Cloud-Computing

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Cloud-Computing

Cloud-Computing verwandelt die IT-Infrastruktur in ein Dienstprogramm: Sie können sich über das Internet in die Infrastruktur „einklinken“ und Rechenressourcen nutzen, ohne sie vor Ort installieren und warten zu müssen.

Was ist Cloud-Computing?

Cloud-Computing ist ein On-Demand-Zugriff über das Internet auf Ressourcen zur Datenverarbeitung – Anwendungen, Server (physische und virtuelle Server), Datenspeicher, Entwicklungstools, Netzwerkfunktionen und mehr – die in einem entfernten Rechenzentrum gehostet werden, das von einem Cloud-Service -Provider (oder CSP) verwaltet wird. Der CSP stellt diese Ressourcen gegen eine monatliche Subskriptionsgebühr zur Verfügung oder rechnet sie nach Verbrauch ab.

Im Vergleich zu traditioneller On-Premises-IT und abhängig von den gewählten Cloud-Services, hilft Cloud-Computing bei folgenden Aufgaben:

  • Niedrigere IT-Kosten: Mit der Cloud können Sie einen Teil oder den größten Teil der Kosten und des Aufwands für den Kauf, die Installation, die Konfiguration und die Verwaltung Ihrer eigenen lokalen Infrastruktur auslagern. 
  • Verbesserte Agilität und Wertschöpfung: Mit der Cloud kann Ihr Unternehmen innerhalb von Minuten mit der Nutzung von Unternehmensanwendungen beginnen, anstatt Wochen oder Monate darauf zu warten, dass die IT-Abteilung auf eine Anfrage reagiert, unterstützende Hardware kauft und konfiguriert und Software installiert. Mit der Cloud können Sie auch bestimmten Benutzern – insbesondere Entwicklern und Datenwissenschaftlern – die Möglichkeit geben, sich selbst mit Software und Support-Infrastruktur zu versorgen.
  • Einfachere und kostengünstigere Skalierung: Die Cloud bietet Elastizität: Anstatt zusätzliche Kapazitäten zu kaufen, die in schwachen Zeiten ungenutzt bleiben, können Sie die Kapazität als Antwort auf Spitzen und Einbrüche im Datenverkehr nach oben und unten skalieren. Sie können auch die Vorteile des globalen Netzes Ihres Cloud-Providers nutzen, um Ihre Anwendungen näher an die Benutzer auf der ganzen Welt zu bringen.

Der Begriff ‚Cloud-Computing‘ bezieht sich auch auf die Technologie, mit der die Cloud funktioniert. Dies beinhaltet eine Form von virtualisierter IT-Infrastruktur –Server, Betriebssystemsoftware, Netzwerke und andere Infrastruktur, die mithilfe spezieller Software abstrahiert wird, sodass sie unabhängig von physischen Hardware-Grenzen gebündelt und geteilt werden kann. Zum Beispiel kann ein einzelner Hardware-Server in mehrere virtuelle Server aufgeteilt werden.

Virtualisierung ermöglicht es Cloud-Providern, ihre Rechenzentrumsressourcen maximal auszunutzen. Es überrascht nicht, dass viele Unternehmen das Cloud-Bereitstellungsmodell für ihre On-Premises -Infrastruktur übernommen haben, um eine maximale Auslastung und Kosteneinsparungen im Vergleich zur traditionellen IT-Infrastruktur zu erzielen und ihren Endanwendern den gleichen Self-Service und die Beweglichkeit der Geschäftsabläufe zu bieten.

Wenn Sie zu Hause oder bei der Arbeit einen Computer oder ein mobiles Gerät verwenden, nutzen Sie mit ziemlicher Sicherheit jeden Tag irgendeine Form von Cloud-Computing, sei es eine Cloud-Anwendung wie Google Gmail oder Salesforce, Medien-Streaming wie Netflix oder Cloud-Dateispeicher wie Dropbox. Laut einer aktuellen Umfrage nutzen heutzutage 92 % der Unternehmen die Cloud (Link liegt außerhalb von IBM), und die meisten von ihnen planen, sie innerhalb des nächsten Jahres verstärkt zu nutzen.

Cloud-Computing-Services

IaaS (Infrastructure-as-a-Service), PaaS (Platform-as-a-Service) und SaaS (Software-as-a-Service) sind die drei gängigsten Modelle von Cloud-Services, und es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Unternehmen alle drei Modelle nutzt. Allerdings gibt es oft Verwirrung zwischen den drei Modellen und was bei jedem enthalten ist:

SaaS (Software-as-a-Service)

SaaS – auch bekannt als cloudbasierte Software oder Cloud-Anwendungen – ist eine Anwendungssoftware, die in der Cloud per Hosting zur Verfügung gestellt wird und auf die Sie über einen Webbrowser, einen dedizierten Desktop-Client oder eine API, die sich in Ihr Desktop- oder mobiles Betriebssystem integriert, zugreifen und diese nutzen können. In den meisten Fällen zahlen SaaS-Anwender eine monatliche oder jährliche Subskriptionsgebühr; einige bieten eine nutzungsabhängig Preisgestaltung, die auf Ihrer tatsächlichen Nutzung basiert.

