Skalierbare Mobilität – Wie Kubernetes die MENTZ EFA antreibt

Die Herausforderung der modernen Fahrplanauskunft

In der analogen Welt war ein Fahrplan ein statisches Dokument. Er wurde einmal im Jahr gedruckt und verteilt. Heute, im Zeitalter der digitalen Mobilität, ist die Fahrplanauskunft ein hochdynamischer, lebender Service. Fahrgäste erwarten nicht nur, dass sie erfahren, wann die nächste Bahn kommt, sondern sie wollen es auf die Sekunde genau wissen – inklusive aktueller Auslastung, Verspätungs-Prognosen und alternativer Routenvorschläge bei Störungen.

Für Softwareanbieter wie MENTZ bedeutet das: Die Infrastruktur hinter der Elektronischen Fahrplanauskunft (EFA) muss heute Anforderungen erfüllen, die weit über die reine Datenverarbeitung hinausgehen. Die größte Herausforderung ist dabei die Volatilität der Anfragen. Fahrplanauskunft ist ein Saisongeschäft im Minutentakt: Während nachts um drei Uhr kaum eine Anfrage eingeht, explodieren die Zugriffszahlen morgens um halb acht im Berufsverkehr. Kommt dann noch ein plötzlicher Wintereinbruch oder ein Großevent wie eine Fußball-Europameisterschaft hinzu, muss die Infrastruktur innerhalb von Sekunden „atmen“.

Ein klassisches Server-Modell stößt hier schnell an seine Grenzen. Entweder hält man teure Hardware-Ressourcen vor, die 90 % der Zeit ungenutzt bleiben, oder das System bricht unter Lastspitzen zusammen. Die Lösung für dieses Dilemma heißt Cloud-Native-Infrastruktur, orchestriert durch Kubernetes (K8s).

Was ist Kubernetes eigentlich? (Kurz & Knapp)

Bevor wir in die Architektur der EFA eintauchen, lohnt sich ein Blick auf die Technologie hinter dem Hype. Kubernetes hat sich zum De-facto-Standard für die Container-Orchestrierung entwickelt. Doch was bedeutet das konkret?

In der modernen Softwareentwicklung wird eine Anwendung heute nicht mehr als ein einziges, riesiges Programm installiert. Stattdessen verpackt man Software in kleine, unabhängige Pakete, sogenannte Docker-Container. Ein Container enthält alles, was die Anwendung zum Laufen benötigt: den Code, die Bibliotheken und die Konfiguration.

Hier kommt Kubernetes als „Betriebssystem für die Cloud“ ins Spiel. Stellen Sie sich Kubernetes wie einen digitalen Hafenmeister vor. In einem Hafen kommen ständig neue Container an und müssen auf Schiffe (Server) verteilt werden. Der Hafenmeister entscheidet, welcher Container auf welches Schiff geladen wird, damit kein Schiff überladen wird und kein Platz ungenutzt bleibt. Wenn ein Schiff Leck schlägt, sorgt er sofort dafür, dass die betroffenen Container auf ein anderes, intaktes Schiff umgeladen werden. In der IT-Welt bedeutet das: Kubernetes sorgt dafür, dass Anwendungen immer verfügbar sind und effizient auf die vorhandene Hardware verteilt werden.

Die MENTZ EFA in der Microservices-Welt

Die EFA hat bei MENTZ eine über 30-jährige Geschichte. In dieser Zeit hat sie eine fundamentale Wandlung vollzogen: vom monolithischen System hin zu einer modularen Microservices-Architektur. Früher war eine Fahrplanauskunft oft ein massiver Softwareblock. Wollte man eine kleine Änderung an der Preisauskunft vornehmen, musste das gesamte System neu gestartet werden.

Heute besteht die MENTZ EFA aus einer Vielzahl spezialisierter Microservices, die über definierte Schnittstellen miteinander kommunizieren:

• Routing-Engine: Der „Rechenkern“, der in Millisekunden Milliarden von Kombinationsmöglichkeiten prüft, um den schnellsten Weg von A nach B zu finden.
• Echtzeit-Daten (VDV/SIRI): Ein Service, der permanent Live-Daten der Verkehrsunternehmen verarbeitet und in die Planung einbezieht.
• Ticketing-Schnittstellen: Module, die die Tarifierung übernehmen und den Kauf von Fahrscheinen ermöglichen.
• MaaS-Services: Die Integration von Bedarfsverkehr, Sharing-Anbietern oder Park-and-Ride-Informationen.

Durch die Nutzung von Kubernetes kann MENTZ jeden dieser Dienste unabhängig voneinander skalieren oder aktualisieren. Wenn sich beispielsweise die Tarifstruktur eines Verbunds ändert, wird nur der Ticketing-Service aktualisiert – die Routing-Engine läuft währenddessen ohne Unterbrechung weiter.

