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Modul 1. Fortgeschrittene Web-Architekturen 

1.1. Fortgeschrittene Web-Architekturen 

1.1.1. Serviceorientierte Architekturen und weborientierte Architekturen 
1.1.2. Funktionale und nichtfunktionale Aspekte von Web-Architekturen 
1.1.3. Trends und Zukunft von Web-Architekturen 

1.2. Komponenten der Web-Architektur 

1.2.1. Client-seitige Komponenten 
1.2.2. Netzwerk-Komponenten 
1.2.3. Server-seitige Komponenten 

1.3. Kommunikationsprotokolle in Web-Architekturen 

1.3.1. OSI-Modell und Anwendungsschicht 
1.3.2. Hypertext-Übertragungsprotokoll (HTTP/S) 
1.3.3. Andere Protokolle (FTP, SMTP, Websockets) 

1.4. Schichten einer Web-Architektur 

1.4.1. Präsentationsschicht 
1.4.2. Anwendungsschicht 
1.4.3. Datenschicht 

1.5. Arten von Web-Architekturen 

1.5.1. Monolithische Architekturen 
1.5.2. Microservice-orientierte Architekturen 
1.5.3. Serverless Architekturen 

1.6. Architekturmuster für Webanwendungen 

1.6.1. Model-View-Controller (MVC) 
1.6.2. Modell-Ansicht-Präsentator (MVP) 
1.6.3. Modell-Ansicht-Ansicht-Modell (MVVM) 

1.7. Bewährte Praktiken in Web-Architekturen 

1.7.1. Sicherheit und Testing by Design 
1.7.2. Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit 
1.7.3. Wiederverwendbarkeit, Erweiterbarkeit und Integrierbarkeit 

1.8. Entwurf von Web-Architekturen 

1.8.1. Analyse der geschäftlichen Anforderungen 
1.8.2. Diagrammtypen und Werkzeuge 
1.8.3. Dokumentation 

1.9. Entwicklung der Web-Architektur 

1.9.1. Kontinuierliche Verbesserungsprozesse 
1.9.2. Integration mit Drittparteien 
1.9.3. Unterstützung und Wartung von Legacy-Systemen 

1.10. Referenz-Web-Architekturen 

1.10.1. Statische und dynamische Websites 
1.10.2. E-Commerce-Dienst 
1.10.3. Streaming-Plattform 

Modul 2. Front-End-Entwicklung von Webanwendungen 

2.1. Front-End-Entwicklungstechnologien für Webanwendungen 

2.1.1. HTML5 
2.1.2. CSS 
2.1.3. DOM und JavaScript 

2.2. Muster für die Front-End-Entwicklung 

2.2.1. Multiple Page Applications 
2.2.2. Single Page Applications 
2.2.3. Progressive Web Applications 

2.3. Entwicklung von Benutzeroberflächen (UI) in Webanwendungen 

2.3.1. Frameworks und Front-End-Entwicklungstools 
2.3.2. Trennung der Zuständigkeiten 
2.3.3. Komponentenorientierte Architekturen 

2.4. Client-Server-Kommunikation 

2.4.1. Fluss der Anfragen 
2.4.2. Synchrone Kommunikation 
2.4.3. Asynchrone Kommunikation 

2.5. Statuskontrolle in Webanwendungen 

2.5.1. Globaler und gemeinsamer Status in Webanwendungen 
2.5.2. Muster für die Statusverwaltung (Redux, MobX, Recoil) 
2.5.3. Anwendungsfälle und Empfehlungen 

2.6. Benutzererfahrung (UX) in Webanwendungen 

2.6.1. Benutzerzentriertes Design 
2.6.2. Informationsarchitektur 
2.6.3. Werkzeuge für Entwurf und Prototyping 

2.7. Web-Zugänglichkeit 

2.7.1. Normen und Vorschriften für die Zugänglichkeit des Internets (ADA, WCAG, European Accessibility Act) 
2.7.2. Zugängliche Rich-Internet-Anwendungen (ARIA) 
2.7.3. Tools für die Barrierefreiheit im Internet 

2.8. Unterstützung Multi-Plattformen 

2.8.1. Mobile First und responsives Design 
2.8.2. Native Entwicklungswerkzeuge 
2.8.3. Hybride Entwicklungswerkzeuge 

2.9. Übersetzung und Internationalisierung 

2.9.1. Sprachverwaltung 
2.9.2. Zeichencodierung 
2.9.3. Regionale Formate 

2.10. Front-End-Optimierung und Leistung 

2.10.1. Techniken zur Lastoptimierung 
2.10.2. Lazy und verzögertes Laden von Ressourcen 
2.10.3. Tools für Tests und Leistungsmessung 

