10 Design principes voor Azure applicaties

Een self-healing workload is ook een belangrijk onderdeel van het Azure Well-Architected Framework en richt zich op het bouwen van systemen die storingen kunnen opvangen en automatisch weer volledig operationeel worden.

Bekijk hier de aanbevelingen van Microsoft voor het ontwerpen van een self-healing app in Azure.

2. Maak alles redundant

Voordat je dingen “redundant maakt”, stel jezelf eerst de volgende vragen:

• Hoe lang kan je organisatie offline zijn?
• Hoeveel dataverlies kan je organisatie accepteren?

Redundantie brengt altijd kosten met zich mee. Je kunt deze schatten met de Azure Pricing Calculator. De echte waarde van redundantie — zoals het voorkomen van downtime of dataverlies — is echter moeilijker in cijfers uit te drukken.

Best practices

• Houd rekening met business requirements: Begin met het definiëren van je recovery time objective (RTO) en recovery point objective (RPO).
• Overweeg multi-zone of multi-region architecturen: Dit hangt af van je bedrijfsdoelen en risicotolerantie.
• Zone-redundantie: Als er geen duidelijke richtlijn is vanuit het bedrijf, is het aan te raden om minimaal te ontwerpen voor zone-redundantie met Azure Availability Zones (AZ). Dit zijn geïsoleerde datacenterclusters binnen een regio. Door availability zones te gebruiken, blijft je applicatie draaien bij uitval van een enkel datacenter of een volledige zone.
• Regionale redundantie: Voeg dit alleen toe als er een duidelijke en legitieme businessbehoefte is. Het is duurder en niet altijd nodig voor elke applicatie.
• Redundantie in de diepte: Azure biedt verschillende manieren om redundantie in te bouwen en single points of failure te vermijden. Door deze mogelijkheden te combineren kun je je strategie afstemmen op de risico’s en behoeften van je organisatie.
• Plaats VMs achter een load balancer: Hiermee voorkom je dat één VM een single point of failure wordt.
• Repliceer databases: Azure SQL Database en Azure Cosmos DB repliceren standaard binnen een regio. Je kunt ook eenvoudig cross-region replicatie inschakelen naar de gekoppelde regio.
• Gebruik een failover-routingmechanisme: Azure Traffic Manager en Azure Front Door zijn goede opties voor multi-region oplossingen.

De overige aanbevelingen van Microsoft voor redundantie vind je hier: https://learn.microsoft.com/nl-nl/azure/architecture/guide/design-principles/redundancy

3. Minimaliseer coördinatie 

De meeste cloudapplicaties bestaan uit meerdere services, zoals webfrontends, databases, bedrijfsprocessen en rapportage. Om schaalbaarheid te bereiken, moet elke service op meerdere instanties draaien. 

Als je twee nodes hebt die een databasetabel moeten bijwerken, moet je nadenken over hoe dit wordt afgehandeld. Als er bijvoorbeeld een vergrendeling wordt geplaatst wanneer de eerste node de tabel bijwerkt, leidt het toevoegen van meer nodes mogelijk niet tot verbeterde schaalbaarheid als ze allemaal wachten tot de vergrendeling wordt opgeheven. 

In een distributed cloud-omgeving is het minimaliseren van coördinatie belangrijk, omdat netwerkvertraging en onafhankelijk schalen snel bottlenecks kunnen veroorzaken. Wanneer services strak met elkaar gekoppeld zijn en vaak moeten afstemmen, kunnen kleine vertragingen of fouten door het hele systeem heenwerken en prestaties en betrouwbaarheid verminderen.

Door services onafhankelijk te laten werken en asynchroon te laten communiceren, kan elk onderdeel van je applicatie zelfstandig schalen en herstellen zonder te hoeven wachten op andere componenten.

Best practices

• Gebruik ontkoppelde, asynchrone componenten: Laat communicatie verlopen via events in plaats van directe aanroepen.
• Maak gebruik van domain events: Leg belangrijke wijzigingen vast als events. Andere services kunnen zich daarop abonneren en reageren, waardoor minder afstemming nodig is.
• Partitioneer data en state:
  • Geef elke service zijn eigen datastore (microservices-principe).
  • Gebruik database-sharding om gelijktijdigheid en schaalbaarheid te verbeteren.
  • Splits grote, monolithische state op in kleinere delen die onafhankelijk beheerd kunnen worden.

