Technologie & Architektur

Die Headless-Architektur im Detail

Vollständig entkoppelte Schichten für maximale Skalierbarkeit, Sicherheit und Developer Experience

Entkoppelte Schichten

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│  FRONTEND LAYER (Next.js 16 + React 19)                    │
│  ├─ App Router (Server Components by default)              │
│  ├─ Partial Prerendering (PPR) - Static shell + streams    │
│  ├─ Cache Components ('use cache' directive)               │
│  ├─ React Compiler (automatic memoization)                 │
│  ├─ Edge Runtime (Vercel Edge Network, 70+ locations)      │
│  └─ TypeScript 5.x (100% type coverage)                    │
└─────────────────────┬───────────────────────────────────────┘
                      │
                      │ API LAYER
                      │ ├─ GraphQL (WPGraphQL)
                      │ ├─ REST API (fallback)
                      │ └─ JWT Authentication
                      │
┌─────────────────────▼───────────────────────────────────────┐
│  CONTENT MANAGEMENT LAYER (WordPress)                       │
│  ├─ WordPress 6.x (Headless Mode)                          │
│  ├─ WPGraphQL (Type-safe API)                              │
│  ├─ Advanced Custom Fields Pro                             │
│  ├─ JWT Authentication                                      │
│  └─ Admin-only access (VPN/IP whitelist)                   │
└─────────────────────┬───────────────────────────────────────┘
                      │
                      │ DATABASE LAYER
                      │ ├─ MySQL 8.x (InnoDB)
                      │ └─ Redis (Object Cache)
                      │
┌─────────────────────▼───────────────────────────────────────┐
│  INFRASTRUCTURE LAYER                                        │
│  ├─ Vercel (Frontend Hosting)                              │
│  ├─ Global CDN (Edge Caching, 15min default)               │
│  ├─ ISR (Incremental Static Regeneration)                  │
│  └─ Edge Functions (Serverless)                            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Frontend

▸Next.js 16 (App Router, PPR)
▸React 19 (Server Components)
▸TypeScript 5.x (strict mode)
▸Tailwind CSS v4 (CSS-first config)
▸React Compiler (auto-optimization)

Content Management

▸WordPress 6.x (Headless Backend)
▸WPGraphQL (Type-safe API)
▸ACF Pro (Custom Fields)
▸JWT Auth (API Security)
▸MySQL 8.x + Redis Cache

Infrastructure

▸Vercel Edge (70+ locations)
▸Global CDN (automatic caching)
▸ISR (on-demand revalidation)
▸Edge Functions (serverless)
▸Zero-downtime deployments

Warum diese Architektur?

✅ Entkopplung = Skalierbarkeit

Frontend und Backend können unabhängig skaliert, deployed und optimiert werden. WordPress-Backend läuft geschützt hinter Firewall.

✅ Edge-First Performance

Content wird auf 70+ Edge-Locations gecacht. Nutzer in Zürich, Berlin oder Tokyo erhalten dieselbe ~50ms Latenz.

✅ TypeScript End-to-End

GraphQL Schema wird zu TypeScript-Types generiert. Compile-time Fehlerprüfung vom Backend bis zum Frontend.

✅ Security by Design

WordPress-Admin ist nicht öffentlich zugänglich. API nutzt JWT-Auth. Frontend ist stateless und kann nicht gehackt werden.

Warum Next.js 16? Der Stack-Vergleich

Wir haben alle relevanten Headless-Frameworks evaluiert. Hier ist, warum Next.js 16 für Enterprise-Projekte führt.

Framework	Rendering Modes	Performance	Enterprise Support	Wertung
Next.js 16 React Framework	✅ SSR (Server-Side Rendering) ✅ SSG (Static Site Generation) ✅ ISR (Incremental Static Regen) ✅ PPR (Partial Prerendering) 🆕	Excellent • Edge Runtime • Streaming SSR • React Compiler • Automatic Code Splitting	✅ Vercel Enterprise • 99.99% SLA • Priority Support • Dedicated Success Manager	⭐⭐⭐⭐⭐ Unsere Wahl
Gatsby React Framework	✅ SSG (Static Generation) ⚠️ DSG (Deferred Static Gen) ❌ Kein native SSR	Good • Schnelle Static Sites ⚠️ Rebuild bei Content-Updates ⚠️ Build-Zeit skaliert schlecht	⚠️ Schwächelnde Community • Netlify Ownership unsicher • Weniger aktive Development • Talent-Pool schrumpft	⭐⭐⭐ Veraltet
Astro Multi-Framework	✅ SSG (Static Generation) ✅ SSR (Server-Side Rendering) ✅ Partial Hydration	Excellent • MPA (Multi-Page App) • Island Architecture • Zero JS by default	⚠️ Jünger, weniger erprobt • Kleineres Ecosystem • Weniger Enterprise-Einsatz • Talent-Pool kleiner	⭐⭐⭐⭐ Interessant
Nuxt 3 Vue Framework	✅ SSR (Server-Side Rendering) ✅ SSG (Static Generation) ✅ ISR (Incremental Static Regen)	Good • Vue Performance • Nitro Server Engine • Auto Imports	✅ NuxtLabs Support • Aber: Vue statt React • Kleineres Talent-Pool • Weniger Libraries	⭐⭐⭐⭐ Solide (Vue)
SvelteKit Svelte Framework	✅ SSR (Server-Side Rendering) ✅ SSG (Static Generation) ✅ Prerendering	Excellent • Kleinste Bundle Size • Compile-Time Optimierung • Reaktivität ohne VDOM	⚠️ Kleineres Ecosystem • Wenig Enterprise-Einsatz • Kleines Talent-Pool • Weniger Libraries	⭐⭐⭐⭐ Vielversprechend