Modul 3. Back-End-Entwicklung von Webanwendungen 

3.1. Back-End-Entwicklungstechnologien 

3.1.1. Programmiersprachen 
3.1.2. Frameworks und Bibliotheken 
3.1.3. Verwaltung von Abhängigkeiten 

3.2. Back-End-Entwicklungsmuster 

3.2.1. SOLID 
3.2.2. Microservices 
3.2.3. API-first 

3.3. Entwicklung von REST-Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) 

3.3.1. Statfulness und Statelessness 
3.3.2. HTTP-Methoden und Antworten 
3.3.3. Paginierung, Dokumentation und Versionierung 

3.4. Andere Arten von APIs 

3.4.1. GraphQL 
3.4.2. Websockets 
3.4.3. gRPC 

3.5. Nachrichten-Warteschlangen 

3.5.1. Nachrichten-Warteschlangen 
3.5.2. Muster und Anwendungsfälle 
3.5.3. Verfügbare Lösungen 

3.6. Ereignisbasierte Architekturen 

3.6.1. Ereignisbasierte Architekturen 
3.6.2. Ebenen des Ereignisflusses 
3.6.3. Muster und Anwendungsfälle 

3.7. Anwendungsentwicklung mit Containern 

3.7.1. Container 
3.7.2. Entwicklung und Bereitstellung mit Containern 
3.7.3. Werkzeuge zur Containerverwaltung 

3.8. Bereitstellung und Ausführung von Back-End-Anwendungen 

3.8.1. Verpackung 
3.8.2. Webserver 
3.8.3. Anwendungsserver 

3.9. Back-End-Optimierung und Leistung 

3.9.1. Skalierbarkeit und Lastausgleich 
3.9.2. Antragsbegrenzung und asynchrone Verarbeitung 
3.9.3. Tools zur Leistungsmessung und -prüfung 

3.10. Trends in der Entwicklung von Webanwendungen 

3.10.1. Erstellung von Anwendungen mit Low-Code- und No-Code-Systemen 
3.10.2. Entwicklungshilfe durch generative KI. Github Copilot 
3.10.3. Gartner-Hype-Zyklus

Modul 4. Entwurf und Implementierung der Datenpersistenz 

4.1. Lösungen für die Datenspeicherung 

4.1.1. CRUD, ACID, OLTP, OLAP 
4.1.2. Datenmodellierung 
4.1.3. Klassifizierungen von Datenspeichersystemen 

4.2. Relationale Datenbanken 

4.2.1. Anwendungsbeispiele 
4.2.2. Relationale Datenbankoperationen 
4.2.3. Verfügbare Lösungen 

4.3. Nichtrelationale Datenbanken 

4.3.1. Key-Value-Datenbanken 
4.3.2. Objektorientierte Datenbanken 
4.3.3. Graphorientierte Datenbanken 

4.4. Andere Datenbanksysteme 

4.4.1. In-Memory-Datenbanken 
4.4.2. Zeitreihen-Datenbanken 
4.4.3. Verteilte Datenbanken 

4.5. Speicherung in Dateisystemen 

4.5.1. Anwendungsbeispiele 
4.5.2. Dateisystem-Operationen 
4.5.3. Verfügbare Lösungen 

4.6. Mechanismen zur Zwischenspeicherung von Daten 

4.6.1. Client-seitiger Cache 
4.6.2. Cache im Netz (CDN) 
4.6.3. Server-seitiger Cache 

4.7. Suchmotoren 

4.7.1. Anwendungsbeispiele 
4.7.2. Indizierung und Suche 
4.7.3. Verfügbare Lösungen 

4.8. Mechanismen für den Datenzugriff 

4.8.1. Data Access Object (DAO) und Data Transfer Object (DTO) 
4.8.2. Zugangskontrolle 
4.8.3. Treiber 

4.9. Architekturen für Big Data 

4.9.1. Extraktion, Laden und Umwandlung (ETL) 
4.9.2. Data Warehouses, Datalakes und Data Lakehouses 
4.9.3. Verfügbare Lösungen 

4.10. Kriterien für die Wahl der Lagerung 

4.10.1. Funktionsanforderungen 
4.10.2. Nichtfunktionale Anforderungen 
4.10.3. Andere wichtige Aspekte 

Modul 5. Benutzerverwaltung von Webanwendungen 

5.1. Benutzerregistrierung und -authentifizierung 

5.1.1. Identitätsüberprüfung und MFA 
5.1.2. Authentifizierungsprotokolle: OAuth 2.0, SAML, LDAP, RADIUS 
5.1.3. Identitätsanbieter 