Bekijk hier de aanbevelingen van Microsoft voor het minimaliseren van coördinatie: https://learn.microsoft.com/nl-nl/azure/architecture/guide/design-principles/minimize-coordination

4. Ontwerp om uit te schalen

In cloudarchitecturen kan schaalvergroting op twee manieren worden bereikt:

• Scaling out/in (horizontaal schalen): het toevoegen of verwijderen van instanties (zoals VMs, containers of App Service-instanties) om veranderingen in vraag op te vangen.
• Scaling up/down (verticaal schalen): het verhogen of verlagen van resources (CPU, geheugen, opslag) binnen één enkele instantie.

Azure is geoptimaliseerd voor horizontaal schalen. Dit verhoogt de veerkracht en beschikbaarheid door workloads te verdelen over meerdere resources. Verticaal schalen kan één resource krachtiger maken, maar heeft een limiet en verbetert de redundantie niet.

Voorbeeld

Een e-commercewebsite kan bijvoorbeeld horizontaal schalen door extra webserver-instanties toe te voegen tijdens een grote uitverkoop, zodat meer verkeer verwerkt kan worden. Zodra de actie voorbij is, kunnen de extra instanties automatisch worden verwijderd om kosten te besparen.

Scaling out laat je toe om resources af te stemmen op de vraag, waardoor je kosten beter beheerst doordat je enkel draait wat nodig is. Het ondersteunt ook zero-downtime deployments en rolling updates, wat essentieel is voor moderne cloud-native applicaties.

Best practices

• Vermijd stickiness: Verzoeken van clients moeten niet altijd naar dezelfde server gaan om effectief horizontaal te kunnen schalen.
• Gebruik Azure auto-scaling: Gebruik de ingebouwde auto-scaling functies van Azure om automatisch het aantal instanties aan te passen op basis van realtime metrics.
• Identificeer continu bottlenecks: Controleer regelmatig performance metrics om zeker te zijn dat het schalen de juiste knelpunten aanpakt (zoals database, opslag of compute).
• Splits workloads op basis van schaalbehoefte: Scheid workloads op basis van hun schaalvereisten, bijvoorbeeld publieke websites tegenover interne beheersportalen.

Voor meer details, zie de richtlijnen van Microsoft over scaling out in Azure.

5. Partitioneer rond limieten

Alle Azure-services hebben technische limieten, zoals maximale databasegrootte, IOPS, gelijktijdige verbindingen en netwerkcapaciteit. Naarmate je applicatie groeit, kun je deze limieten bereiken, wat invloed kan hebben op schaalbaarheid en prestaties.

Door je systeem te partitioneren kun je data en workloads verdelen over meerdere resources. Zo voorkom je bottlenecks en behoud je hoge beschikbaarheid. Als bijvoorbeeld de database van je applicatie de maximale toegestane grootte of throughput nadert, kan het opsplitsen van de database over meerdere instanties helpen om prestaties op peil te houden en uitval te voorkomen.

Partitionering helpt niet alleen om resource-limieten te vermijden, maar kan ook prestaties en veerkracht verbeteren door workloads te verdelen over meerdere resources. Het is slim om partitionering al vroeg in je architectuur te plannen, in plaats van te wachten tot je de grenzen nadert.

Best practices

• Partitioneer databases: Gebruik sharding om grote databases te verdelen en limieten voor grootte, throughput of gelijktijdige sessies te vermijden.
• Partitioneer applicatiecomponenten: Breek monolithische applicaties op in kleinere services, elk met een eigen datastore en compute-resources.
• Partitioneer storage: Gebruik meerdere storage-accounts om IOPS- of capaciteitslimieten te voorkomen.
• Partitioneer compute: Verdeel workloads over meerdere VMs, containers of App Service-plannen om resource-uitputting te voorkomen.
• Partitioneer op meerdere niveaus: Overweeg partitionering op database-, storage- en compute-niveau, afhankelijk van de groei en prestatiebehoeften van je applicatie.

Voor meer details, zie de aanbevelingen van Microsoft over partitionering in Azure.

6. Ontwerp voor operations

Ontwerpen voor operations betekent dat je je applicatie zo bouwt dat deze effectief gemonitord, beheerd en ondersteund kan worden zodra deze in Azure draait. Operationele excellentie is belangrijk om betrouwbaarheid, prestaties en beveiliging te behouden, en om snel te kunnen reageren op problemen en continu te verbeteren.