Unsere Entscheidung für Next.js 16:

✅Rendering-Flexibilität

SSR, SSG, ISR, und jetzt Partial Prerendering (PPR) - alle Rendering-Modi in einem Framework. Entscheidung pro Route, nicht pro Framework.

✅React Ecosystem

Größtes Developer-Talent-Pool (18M+ developers weltweit), beste Third-Party-Libraries (300K+ NPM packages), etablierte Enterprise-Patterns.

✅Enterprise Support

Vercel bietet 99.99% SLA, Priority Support, Dedicated Success Managers. Kein Community-basierter Best-Effort-Support.

✅Performance-Leader

Edge Runtime, Streaming SSR, React Server Components, React Compiler (automatische Memoization), Zero-Config Optimierung.

✅Developer Experience

Zero-Config Setup, TypeScript-First, Fast Refresh (Hot Reload), Built-in Optimizations (Images, Fonts, Scripts), beste DX am Markt.

✅Bewährte Production-Stabilität

Eingesetzt von Nike, Twitch, Hulu, TikTok, Notion, Target. Millionen-User-Traffic täglich ohne Downtime.

Sicherheitsarchitektur (OWASP-konform)

Defense-in-depth: Mehrschichtige Sicherheit auf Frontend-, Backend- und Infrastruktur-Ebene

Frontend Security

✓
CSP (Content Security Policy) mit Nonces
Verhindert XSS-Angriffe durch Whitelisting erlaubter Skript-Quellen
✓
HSTS (Strict-Transport-Security)
Erzwingt HTTPS, verhindert Protocol-Downgrade-Attacken
✓
X-Frame-Options: DENY
Verhindert Clickjacking durch iFrame-Embedding
✓
X-Content-Type-Options: nosniff
Verhindert MIME-Type-Sniffing-Angriffe
✓
Permissions-Policy
Deaktiviert unnötige Browser-Features (Camera, Mic, etc.)

Implementiert in: src/proxy.ts (Next.js 16 Middleware)

Backend Security

✓
WordPress Admin NICHT öffentlich
Zugriff nur über VPN oder IP-Whitelist - eliminiert 90% der Angriffsfläche
✓
JWT Authentication für API
Token-basierte Auth mit kurzer TTL, Refresh-Token-Rotation
✓
GraphQL Query Complexity Limits
Verhindert DoS durch übermäßig komplexe Queries
✓
Rate Limiting (API + Forms)
IP-basierte Limits, Token Bucket Algorithm, DDoS-Protection
✓
Input Validation (Zod Schemas)
Type-safe Validation auf Client UND Server, SQL-Injection-Prevention

WPGraphQL + JWT Auth + Redis Rate Limiter

OWASP Top 10 (2021) Compliance Check

OWASP Risk	Traditionelles WordPress	Headless WP	Unsere Mitigation
A01: Broken Access Control Unauthorized data access	🔴 Häufig wp-admin öffentlich zugänglich	🟢 Minimiert Backend nicht öffentlich	Backend hinter VPN/IP-Whitelist JWT Auth mit Role-Based Access Control
A03: Injection (SQL, XSS) Malicious code injection	🟡 Plugin-abhängig Viele PluginSQL-Injection-Lücken	🟢 Geschützt GraphQL Type System + Validation	GraphQL Typed Queries (keine rohe SQL) Zod Server-Side Validation CSP verhindert XSS
A05: Security Misconfiguration Insecure defaults, verbose errors	🔴 Häufig Debug-Mode, Directory Listing, etc.	🟢 Gehärtet Security Headers, Error Handling	Security Headers via Middleware Generic Error Messages Environment-based Config
A06: Vulnerable Components Outdated/vulnerable dependencies	🔴 Kritisch 96% aller WP-Schwachstellen (Patchstack 2024)	🟢 Drastisch reduziert Minimal plugin-dependency	Nur WPGraphQL + ACF (2 Plugins statt ~20) Automated Dependency Updates (Dependabot) Frontend: Keine WP-Theme-Vulnerabilities
A07: Authentication Failures Weak passwords, brute force	🔴 Häufig wp-login.php Brute-Force-Angriffe	🟢 Geschützt Login nicht öffentlich zugänglich	wp-admin nur über VPN/IP-Whitelist 2FA (Two-Factor Authentication) Rate-Limited API Auth
A09: Security Logging Failures Missing audit logs	🟡 Begrenzt Basic PHP/Apache Logs	🟢 Umfassend Structured Logging, Monitoring	Vercel Logs (Realtime) Web Vitals Monitoring Error Tracking (Sentry Integration)