5.2. Profile, Rollen und Benutzerberechtigungen 

5.2.1. Autorisierungsmechanismen 
5.2.2. Rollenbasierter Zugriff (RBAC) 
5.2.3. Grundsatz des geringsten Berechtigungen 

5.3. Verwaltung von Berechtigungsnachweisen 

5.3.1. Verschlüsselung und sichere Speicherung von Passwörtern 
5.3.2. Änderung und Entzug von Berechtigungsnachweisen 
5.3.3. Passwort-Tools und -Dienste 

5.4. Verwaltung von Benutzersitzungen 

5.4.1. Sitzungs-ID, Eigenschaften und Lebenszyklus 
5.4.2. Implementierungen der Sitzungssteuerung 
5.4.3. Cookies und Web Storage 

5.5. Isolierung von Benutzerdaten 

5.5.1. Single-Tenant- und Multi-Tenant-Systeme 
5.5.2. Physische Datenisolierung (Silos) 
5.5.3. Logische Datenisolierung (Pools) 

5.6. Benachrichtigungen und Nachrichtenübermittlung 

5.6.1. Benachrichtigungen in der Anwendung 
5.6.2. Benachrichtigungsdienste: E-Mail, SMS, Push-Benachrichtigungen 
5.6.3. Verwaltung von Abonnements 

5.7. Personalisierte Benutzererfahrungen 

5.7.1. Segmentierung der Nutzer 
5.7.2. Empfehlungsmechanismen 
5.7.3. A/B-Tests 

5.8. Benutzerüberwachung und -analytik 

5.8.1. Formen der Analyse: Verhaltensbasiert, Customer Journey, Funnel Analysis 
5.8.2. Tools zur Webanalyse und -überwachung: Google Analytics und andere 
5.8.3. Multiplattform-Tracking: E-Mail, mobile Geräte 

5.9. Monetarisierung von Webanwendungen 

5.9.1. Optimierung der Suche 
5.9.2. Digitale Marketing-Kampagnen 
5.9.3. E-Commerce und Zahlungsgateways 

5.10. Schutz von personenbezogenen Daten 

5.10.1. Umfang des Datenschutzes 
5.10.2. Internationale Datenschutzbestimmungen 
5.10.3. Empfehlungen und bewährte Verfahren 

Modul 6. Management und Organisation von Webprojekten 

6.1. Prozess der Entwicklung von Webanwendungen 

6.1.1. Phasen des Entwicklungsprozesses 
6.1.2. Rollen und Organisation bei Web-Entwicklungsprojekten 
6.1.3. Kollaborative Web-Entwicklung 

6.2. Methodologien für die kollaborative Entwicklung 

6.2.1. Agile Manifest und Prinzipien 
6.2.2. Vergleich der agilen Methodologien: Scrum und Kanban 
6.2.3. Web-Projektmanagement-Tools 

6.3. Arbeitsmodell für Entwicklung und Betrieb (DevOps) 

6.3.1. Zuständigkeiten 
6.3.2. Einführung eines DevOps-Arbeitsmodells 
6.3.3. Andere Ansätze: DevSecOps, DataOps, MLOps 

6.4. Versionskontrolle 

6.4.1. Vorteile der Versionskontrolle 
6.4.2. Versionskontrolle mit Git 
6.4.3. Lösungen zur Versionskontrolle: Github, Gitlab 

6.5. Infrastruktur als Code (IaaC) 

6.5.1. Infrastrukturen als Code (IaaC) 
6.5.2. Muster für die Infrastrukturverwaltung 
6.5.3. IaaC-Werkzeuge und Frameworks: Terraform 

6.6. Kontinuierliche Integration und Bereitstellung (CI/CD) 

6.6.1. Strategien zur Integration 
6.6.2. Strategien für die Bereitstellung und das Rollback 
6.6.3. Lösungen für CI/CD-Pipelines 

6.7. Qualitätssicherung (QA) 

6.7.1. Planung von Tests 
6.7.2. Arten von Tests 
6.7.3. Testautomatisierung und Testdurchführung 

6.8. Wartung und Fehlersuche 

6.8.1. Service Level Objectives (SLOs) und Service Level Indicators (SLIs) 
6.8.2. Vorfallmanagement und Analyse Post-Incident 
6.8.3. Tools für das Vorfallmanagement 

6.9. Kostenmanagement in Webprojekten 

6.9.1. Kostenfaktoren bei Webprojekten: Infrastruktur, Entwicklung, Betrieb 
6.9.2. Kostenvoranschlag 
6.9.3. Kostenkontrolle und -optimierung 