Moderne cloudapplicaties zijn dynamisch en gedistribueerd. Daarom is het belangrijk dat het operations-team beschikt over de juiste tools en inzichten om systemen gezond te houden en snel in te grijpen bij incidenten.

Door bijvoorbeeld Application Insights te integreren in je Azure web app kun je responstijden monitoren, fouten volgen en gebruikersgedrag in realtime analyseren. Het instellen van alerts bij hoge foutpercentages of trage reacties helpt het operations-team snel te handelen en de servicekwaliteit hoog te houden.

Best practices

• Maak systemen observeerbaar:
  • Instrumenteer je applicatie zodat deze logs, metrics en traces genereert die inzicht geven in gedrag en gezondheid.
  • Gebruik Azure-native tools zoals Azure Monitor, Log Analytics en Application Insights om operationele data te verzamelen en analyseren.
  • Zorg dat kritieke gebeurtenissen (fouten, prestatieproblemen, beveiligingsincidenten) zichtbaar en actiegericht zijn.
• Activeer proactieve monitoring:
  • Richt dashboards en alerts in voor kern-KPI’s, foutpercentages en resourcegebruik.
  • Gebruik automatische alerts om het operations-team te waarschuwen voordat gebruikers worden beïnvloed.
  • Monitor ook afhankelijkheden, zoals databases en externe API’s, naast je eigen applicatiecomponenten.
• Ondersteun root cause analysis:
  • Verzamel voldoende diagnostische data (logs, traces, snapshots) voor snelle incidentanalyse.
  • Gebruik correlatie-ID’s en distributed tracing om verzoeken te volgen over microservices en infrastructuren heen.
  • Documenteer veelvoorkomende storingsscenario’s en de bijbehorende stappen voor probleemoplossing.
• Automatiseer operationele taken:
  • Gebruik Azure Automation, Logic Apps of runbooks voor onderhoud, schaalvergroting en herstelprocessen.
  • Implementeer self-healing waar mogelijk, bijvoorbeeld automatisch herstarten van falende services of auto-scaling bij piekbelasting.
• Beveilig en audit operations:
  • Bescherm operationele data en beperk toegang tot wat nodig is.
  • Activeer auditing en logging voor gevoelige acties, zoals configuratiewijzigingen of datatoegang.
  • Evalueer regelmatig de operationele beveiliging en naleving van compliance-eisen.
• Werk samen tussen teams:
  • Zorg voor duidelijke documentatie van operationele procedures, escalatiepaden en contactpunten.
  • Stimuleer samenwerking tussen development en operations (DevOps) voor continue verbetering en snelle incidentrespons.

Lees meer in Microsoft’s aanbevelingen over ‘design for operations’ in Azure.

7. Gebruik managed services

Azure biedt verschillende cloudservicemodellen die passen bij uiteenlopende zakelijke en technische behoeften: Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) en Software as a Service (SaaS).

• Traditionele IT en legacy-applicaties: Veel organisaties draaien nog op legacy-systemen die traditionele infrastructuur vereisen. Met Azure IaaS kun je deze applicaties naar de cloud migreren met minimale aanpassingen. Je krijgt virtuele machines, netwerken en opslag die lijken op je on-premises omgeving. Voor deels lokale workloads biedt Azure hybride oplossingen.
• Platform as a Service (PaaS): PaaS biedt een volledig platform voor het ontwikkelen, uitvoeren en beheren van applicaties zonder dat je de onderliggende infrastructuur hoeft te beheren. Het versnelt ontwikkeling, vereenvoudigt schalen en vermindert operationele lasten. Voorbeelden zijn Azure App Service, Azure SQL Database en Azure Functions.
• Software as a Service (SaaS): SaaS levert kant-en-klare software via internet, volledig beheerd door de provider. Denk aan Microsoft 365. SaaS is geschikt voor organisaties die gestandaardiseerde oplossingen willen zonder beheer van infrastructuur of updates.

