Was ist der Software Development Lifecycle (SDLC)?

SDLC steht für Software Development Lifecycle. Es handelt sich um einen strukturierten Ansatz, der oft als SDLC-Methode bezeichnet wird. Softwareentwickler verfolgen diesen Ansatz, um Softwaresysteme zu planen, zu entwerfen, zu entwickeln, zu testen und zu warten. In den einzelnen Phasen müssen jeweils bestimmte Aktivitäten durchgeführt und Ergebnisse erzielt werden, sodass eine erfolgreiche Entwicklung und Implementierung hochwertiger Softwareprodukte sichergestellt ist.

Der Lebenszyklus ist eine nützliche Metapher, die auf Technologien angewendet werden kann. Wie Menschen und Tiere treten auch Hard- und Softwareprodukte in die Welt, erfüllen ihren Existenzzweck und verschwinden wieder, wenn eine neue Generation entstanden ist und an die Stelle der alten tritt. Bei Anwendungen wird der Lebenszyklus als Software Development Lifecycle (SDLC) bezeichnet. Der SDLC ist ein Projektmanagement-Framework, das mehrere Phasen umfasst, von der Problemuntersuchung und Planung über die Programmierung und Bereitstellung bis zur Aktualisierung und Außerbetriebnahme. In diesem Artikel werden die Funktionsweise des SDLC, seine Komponenten und die bei seiner Ausführung verwendeten Methoden erläutert.

Es ist sinnvoll, den SDLC vom Software-Produktlebenszyklus zu unterscheiden, der ein verwandter, aber anderer Prozess ist. Ein Softwareprodukt wird auf den Markt gebracht und genießt dann hoffentlich ein „Leben“, in dem es eine Reihe von Update-Versionen durchläuft, bis es schließlich vom Markt genommen wird. Im Gegensatz dazu bezieht sich der SDLC auf den Softwareentwicklungs- und -bereitstellungsprozess.

Wie der Lebenszyklus der Softwareentwicklung abläuft

Beim SDLC geht es darum, Software zu erstellen und sie von der Bereitstellung und bis zur Außerbetriebnahme durchs Leben zu führen. Auf höherer Ebene geht es beim SDLC jedoch um die Lösung von Geschäfts- und Technologieproblemen mit Softwareanwendungen. Und der Prozess wird diese Probleme idealerweise auf die effizienteste und qualitativ hochwertigste Weise lösen.

Der SDLC-Prozess bringt Stakeholder aus dem gesamten Unternehmen zusammen. Dazu gehören natürlich Software-Entwickler, aber auch Business-Analysten, Projektmanager, Geschäftsbereichsleiter, Test-Teams, QA-Teams (Qualitätssicherung) und die IT-Abteilung. Sicherheitsteams haben in der Regel einen gewissen Einfluss auf den SDLC, ebenso wie Netzwerk- und Storage-Manager.

Phasen des SDLC

Der SDLC umfasst in der Regel sieben Hauptphasen. Je nach Organisation kann es mehr oder weniger geben. Einige Teams können beispielsweise die Planungs- und Anforderungsphasen kombinieren.

Die Identifizierung von Geschäfts- und Technologieproblemen ist der Ausgangspunkt des SDLC. Ein Finanzdienstleistungsunternehmen könnte sich eine intuitivere Aktienhandelssoftware wünschen. Ein Vertriebsunternehmen muss sein Lager möglicherweise durch Software effizienter machen. Wenn man erkennt, dass ein Problem gelöst werden muss, ist das der Anstoß, der die sieben Phasen des Software-Entwicklungslebenszyklus (SDLC) in Gang setzt.