6.10. Release-Management in Web-Projekten 

6.10.1. Phasen vor dem Release: MVP, Alpha, Beta 
6.10.2. Planung der Produktionsversion 
6.10.3. Erstellung von neuen Versionen und Kompatibilität

Modul 7. Sicherheit von Webanwendungen 

7.1. Entwurf von sicheren Web-Architekturen 

7.1.1. Sicherheit der Kunden 
7.1.2. Sicherheit im Netz 
7.1.3. Sicherheit der Server 

7.2. Verschlüsselung 

7.2.1. Verschlüsselungstechniken 
7.2.2. Verschlüsselung bei der Übertragung 
7.2.3. Verschlüsselung im Ruhezustand 

7.3. Webzertifikate 

7.3.1. Arten von Webzertifikaten 
7.3.2. Erstellung und Speicherung von Webzertifikaten 
7.3.3. Zertifizierungsstellen 

7.4. Wichtigste Web-Angriffe 

7.4.1. Open Worldwide Application Security Project (OWASP) Top 10 
7.4.2. Injektionsangriffe 
7.4.3. Denial-of-Service-Angriffe 

7.5. Andere Arten von Angriffen 

7.5.1. Software-Angriffe: Malware, Ransomware 
7.5.2. Nachahmung und Social-Engineering-Angriffe: Phishing, Spoofing 
7.5.3. Ausnutzung von Schwachstellen: Supply Chain, Zero-day Exploit 

7.6. Schutz gegen Bots 

7.6.1. Arten von Bots 
7.6.2. Algorithmen zur Erkennung 
7.6.3. Herausforderungen für Bots: CAPTCHA, Bilderkennung 

7.7. Web-Sicherheitstools und -dienste 

7.7.1. Prävention 
7.7.2. Erkennung 
7.7.3. Milderung 

7.8. Internationale Sicherheitsempfehlungen und -vorschriften der Webindustrie 

7.8.1. ISO 27001 
7.8.2. Regionale Verordnungen: NIS2, NIST 
7.8.3. Vorschriften nach Branchen: PCI, HIPAA 

7.9. Sicherheitsrichtlinien 

7.9.1. Sicherheitsrollen in Entwicklungsteams 
7.9.2. Sichere Entwicklungspraktiken 
7.9.3. Reaktion auf Zwischenfälle: Schulung und Automatisierung 

7.10. Sicherheitstests 

7.10.1. Scannen auf Schwachstellen 
7.10.2. Penetrationstests 
7.10.3. Sicherheitsaudits 

Modul 8. Beobachtbarkeit und Ausfallsicherheit von Webanwendungen 

8.1. Site Reliability Engineering (SRE) 

8.1.1. Entwicklung von beobachtbaren und widerstandsfähigen Anwendungen 
8.1.2. Kapazitätsplanung 
8.1.3. Zusammenarbeit zwischen SRE und DevOps 

8.2. Anwendungsregister 

8.2.1. Log-Ebenen und Strukturen 
8.2.2. Speicherung und Analyse von Logs 
8.2.3. Frameworks und Werkzeuge für die Logs 

8.3. Anwendungsspuren 

8.3.1. Instrumentierung der Anwendungen 
8.3.2. End-to-End-Rückverfolgbarkeit: Trace-ID 
8.3.3. Frameworks und Werkzeuge für die Protokollierung 

8.4. Überwachung von Metriken 

8.4.1. Arten von Metriken 
8.4.2. Speicherung und Analyse von Metriken 
8.4.3. Frameworks und Werkzeuge für Metriken 

8.5. Reaktion auf Vorfälle 

8.5.1. Warnungen und Benachrichtigungen 
8.5.2. Dashboards und Informationen 
8.5.3. Prozessautomatisierung 

8.6. Fehlertoleranter Anwendungsentwurf 

8.6.1. Erkennung von Fehlerstellen und health-checks 
8.6.2. Isolierung und Redundanz 
8.6.3. Graceful Degradation 

8.7. Architekturen mit hoher Verfügbarkeit 

8.7.1. Lastausgleich 
8.7.2. Horizontale und vertikale Skalierbarkeit 
8.7.3. Aktualisierungen ohne Downtime 

8.8. Datensicherung und -wiederherstellung 

8.8.1. Richtlinien zur Datensicherung und -aufbewahrung 
8.8.2. Back-up-Mechanismen 
8.8.3. Optionen zur Wiederherstellung 