Warum Kubernetes perfekt für die EFA ist

Die Vorteile einer Kubernetes-gesteuerten EFA lassen sich in drei Kernpunkten zusammenfassen, die für Verkehrsverbünde und deren Fahrgäste von entscheidender Bedeutung sind:

Self-Healing: Ausfallsicherheit neu definiert

Server-Hardware kann ausfallen, und Software kann Fehler aufweisen. In einer traditionellen Umgebung würde ein abgestürzter Dienst zu einer Fehlermeldung beim Nutzer führen. Kubernetes hingegen überwacht permanent den Gesundheitszustand („Health Checks“) jedes einzelnen Containers. Fällt eine Instanz der EFA-Suche aus, bemerkt Kubernetes das sofort, beendet den defekten Container und startet in Sekundenbruchteilen eine neue, saubere Instanz. Der Nutzer merkt von diesem Vorgang im Idealfall nichts.

Auto-Scaling: Effizienz bei Lastspitzen

Dies ist vielleicht der wichtigste Vorteil für IT-Entscheider. Kubernetes ermöglicht es der EFA, horizontal zu skalieren. Wenn morgens um 07:30 Uhr die Last auf die Server steigt, erkennt das System die erhöhte CPU-Auslastung und fährt automatisch zusätzliche Instanzen der Routing-Engine hoch. Sobald die Rushhour vorbei ist und die Last sinkt, werden die überflüssigen Instanzen wieder abgeschaltet. Das spart Rechenleistung und somit Kosten, während die Performance für den Fahrgast stabil bleibt.

Rolling Updates: Innovation ohne Wartungsfenster

Früher waren Updates oft mit nächtlichen Wartungsfenstern und Systemstillständen verbunden. Mit Kubernetes nutzen wir „Rolling Updates“. Dabei wird ein neuer Container mit der aktualisierten Version gestartet. Erst wenn dieser erfolgreich läuft, wird der alte Container abgeschaltet. So können wir neue Features oder Sicherheits-Patches für die EFA im laufenden Betrieb einspielen, ohne dass die Fahrplanauskunft auch nur für eine Sekunde offline geht.

Praxisbeispiel: EFA im Einsatz bei Extremereignissen

Um die Theorie greifbar zu machen, betrachten wir ein Szenario, das jeder Verkehrsbetrieb fürchtet: Ein plötzlicher Wintereinbruch im Verbundgebiet.

Innerhalb von Minuten ändern sich die Prioritäten von Tausenden von Menschen. Pendler, die normalerweise das Auto nehmen, steigen auf die Bahn um. Wer bereits unterwegs ist, prüft ständig, ob sein Bus aufgrund der Schneeglätte Verspätung hat. Die Anfragen an die EFA verzehnfachen sich innerhalb kürzester Zeit.

In einer klassischen Infrastruktur würde die App jetzt langsam werden oder Timeouts anzeigen. Nicht so unter Kubernetes: Das System registriert den massiven Anstieg der Suchanfragen. Vollautomatisch werden neue Rechenknoten im Cluster aktiviert. Die Microservices für die Echtzeit-Verarbeitung erhalten Priorität bei den Ressourcen. Die EFA bleibt flüssig bedienbar, und die Fahrgäste erhalten genau die Informationen, die sie in dieser Stresssituation brauchen. Sobald sich die Wetterlage beruhigt und die Anfragen sinken, bereinigt Kubernetes die Infrastruktur wieder auf das normale Maß.

Fazit: Die Zukunft der Mobilitäts-IT

Für MENTZ ist Kubernetes kein technologischer Selbstzweck. Wir setzen auf diese Orchestrierung, weil sie das notwendige Rückgrat für eine moderne, zuverlässige und innovative Mobilitäts-IT bildet. In einer Welt, in der Mobilität als Service (MaaS) immer komplexer wird und immer mehr Datenquellen integriert werden müssen, ist Flexibilität die wichtigste Währung.

Die EFA wird durch die Cloud-Native-Strategie resilienter gegen Ausfälle, flexibler in der Weiterentwicklung und bereit für die Smart City von morgen. Wir sorgen dafür, dass die technische Komplexität im Hintergrund bleibt, damit der Fahrgast am Ende nur eines sieht: Eine zuverlässige Verbindung, die einfach funktioniert.

Möchten Sie wissen, wie wir Ihre Fahrplanauskunft Cloud-ready machen? Kontaktieren Sie Ihren Kundenbetreuer oder besuchen Sie unsere Website für weitere technische Einblicke!