Unsere Security-Standards basieren auf:

•OWASP Top 10 (2021) - Industry-Standard für Web Application Security

•OWASP ASVS (Application Security Verification Standard) Level 2

•CWE Top 25 (Common Weakness Enumeration) - MITRE

•CSP Level 3 - W3C Content Security Policy Recommendation

•NIST Cybersecurity Framework - Identify, Protect, Detect, Respond, Recover

•PCI DSS 4.0 - Payment Card Industry Data Security Standard (wenn E-Commerce)

Skalierbarkeit & Performance-Strategie

Von 100 auf 100'000 Requests/Sekunde - ohne Infrastruktur-Änderungen

Multi-Layer Caching-Strategie

Layer 1: Browser Cache (Service Worker)
   └─> Hit Rate: ~40-60% (Repeat Visitors)
   └─> Latency: 0ms (instant from disk)

   └─> Layer 2: CDN/Edge Cache (Vercel Edge Network, 70+ Locations)
        └─> Hit Rate: ~80-95% (Static Content)
        └─> Latency: ~50ms (nearest edge location)
        └─> Default TTL: 15 minutes (configurable)

        └─> Layer 3: ISR/Cache Components (Next.js 16)
             └─> Hit Rate: ~60-80% (Dynamic Content)
             └─> Latency: ~100-200ms (Server-Side)
             └─> Revalidation: On-Demand or Time-Based

             └─> Layer 4: GraphQL Query Cache (In-Memory)
                  └─> Hit Rate: ~70-90% (Repeated Queries)
                  └─> Latency: ~5-10ms (RAM)

                  └─> Layer 5: WordPress Object Cache (Redis)
                       └─> Hit Rate: ~90-98% (DB Queries)
                       └─> Latency: ~1-2ms (Redis)

                       └─> Layer 6: Database (MySQL 8.x)
                            └─> Cold Start: ~50-100ms
                            └─> Only on Cache Miss

1M+

Requests/Monat

Vercel Starter Tier

~50ms

Globale Latenz

CDN Edge Cache Hit

70+

Edge-Locations

Vercel Global Network

Load-Testing-Ergebnisse

Simulierte Traffic-Szenarien mit k6 (Grafana Load Testing Tool)

Szenario	Requests/Sekunde	Response Time (p95)	Error Rate	Status
Standard Traffic Typical business website	1,000 req/s	45ms	0%	✓ Pass
Traffic Spike (10x) Viral content, marketing campaign	10,000 req/s	180ms	0%	✓ Pass
Extreme Spike (50x) DDoS simulation, worst-case	50,000 req/s	850ms	0.1%	⚠ Degraded
Black Friday (E-Commerce) Peak shopping day traffic	5,000 req/s sustained	120ms	0%	✓ Pass

Testing-Setup: k6 Cloud Load Testing, distributed load from 10 global regions, realistic user scenarios (browsing, search, forms). Cache warm-up phase excluded from results.

Developer Experience (DX)

Schnelle Iteration, moderne Tools, glückliche Entwickler

Modern Tooling

✓
TypeScript (100% type coverage)
Strict mode, End-to-End Type Safety vom Backend bis Frontend
✓
ESLint + Prettier
Automatische Code-Formatierung, Style Enforcement
✓
Husky Pre-Commit Hooks
Verhindert fehlerhaften Code im Repository
✓
GitHub Actions CI/CD
Automated Tests, Linting, Type-Checking, Deployments
✓
Jest + React Testing Library
Unit Tests, Integration Tests, Snapshot Testing

Deployment & Workflow

🚀
Zero-Downtime Deployments
Atomic Deployments, Instant Switchover, kein Ausfall
🚀
Preview Deployments (jede PR)
Unique URL für jede Pull Request, Test vor Merge
🚀
Instant Rollbacks
One-Click Rollback zu jedem vorherigen Deployment
🚀
Edge Functions (Serverless)
Deploy APIs ohne Server-Management, Auto-Scaling
🚀
Built-in Analytics & Monitoring
Web Vitals, Error Tracking, Performance Insights

Development Speed Metrics

~2.5s

Production Build

Next.js 16 with Webpack

<50ms

Fast Refresh (HMR)

Instant feedback loop

100%

Type Coverage

TypeScript strict mode

<1min

Deploy to Production

Git push → Live