8.9. Katastrophenplanung und Wiederherstellung 

8.9.1. Katastrophenplanung: RTO und RPO 
8.9.2. Strategien zur Wiederherstellung im Katastrophenfall 
8.9.3. Tools zur Wiederherstellung im Katastrophenfall 

8.10. Chaos Engineering 

8.10.1. Fehlerprüfungen 
8.10.2. Sicherheits- und Isolationsmechanismen 
8.10.3. Tools und Frameworks für Fehlertests 

Modul 9. Anwendungen und Webdienste in der Cloud 

9.1. Cloud Web-Architekturen 

9.1.1. Cloud Computing 
9.1.2. Sicherheit und Compliance in der Cloud 
9.1.3. Anbieter und Modalitäten (IaaS, PaaS, SaaS) 

9.2. Einsatzmodelle für Cloud-Webanwendungen 

9.2.1. Öffentliche und private Clouds 
9.2.2. Multi-Cloud- und Hybrid-Modelle 
9.2.3. Edge Computing 

9.3. Serverless-Rechnen 

9.3.1. Anwendungsbeispiele 
9.3.2. Design von Serverless-Anwendungen 
9.3.3. Funktionen als Dienstleistung (FaaS) 

9.4. Amazon Web Services 

9.4.1. Wichtigste Dienste und Kunden 
9.4.2. Regionale und globale Verfügbarkeit 
9.4.3. Kostenloses Angebot 

9.5. Microsoft Azure 

9.5.1. Wichtigste Dienste und Kunden 
9.5.2. Regionale und globale Verfügbarkeit 
9.5.3. Kostenloses Angebot 

9.6. Google Cloud Platform 

9.6.1. Wichtigste Dienste und Kunden 
9.6.2. Regionale und globale Verfügbarkeit 
9.6.3. Kostenloses Angebot 

9.7. Andere Anbieter und Plattformen für Cloud-Webdienste und -Anwendungen 

9.7.1. IBM Cloud 
9.7.2. Oracle Cloud 
9.7.3. Webhosting: Heroku, Firebase, Cloudflare 

9.8. Migration in die Cloud 

9.8.1. Migrationsstrategien: Das 7R-Modell 
9.8.2. Planung und Phasen der Migration 
9.8.3. Werkzeuge für die Migration 

9.9. Kostenoptimierung in der Cloud 

9.9.1. Kostenüberwachung 
9.9.2. Dimensionierung von Ressourcen 
9.9.3. Discount-Pläne 

9.10. Verwaltung von Cloud-Anwendungen 

9.10.1. Bereitstellungsmodell und Kriterien für die Providerauswahl 
9.10.2. Fortbildung und Zertifizierung 
9.10.3. Integration in die Organisation des Unternehmens. Cloud Center of Excellence (CCoE) 

Modul 10. Aufbauen einer erweiterten Webanwendung 

10.1. Die Anwendung 

10.1.1. Präsentation der Anwendung 
10.1.2. Erfassen von Anforderungen 
10.1.3. Stakeholders 

10.2. Planung und Gestaltung 

10.2.1. Wahl der Methodik 
10.2.2. Entwicklungs- und Verwaltungsplan 
10.2.3. Design der Architektur 

10.3. Konfiguration der Entwicklungsplattform 

10.3.1. Wahl der Entwicklungsplattform 
10.3.2. Konfiguration der Umgebung 
10.3.3. Konfiguration der Versionskontrolle 

10.4. Front-End-Entwicklung 

10.4.1. Wahl der Technologie 
10.4.2. Implementierung 
10.4.3. Einheitstests 

10.5. Back-End-Entwicklung 

10.5.1. Wahl der Technologie 
10.5.2. Implementierung 
10.5.3. Einheitstests 

10.6. Implementierung der Datenspeicherung 

10.6.1. Wahl der Technologie 
10.6.2. Datenmodell 
10.6.3. Implementierung 

10.7. Benutzerverwaltung und Sicherheit 

10.7.1. Modell der Benutzerverwaltung 
10.7.2. Implementierung 
10.7.3. Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen 

10.8. Kontinuierliche Integration und Bereitstellung 

10.8.1. Integrationsprüfplan 
10.8.2. Erstellen einer CI/CD-Pipeline 
10.8.3. Einsatz der Anwendung mit IaaC 

10.9. Wartungsarbeiten 

10.9.1. Überwachung der Anwendung: Kosten, Ressourcenverbrauch 
10.9.2. Reaktion auf Vorfälle 
10.9.3. Einsatz einer Anwendungskorrektur 

10.10. Evolution der Anwendung 

10.10.1. Analyse von Geschäftsdaten 
10.10.2. Verbesserungen 
10.10.3. Planung und Einführung neuer Versionen

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