  1. Planung: Ein wichtiger Teil der Planungsphase ist die Formulierung der Software-Anforderungen (Software Requirements Specification, SRS). Die SRS beschreibt die Funktionen, notwendigen Ressourcen, potenziellen Risiken und Projektzeitpläne der Software. Stakeholder kommen zusammen, um den Projektumfang zu besprechen, Projektpläne zu erstellen, Budgets zu planen usw. Die Beschaffungsabteilung kann einbezogen werden, wenn das Projekt neue Entwicklungstools oder Softwarelizenzen erfordert. Genaue Kostenschätzungen sind in dieser Phase von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass das Projekt innerhalb des Budgets bleibt und den geplanten Zeitrahmen einhält.
  2. Erfassung der Anforderungen: Die Stakeholder des Unternehmens treten in einen Dialog mit Business-Analysten und Technologieexperten, um die Anforderungen für die Softwareanwendung zu ermitteln. Wenn das Projekt auf die Aktualisierung eines bestehenden Systems ausgerichtet ist, liegt der Schwerpunkt des Gesprächs auf den Mängeln dieses Systems und darauf, wie diese behoben werden können. Das Verständnis und die Erfüllung der Kundenerwartungen ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Software die Benutzeranforderungen erfüllt und eine hohe Zufriedenheit erzielt.
  3. Design und Prototyperstellung: In dieser Phase werden die Anforderungen von Softwareentwicklern in einen Softwareentwurfsplan übertragen. Der Plan legt die Anwendungsarchitektur fest und nennt die Technologien, die verwendet werden, z. B. Java auf Linux mit MySQL. In dieser Phase sollte auch die API-Planung über das technische Design hinaus einbezogen werden. Beispielsweise ist es wichtig zu verstehen, warum die API erstellt wird und wie sie sich auf das Unternehmen auswirkt.
  4. Entwicklung: In dieser Phase findet die eigentliche Programmierung statt. Bei moderner Software kann dieser Prozess auch die Verbindung von Code mit Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) beinhalten, die Daten und Funktionen von anderen Systemen bieten. Die Entwicklung kann auch das Einbetten von vorgefertigten Open Source-Software-(OSS-)Code-Komponenten bedeuten. Wenn diese Phase beendet ist, sollte eine funktionsfähige Software zum Testen bereit sein. In agilen oder DevOps-Szenarien kann diese Software-Komponente eine inkrementelle Ergänzung einer vorhandenen Anwendung sein.
  5. Tests: Tests sind ein wichtiger Schritt im SDLC, denn sie sollen Funktions- oder Sicherheitsprobleme im Code aufdecken. Ziel ist es, vor der Bereitstellung sicherzustellen, dass die Software alle Benutzer- und Geschäftsanforderungen erfüllt. Testmethoden können Einheitentests, API-Tests, Integrationstests, Sicherheitstests und Leistungstests umfassen. Wenn Probleme oder Fehler entdeckt werden, werden sie zur Behebung an die Entwickler zurückgesendet. 
  6. Bereitstellung: Nachdem Tests und Debugging durchgeführt wurden, ist der Entwicklungsprozess abgeschlossen, und die fertige Software wird auf Produktionsservern bereitgestellt. Dieser Prozess umfasst oft ihre Verpackung und die Konfiguration von Serversoftware, Datenbanken usw. Häufig handelt es sich um einen automatisierten Prozess, insbesondere in DevOps- und CI/CD-Workflows (kontinuierliche Integration/kontinuierliche Bereitstellung)
  7. Betrieb und Wartung: Einmal in der Produktion bereitgestellt, muss die Software regelmäßig auf Leistungsprobleme und Sicherheitslücken überprüft werden. Wenn die Nachfrage zu hoch wird, läuft der Server, auf dem die Software ausgeführt wird, manchmal „heiß“ und die Reaktionszeit der Software verlangsamt sich. IT-Teams sollten dies bemerken und das Problem durch die Einrichtung zusätzlicher Instanzen beheben. Darüber hinaus muss das ITOps-Team die Software patchen, wenn im Code oder in unterstützender Software wie Serverbetriebssystemen und Datenbanken Sicherheitslücken aufgedeckt werden. Dies sollte ein kontinuierlicher Prozess sein, mit ständiger Überwachung und schneller Reaktion auf auftretende Probleme. 

Der inoffizielle achte Schritt des SDLC ist der Ruhestand. Keine Software lebt für immer. Stakeholder stellen bei älterer Software in der Regel Probleme fest, die korrigiert werden müssen, was normalerweise in einer neuen Version des Codes geschieht. Oder sie entscheiden sich dafür, eine völlig neue Ersatzanwendung zu erstellen. Das IT Operations-Team muss die alte Version deinstallieren und die neue bereitstellen. Das ist der wahre Lebenszyklus. Er endet nie.