Zusätzlich zu den Kosteneinsparungen, der Wertschöpfung und den Skalierbarkeitsvorteilen der Cloud bietet SaaS Folgendes:

  • Automatische Upgrades: Mit SaaS profitieren Sie von neuen Funktionen, sobald der Anbieter sie hinzufügt, ohne dass Sie ein lokales Upgrade durchführen müssen.
  • Schutz vor Datenverlust: Da sich Ihre Anwendungsdaten mit der Anwendung in der Cloud befinden, verlieren Sie keine Daten, wenn Ihr Gerät abstürzt oder kaputt geht.

SaaS ist heute das primäre Bereitstellungsmodell für die meiste kommerzielle Software – es gibt Hunderttausende von SaaS-Lösungen, von den am stärksten fokussierten Branchen- und Abteilungsanwendungen bis hin zu leistungsstarker Unternehmenssoftware, Datenbanken und Software für künstliche Intelligenz (KI).

PaaS (Platform-as-a-Service)

PaaS bietet Softwareentwicklern eine On-Demand-Plattform – Hardware, kompletter Software-Stack, Infrastruktur und sogar Entwicklungstools – zum Ausführen, Entwickeln und Verwalten von Anwendungen, ohne dass kostenintensive, komplexe und zeitraubende Wartungen dieser Plattform vor Ort anfallen.

Mit PaaS hostet der Cloud-Provider alles – Server, Netzwerke, Speicher, Betriebssystemsoftware, Middleware, Datenbanken – in seinem Rechenzentrum. Entwickler wählen einfach aus einem Menü aus, um Server und Umgebungen zu ‚spinnen‘, die sie zum Ausführen, Erstellen, Testen, Implementieren, Warten, Aktualisieren und Skalieren von Anwendungen benötigen.

Heute wird PaaS oft um Container herum aufgebaut, ein virtualisiertes Rechenmodell, das einen Schritt von virtuellen Servern entfernt ist. Container virtualisieren das Betriebssystem und ermöglichen es Entwicklern, die Anwendung nur mit den Betriebssystemdiensten zu verpacken, die sie benötigt, um auf jeder Plattform zu laufen, ohne Modifikation und ohne Notwendigkeit für Middleware.

Red Hat OpenShift ist eine vielfach eingesetzte PaaS , die auf Docker-Containern und Kubernetes aufbaut, einer Open-Source-Container-Orchestrierungslösung, die die Implementierung, die Skalierung, den Lastausgleich und mehr für containerbasierte Anwendungen automatisiert.

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IaaS (Infrastructure-as-a-Service)

IaaS bietet On-Demand-Zugriff auf grundlegende Rechenressourcen – physische und virtuelle Server, Netzwerke und Speicher – über das Internet anhand einer nutzungsabhängigen Preisgestaltung. IaaS ermöglicht es Endanwendern, Ressourcen nach Bedarf zu skalieren und zu verkleinern. Dadurch werden hohe Vorab-Investitionen oder unnötige On-Premises-Infrastrukturen, Infrastrukturen im Besitz von Drittanbietern sowie der Zukauf von Ressourcen zur Bewältigung periodischer Nutzungsspitzen vermieden.  

Im Gegensatz zu SaaS und PaaS (und sogar neueren PaaS-Computing-Modellen wie Containern und Serverless) bietet IaaS den Benutzern die niedrigste Kontrolle über die Rechenressourcen in der Cloud.

IaaS war das beliebteste Cloud-Computing-Modell, als es in den frühen 2010er Jahren aufkam. Während es für viele Arten von Workloads das bevorzugte Cloud-Modell bleibt, wächst die Nutzung von SaaS und PaaS viel schneller.

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Serverless Computing 

Serverless Computing (auch einfach Serverless genannt) ist ein Cloud-Computing-Modell, das alle Verwaltungsaufgaben der Backend-Infrastruktur – Bereitstellung, Skalierung, Planung, Patching – an den Cloud-Provider auslagert, sodass sich die Entwickler ganz auf den Code und die Geschäftslogik ihrer Anwendungen konzentrieren können.