Best practices

• Kies het juiste model: De keuze tussen IaaS, PaaS en SaaS hangt af van je zakelijke doelen, technische eisen en bestaande IT-omgeving. IaaS biedt maximale controle, PaaS past bij moderne ontwikkeltrajecten en SaaS is geschikt voor standaard bedrijfsfuncties.
• Migratie en modernisering: Azure ondersteunt verschillende migratiestrategieën — van ‘lift and shift’ (IaaS) tot refactoring of rearchitecting naar PaaS of SaaS. Analyseer per workload wat het meest geschikt is. Door managed services te gebruiken, verbeter je flexibiliteit, betrouwbaarheid en kostenbeheer, terwijl je legacy-systemen toch kunt blijven ondersteunen.

Lees meer in Microsoft’s richtlijnen voor managed services in Azure.

8. Gebruik een identity service

Waarom identity services belangrijk zijn in Azure

Elke cloudapplicatie heeft een manier nodig om met identiteiten te werken. Identity vormt de basis van moderne beveiliging, inclusief Zero Trust, en is een essentieel onderdeel van je applicatiearchitectuur. Door identiteiten veilig te beheren, zorg je dat alleen geautoriseerde gebruikers en services toegang hebben tot je resources, bescherm je tegen gestolen inloggegevens en voldoe je aan compliance-eisen.

Waarom je geen eigen identity-systeem moet bouwen

Het bouwen en onderhouden van een eigen identity-systeem is complex, risicovol en kostbaar. Beveiligingsprotocollen en identity-standaarden veranderen snel, en zelfs grote organisaties hebben moeite om dit bij te houden. Met een managed identity service profiteer je van continue updates, expertise en minder aansprakelijkheid.

Met Microsoft Entra ID kun je bijvoorbeeld single sign-on (SSO) inschakelen voor al je applicaties, multi-factor authentication (MFA) afdwingen voor gevoelige acties en via conditional access risicovolle aanmeldingen blokkeren. Dit vereenvoudigt niet alleen het gebruik voor eindgebruikers, maar versterkt ook je beveiliging.

Best practices

• Gebruik een Identity as a Service (IDaaS)-platform: Kies voor een managed identity service zoals Microsoft Entra ID (voorheen Azure Active Directory), Azure AD B2C of een vergelijkbaar platform in plaats van zelf iets te bouwen. Deze diensten beheren wachtwoorden, authenticatieprotocollen en beveiligingsupdates voor je.
• Sla geen inloggegevens zelf op: Bewaar nooit gebruikersgegevens in je eigen database. Zelfs versleutelde of gehashte wachtwoorden vormen een risico. Laat credential management over aan gespecialiseerde aanbieders met sterke beveiligingsmaatregelen.
• Gebruik sterke authenticatie: Dwing multi-factor authentication (MFA) af en overweeg passwordless opties zoals FIDO2-apparaten. Gebruik conditional access om extra verificatie te vragen op basis van risico, apparaatstatus of locatie.
• Volg Zero Trust-principes: Zie identity als de nieuwe beveiligingsperimeter. Verifieer altijd expliciet, geef minimale rechten en ga uit van mogelijke inbraak. Authenticeer en autoriseer elke aanvraag, gebruiker en sessie continu.
• Beheer externe en gastgebruikers veilig: Gebruik de externe identity-functies van Entra ID om partners, klanten en gastgebruikers veilig toegang te geven. Pas role-based access control (RBAC) toe en beperk rechten tot wat strikt nodig is.
• Audit en monitor identity-activiteiten: Koppel identity-logs aan Azure Monitor en Log Analytics om inzicht te krijgen in aanmeldingen, toegangsverzoeken en verdachte activiteiten. Controleer regelmatig auditlogs en verbeter je identity security score.

Door gebruik te maken van managed identity services in Azure maak je gebruikersbeheer eenvoudiger, versterk je de beveiliging en beperk je operationele risico’s.

Lees meer in Microsoft’s richtlijnen voor identity services in Azure.

9. Ontwerp voor evolutie

In de cloud veranderen bedrijfsbehoeften, technologieën en gebruikersverwachtingen snel. Ontwerpen voor evolutie betekent dat je applicatie zich kan aanpassen aan nieuwe eisen, integreren met opkomende technologieën en op de lange termijn goed onderhoudbaar blijft. Dit verkleint technische schuld en maakt je oplossing toekomstbestendig.

Elke applicatie verandert in de tijd — om bugs te fixen, nieuwe functies toe te voegen of technologie te vernieuwen. Als onderdelen sterk met elkaar verbonden zijn, wordt het lastig om wijzigingen door te voeren. Een kleine aanpassing kan onverwachte bijeffecten veroorzaken in andere delen van de code.