SDLC-Modelle

Der SDLC kann sich an mehrere vorherrschende Software-Entwicklungsmodelle anpassen, die jeweils auf eine andere Software-Entwicklungsmethodik ausgerichtet sind. Die „Wasserfall“-Methode ist die älteste und einfachste Methode. Bei diesem Ansatz laufen die einzelnen Phasen des SDLC der Reihe nach ab. Ist eine Phase abgeschlossen, beginnt die nächste. Die Planung beginnt und initiiert mit ihrem Abschluss die Erfassung der Anforderungen. Ist diese beendet, wird die Entwicklung gestartet, usw.

Ein SDLC, der auf der agilen Software-Entwicklungsmethodik basiert, umfasst dagegen eine Reihe laufender Release-Zyklen. Jeder Zyklus führt zu einer kleinen, schrittweisen Änderung gegenüber der vorherigen Version. Der Prozess ist iterativ und zyklisch, wobei sich der SDLC wiederholt und in Schleifen zu sich selbst zurückführt. Diese Vorgehensweise ermöglicht es den Beteiligten, Probleme in einem Projekt zu identifizieren und zu lösen, bevor sie sich zu ernsteren Störungen entwickeln.

Die Lean-Methode zur Softwareentwicklung erzeugt einen SDLC, der die Prinzipien der schlanken Fertigung nachahmt, was einen effizienten Ablauf in Arbeitsprozessen und eine kontinuierliche Verbesserung fördert. Ein „iterativer“ SDLC betont die schnelle Entwicklung und kontinuierliche Verbesserung durch Feedback und mehrere aufeinander folgende Versionen, wobei jeder Entwicklungszyklus zur Bereitstellung einer unvollständigen Version der App führt. Die erste Iteration erfüllt einen kleinen Teil der Anforderungen. Jede folgende Iteration ergänzt weitere Merkmale des Anforderungsprofils. In der letzten Iteration erfüllt die App alle an sie gestellte Anforderungen.

Ein „Spiralmodell“-SDLC bietet einen Entwicklungsprozess, der an den charakteristischen Risikomustern eines Projekts ausgerichtet ist. Stakeholder bewerten das Projekt und bestimmen, welche Elemente der anderen Prozessmodelle einbezogen werden müssen. Das V-förmige Modell, auch Validierungsmodell genannt, stellt sicher, dass jede Entwicklungsphase eng mit einer entsprechenden Testphase verknüpft ist und somit Fehler frühzeitig erkannt werden. Jede Überprüfungsphase ist mit einer Validierungsphase verknüpft, wodurch ein V-förmiges Diagramm zur Beschreibung des Arbeitsablaufs entsteht. Im Gegensatz dazu ist das „Big Bang“-Modell ein Hochrisikoansatz, der auf eine schnelle Entwicklung mit minimaler Planung setzt und für kleine Projekte geeignet ist.

Der SDLC hört nie auf, sich weiterzuentwickeln. Neue Methoden der Softwareentwicklung wirken sich auch auf den SDLC aus. Die zugrunde liegenden Ziele werden sich jedoch nie ändern. Beim SDLC geht es immer darum, die hochwertigste Software in einem zuverlässigen, schnellen und effizienten Prozess zu produzieren.

Agiles Modell und iterative Entwicklung im SDLC

Das agile Modell hat sich zu einem wichtigen Bestandteil moderner Softwareentwicklungsprozesse entwickelt und betont Flexibilität, Zusammenarbeit und iterativen Fortschritt. Im Gegensatz zum Wasserfallmodell, das eine lineare Progression durch verschiedene Phasen erfordert, ermöglicht das agile Modell Entwicklungsteams, Projekte in kleinere, überschaubare Iterationen aufzuteilen, wodurch während des gesamten Lebenszyklus schrittweise Verbesserungen erzielt werden.

Agile Entwicklung fördert die Zusammenarbeit zwischen Entwicklern, Testern und Stakeholdern, indem regelmäßiges Feedback und Anpassungen sichergestellt werden. Die Teams arbeiten in kurzen Sprints, wobei sie bei jedem Schritt die Anforderungen verfeinern und den Code weiterentwickeln. Die Testphase läuft kontinuierlich ab und ist direkt in die Iterationszyklen integriert, sodass Schwachstellen frühzeitig erkannt und die Anwendungssicherheit verbessert werden kann.