Darüber hinaus führt Serverless den Anwendungscode nur pro Anfrage aus und skaliert die unterstützende Infrastruktur automatisch in Abhängigkeit von der Anzahl der Anfragen hoch und runter. Bei Serverless zahlen Kunden nur für die Ressourcen, die genutzt werden, wenn die Anwendung läuft – sie zahlen nie für ungenutzte Kapazitäten. 

FaaS, oder Function-as-a-Service, wird oft mit Serverless Computing verwechselt, obwohl es eigentlich eine Untermenge von Serverless ist. FaaS ermöglicht es Entwicklern, Teile des Anwendungscodes (sogenannte Funktionen) als Reaktion auf bestimmte Ereignisse auszuführen. Alles außer dem Code – die physische Hardware, das Betriebssystem der virtuellen Maschine und die Verwaltung der Webserver-Software – wird vom Cloud-Service-Provider automatisch in Echtzeit bereitgestellt, während der Code ausgeführt wird, und wird nach Abschluss der Ausführung wieder heruntergefahren. Die Abrechnung beginnt, wenn die Ausführung beginnt und endet, wenn die Ausführung endet.

Weitere Informationen zu Serverless

Infografik, die zeigt, wer was bei Cloud-Computing-Diensten verwaltet

Arten von Cloud-Computing

Public Cloud

Public Cloud ist eine Art von Cloud-Computing, bei der ein Cloud-Service-Provider  Rechenressourcen – von SaaS-Anwendungen über einzelne virtuelle Maschinen (VMs), Bare-Metal-Computing-Hardware bis hin zu kompletten Unternehmensinfrastrukturen und Entwicklungsplattformen – für Benutzer über das öffentliche Internet zur Verfügung stellt. Diese Ressourcen können kostenlos zugänglich sein, oder der Zugang kann über ein Abonnement oder ein nutzungsabhängiges Preismodell verkauft werden.

Der Public-Cloud-Provider besitzt, verwaltet und übernimmt die gesamte Verantwortung für die Rechenzentren, die Hardware und die Infrastruktur, auf denen die Arbeitslasten seiner Kunden ausgeführt werden, und er stellt in der Regel Netzwerkverbindungen mit hoher Bandbreite bereit, um eine hohe Leistung und einen schnellen Zugriff auf Anwendungen und Daten zu gewährleisten. 

Public Cloud ist eine Multi-Tenant-Umgebung – die Rechenzentrumsinfrastruktur des Cloud-Providers wird von allen Public-Cloud-Kunden gemeinsam genutzt. Die führenden öffentlichen Clouds – Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, IBM Cloud, Microsoft Azure und Oracle Cloud – haben teilweise einen Kundenstamm, der mehrere Millionen umfasst.

Der globale Markt für Public Cloud Computing ist in den letzten Jahren rasant gewachsen, und Analysten prognostizieren, dass sich dieser Trend fortsetzen wird; der Branchenanalyst Gartner sagt voraus, dass die weltweiten Public-Cloud-Umsätze 330 Milliarden US-Dollar bis Ende 2022 übersteigen werden (Link liegt außerhalb von IBM).

Viele Unternehmen verlagern Teile ihrer Computing-Infrastruktur in die öffenliche Cloud, weil Public-Cloud-Dienste elastisch und leicht skalierbar sind und sich flexibel an wechselnde Workload-Anforderungen anpassen lassen. Andere werden von dem Versprechen größerer Effizienz und weniger verschwendeter Ressourcen angezogen, da die Kunden nur für das bezahlen, was sie auch nutzen. Wieder andere versuchen, die Ausgaben für Hardware und lokale Infrastrukturen zu reduzieren.

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Private Cloud

Private Cloud ist eine Cloud-Umgebung, in der die gesamte Cloud-Infrastruktur und die Computing-Ressourcen nur für einen Kunden bestimmt und zugänglich sind. Private Clouds kombinieren viele der Vorteile von Cloud-Computing – wie Elastizität, Skalierbarkeit und einfache Servicebereitstellung – mit der Zugriffssteuerung, Sicherheit und Ressourcenanpassung einer lokalen Infrastruktur.

Eine Private Cloud wird in der Regel vor Ort im Rechenzentrum des Kunden gehostet. Eine Private Cloud kann aber auch auf der Infrastruktur eines unabhängigen Cloud-Providers gehostet werden oder auf einer gemieteten Infrastruktur in einem ausgelagerten Rechenzentrum aufgebaut werden.

Viele Unternehmen entscheiden sich für eine Private Cloud anstelle einer Public Cloud, weil die Private Cloud eine einfachere Möglichkeit (oder die einzige Möglichkeit) ist, ihre gesetzlichen Compliance-Anforderungen zu erfüllen. Andere entscheiden sich für eine Private Cloud , weil ihre Workloads mit vertraulichen Dokumenten, geistigem Eigentum, personenbezogenen Daten, medizinischen Aufzeichnungen, Finanzdaten oder anderen vertraulichen Daten zu tun haben.