Met een microservices-architectuur kun je bijvoorbeeld één specifieke service bijwerken zonder het hele systeem opnieuw te deployen. Dat verkleint risico’s en versnelt innovatie.

Best practices

• Gebruik losgekoppelde componenten: Bouw je applicatie zo dat onderdelen onafhankelijk kunnen worden bijgewerkt.
• Implementeer onafhankelijke deploys: Ontwerp je releaseproces zodat services apart kunnen worden uitgerold. Dit maakt updates sneller en veiliger.
• Houd domeinlogica buiten gateways: Gebruik gateways alleen voor infrastructuurtaken zoals routing, load balancing of authenticatie — niet voor bedrijfslogica.
• Gebruik modulaire architectuur: Deel je applicatie op in modules of microservices die onafhankelijk te ontwikkelen, deployen en schalen zijn.
• Ontwerp API-first: Gebruik API’s om services te ontkoppelen en eenvoudiger te integreren met nieuwe systemen of functies.
• Automatiseer testen en deployment: Gebruik CI/CD-pipelines om updates te versnellen en fouten te beperken.
• Versiebeheer API’s en services: Ondersteun backward compatibility en soepele overgangen bij nieuwe releases.
• Documenteer afhankelijkheden en interfaces: Houd duidelijke documentatie bij over hoe componenten samenwerken en wat veilig aangepast kan worden.

Door te ontwerpen voor evolutie blijft je applicatie wendbaar, onderhoudbaar en voorbereid op toekomstige technologische en zakelijke veranderingen.

Lees meer in Microsoft’s richtlijnen voor ontwerpen voor evolutie.

10. Bouw voor de behoeften van het bedrijf

Elke technische beslissing moet voortkomen uit duidelijke bedrijfsdoelen. Door te bouwen voor de behoeften van het bedrijf zorg je dat je applicatie echte waarde levert, strategische doelen ondersteunt en kosteneffectief blijft. Dit voorkomt over-engineering, verspilling van resources en oplossingen die niet aansluiten bij wat gebruikers of stakeholders nodig hebben.

Als je bedrijf bijvoorbeeld hoge beschikbaarheid vereist voor klantgerichte diensten, richt je architectuur dan op redundantie en failover. Als kostenbeheersing belangrijk is, gebruik dan auto-scaling en reserved instances om het cloudverbruik te optimaliseren.

Best practices

• Betrek stakeholders vroeg en regelmatig: Werk samen met bedrijfsleiders, eindgebruikers en andere betrokkenen om eisen, prioriteiten en beperkingen te begrijpen.
• Vertaal bedrijfsbehoeften naar technische specificaties: Leg functionele eisen, prestaties en compliance duidelijk vast en koppel ze aan architectuurbeslissingen.
• Definieer bedrijfsdoelen: Bepaal de recovery time objective (RTO), recovery point objective (RPO) en maximale toelaatbare uitval (MTO).
• Documenteer SLA’s en SLO’s: Leg de gewenste service level agreements en objectives vast die door het bedrijf worden vereist.
• Plan voor groei: Ontwerp je oplossing zodat deze meer gebruikers, transacties en data aankan zonder grote herstructurering.
• Prioriteer op bedrijfsimpact: Richt ontwikkelinspanningen op de onderdelen die de meeste waarde of risicoreductie opleveren.
• Ontwerp voor wendbaarheid: Bouw flexibiliteit in om snel te kunnen inspelen op veranderende markten of regelgeving.
• Beheer kosten bewust: Je betaalt in de cloud voor wat je gebruikt. Begrijp de prijsmodellen voor compute, storage en netwerk om verrassingen te voorkomen.
• Monitor bedrijfsresultaten: Gebruik metrics en feedback om te meten of je applicatie de bedrijfsdoelen ondersteunt en stuur bij waar nodig.
• Houd rekening met faalrisico’s: Ontwerp architectuur met beschikbaarheid en redundantie in gedachten.

Door te bouwen voor de behoeften van het bedrijf lever je Azure-oplossingen die meetbare waarde bieden, betaalbaar blijven en meegroeien met veranderende eisen.

Lees meer in Microsoft’s richtlijnen voor bouwen voor het bedrijf.