Im Gegensatz dazu folgt das Wasserfallmodell einem sequenziellen Ablauf, bei dem Änderungen nach der anfänglichen Designphase teuer und zeitaufwendig sein können. Bestimmte Projekte mit gut definierten Anforderungen können jedoch dennoch von der Wasserfall-Methode profitieren. Der Vergleich der beiden Methoden zeigt: Der Anpassungsfähigkeit, die der agile Ansatz in dynamischen Umgebungen bietet, steht beim Wasserfallkonzept die Vorhersehbarkeit in statischen Umgebungen gegenüber.

Durch die Einführung agiler Methoden und iterativer Modelle können Teams Aufgaben effektiv priorisieren und so eine schnelle Bereitstellung in der Produktionsumgebung bei gleichbleibender Qualität und Sicherheit gewährleisten. Dieser Ansatz passt gut zu modernen DevSecOps-Praktiken, in denen Sicherheit von Anfang an integriert ist.

Häufig gestellte Fragen

Unternehmen, die dem SDLC folgen, profitieren von zahlreichen Vorteilen. Letztlich wird so das Projektmanagement und die Kontrolle verbessert, ein strukturierter Rahmen für Entwicklungsphasen geschaffen und eine bessere Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen den Teammitgliedern erzielt. Durch die Optimierung von Prozessen trägt der SDLC dazu bei, dass Entwicklungskosten sich verringern und Markteinführungszeiten kürzer werden. Durch diesen Ansatz wird qualitativ hochwertigere Software mit weniger Fehlern hergestellt, was die allgemeine Produktzuverlässigkeit fördert.
 

Um eine umfassende Sicherheit zu gewährleisten, sollten Sie die API-Sicherheit als integralen Bestandteil der SDLC-Praktiken betrachten und sie nahtlos in diese integrieren. Nutzen Sie die strukturierte Methodik des SDLC zur Optimierung der Softwareentwicklung, um Effizienz, Qualität und erfolgreiche Projektergebnisse vom Beginn bis zur Bereitstellung zu gewährleisten.

Die Auswahl des geeigneten SDLC-Modells für Ihr Projekt setzt die Prüfung verschiedener Methoden wie Wasserfall, agil, „lean“, iterativ, spiralförmig, und V-förmig voraus. Bewerten Sie anschließend die Projektanforderungen, Zeitpläne und die Teamdynamik.
 

Beispielsweise eignet sich die Wasserfall-Methode besonders für klar definierte Projekte mit stabilen Anforderungen, während die agile Methode zu dynamischen Umgebungen passt, die eine iterative Entwicklung erfordern. Die Lean-Methode konzentriert sich auf Effizienz und vermeidet Verschwendung, die iterative Methode ermöglicht Flexibilität, die Spiralmethode steuert Risiken und das V-förmige Modell legt einen Schwerpunkt auf gründliche Tests. Berücksichtigen Sie beim Vergleich von SDLC-Modellen die Art, Größe und Anpassungsfähigkeit Ihres Projekts und stellen Sie sicher, dass das Modell Ihrer Wahl zu den Entwicklungszielen und zur Teamdynamik passt. Das ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Softwarebereitstellung.

Es ist wichtig, Sicherheit in den Lebenszyklus der Softwareentwicklung zu integrieren. Mit DevSecOps-Praktiken wird Sicherheit zu einem integralen Bestandteil jeder SDLC-Phase. Nutzen Sie automatisierte Sicherheitstests und kontinuierliche Bedrohungsüberwachung, um Schwachstellen frühzeitig in der Entwicklung zu erkennen.

Für eine effektive Implementierung des SDLC müssen einige Best Practices berücksichtigt werden. Eine gründliche Planung schafft die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Entwicklung. Beginnen Sie mit der Aufstellung klarer Anforderungen, um eine solide Grundlage zu erhalten. Die iterative Entwicklung sichert ein Endprodukt, und kontinuierliche Tests über den gesamten Lebenszyklus hinweg verbessern die Qualität der Software. Vermeiden Sie häufige Fallstricke, indem Sie Probleme umgehend angehen und die Zusammenarbeit zwischen den Teams fördern. 
 

Im Sinne eines umfassenden Ansatzes sollten Sie API-Sicherheit für DevSecOps in Ihren SDLC integrieren, um eine sichere Entwicklungsumgebung zu gewährleisten. Streben Sie einen gut strukturierten und adaptiven SDLC an, indem Sie diese Best Practices zur Optimierung von Entwicklungsprozessen und zur Bereitstellung hochwertiger Software integrieren.

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