Server → Datenbank | JDBC | Anbindung der System-Datenbank | Abhängig von der verwendeten Datenbank. Beispiele: 3306 (MySQL), 5432 (PostgreSQL), … |
formcycle Master-Server → Externe Drittsysteme | Protokolle von externen Drittsystemen (semi-optional) | Je nach Funktionsumfang von formcycle können verschiedenste Drittsysteme angebunden werden. Da formcycle für den sinnvollen Betrieb einen Mail-Server benötigt, wird hierdurch meist ein externer Dienstleister angebunden. | Port gemäß Drittsystem |
Qualitäts- und/oder Leistungsmerkmale
Der Betrieb eines Master-Servers im Internet bietet eine hohe Erreichbarkeit, da dieser direkt aus dem Internet erreichbar ist. Zu beachten ist dabei die Erreichbarkeit bzw. Verfügbarkeit einer Datenbank und eines Mail-Servers. In diesem Szenario kann der Master-Server sowohl vertikal als auch horizontal skaliert werden. Für Letzteres wird eine Load-Balancer-Funktionalität benötigt der mit Sticky-Sessions arbeiten muss.
Ergänzung: Master-Server-Cluster
Für den Betrieb von mehreren Master-Servern ist eine Cluster-Funktionalität notwendig. Diese sorg dafür, dass sich Master-Server untereinander kennen und miteinander kommunizieren können. Dies ist in verschiedenen Kontexten wie z. B. beim Verwalten von Plugins notwendig.
Bestandteile der Infrastruktur
Baustein | Beschreibung |
Apache Tomcat mit formcycle Master-Server 1 | Servlet-Container der formcycle bereitstellt |
Apache Tomcat mit formcycle Master-Server 2 | Servlet-Container der formcycle bereitstellt |
DBMS | Datenbank-Server welcher die formcycle System-Datenbank bereitstellt |
Mail-Server | Mail-Server welcher für den Mail-Versand durch formcycle ermöglicht |
Interne Drittsysteme | Interne Drittsysteme welche durch formcycle angebunden werden |
Protokolle und Ports
Ergänzend zu den Ports des entsprechenden Szenarios sind folgende weitere Ports relevant:
Verbindung | Protokoll | Verwendung | Ports |
formcycle Master-Server → formcycle Master-Server | Socket-Verbindung | Cluster-Verbindung zwischen den Master-Servern | Standard: 7600 |
Es ist ferner zu beachten, dass alle Master-Server den Zugriff auf die Datenbank, den Mail-Server und alle etwaige Drittsysteme benötigt.
Qualitäts- und/oder Leistungsmerkmale
Für die vertikale Skalierung der Master-Server müssen alle Instanzen miteinander kommunizieren können. Dies erfolgt über eine Cluster-Verbindung welche es den Servern ermöglicht Nachrichten auszutauschen.
Vergleich: Frontend-Server vs. Reverse-Proxy
Ein Reverse-Proxy nimmt alle an ihn gerichtete Anfragen (Internet) entgegen und leitet diese an den konfigurierten Zielrechner (Intranet) weiter. Die gesamte Last der Anfragen wird 1:1 vom Zielrechner verarbeitet.
Der formcycle Frontend-Server nimmt nur gültige Anfragen an, bzw. leitet nur gültige Anfragen an den Zielrechner (formcycle Master-Server) weiter. Neben dieser ersten „Vorauswahl“ stehen weitere Funktionen wie Berechtigungsverwaltung und Caching zur Verfügung.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass die Kommunikation nicht vom Internet (formcycle Frontend-Server) zum Intranet (formcycle Master-Server) aufgebaut wird, sondern ausschließlich vom Intranet (formcycle Master-Server) zum Internet (formcycle Frontend-Server)
Funktionsübersicht
Reverse-Proxy | Frontend-Server | |
Zugriff auf Verwaltungsoberfläche | Ja | Nein |
Zugriff auf das Sachbearbeiter-Postfach | Ja | Optional |
Zugriff auf Formulare | Ja | Ja |
Fachliche Anzeigeberechtigung für einzelne Formulare | Nein | Ja |
Erweiterter Formular-Cache | Nein | Ja |
Verschlüsselte Verbindung | Ja | Ja |
Lastverteilung | Nein | Ja |
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