Durch den Aufbau einer Private-Cloud-Architektur nach cloudnativen Prinzipien verschafft sich ein Unternehmen die Flexibilität, Workloads einfach in die Public Cloud zu verschieben oder in einer Hybrid-Cloud-Umgebung (siehe unten) zu betreiben, wann immer sie dazu bereit sind.

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Hybrid Cloud

Eine Hybrid Cloud ist genau das, wonach es klingt – eine Kombination aus öffentlichen und privaten Cloudumgebungen. Insbesondere und idealerweise verbindet eine Hybrid-Cloud die Private-Cloud-Services und Public Clouds eines Unternehmens zu einer einzigen, flexiblen Infrastruktur für den Betrieb der Anwendungen und Arbeitslasten des Unternehmens.

Das Ziel einer Hybrid Cloud ist es, eine Mischung aus öffentlichen und privaten Cloud-Ressourcen zu schaffen – und zwar mit einem Grad an Orchestrierung zwischen ihnen – der einer Organisation die Flexibilität gibt, die optimale Cloud für jede Anwendung oder Arbeitslast zu wählen und Arbeitslasten frei zwischen den beiden Clouds zu verschieben, wenn sich die Umstände ändern. So kann das Unternehmen seine technischen und geschäftlichen Ziele effektiver und kosteneffizienter erreichen, als dies mit einer öffentlichen oder privaten Cloud allein möglich wäre.

Sehen Sie sich mein Video „Hybrid Cloud einfach erklärt“ (6:35) an:

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Multicloud und Hybrid Multi-Cloud

Multi-Cloud bezeichnet die Nutzung von zwei oder mehr Clouds von zwei oder mehr verschiedenen Cloud-Providern. Eine Multi-Cloud-Umgebung kann so einfach sein wie die Verwendung von E-Mail-SaaS von einem Anbieter und Bildbearbeitungs-SaaS von einem anderen. Wenn Unternehmen jedoch von Multi-Cloud sprechen, meinen sie in der Regel die Nutzung mehrerer Cloud-Services – einschließlich SaaS-, PaaS- und IaaS-Services – von zwei oder mehr der führenden Public-Cloud-Provider. In einer Umfrage gaben 85 % der Unternehmen an, Multi-Cloud-Umgebungen zu nutzen.

Hybrid Multi-Cloud ist die Nutzung von zwei oder mehr öffentlichen Clouds zusammen mit einer privaten Cloudumgebung. 

Unternehmen entscheiden sich für Multi-Cloud, um die Bindung an einen bestimmten Provider zu vermeiden, um eine umfangreichere Auswahl an Services zu haben und um Zugang zu mehr Innovationen zu erhalten. Aber je mehr Clouds Sie nutzen – jede mit ihrem eigenen Satz an Management-Tools, Datenübertragungsraten und Sicherheitsprotokollen – desto schwieriger kann es werden, Ihre Umgebung zu verwalten. Mult-Cloud -Verwaltungsplattformen bieten über ein zentrales Dashboard Transparenz über mehrere Provider-Clouds hinweg. Hier können Entwicklungsteams ihre Projekte und Bereitstellungen sehen, Betriebsteams können Cluster und Knoten im Auge behalten und die Mitarbeiter der Cybersicherheit können auf Bedrohungen achten.

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Cloud-Sicherheit

Traditionell waren Sicherheitsbedenken das Haupthindernis für Unternehmen, die Cloud-Services, insbesondere Public-Cloud-Services, in Betracht ziehen. Als Reaktion auf die Nachfrage übertrifft das Sicherheitsangebot von Cloud-Service-Providern jedoch immer mehr die On-Premises-Sicherheitslösungen.

Laut dem Sicherheitssoftware-Anbieter McAfee sind heute 52 % der Unternehmen in der Cloud besser abgesichert als lokal (Link liegt außerhalb von IBM). Und Gartner hat vorausgesagt, dass bis zu diesem Jahr (2020) Infrastruktur-as-a-Service (IaaS)-Workloads in der Cloud 60 % weniger Sicherheitsvorfälle erleben werden als solche in traditionellen Rechenzentren (Link liegt außerhalb von IBM).

Dennoch erfordert die Aufrechterhaltung der Cloudsicherheit andere Verfahren und Mitarbeiterfähigkeiten als in traditionellen IT-Umgebungen. Einige bewährte Praktiken für die Cloudsicherheit sind die folgenden:

  • Geteilte Verantwortung für die Sicherheit: Im Allgemeinen ist der Cloud-Provider für die Sicherung der Cloudinfrastruktur und der Kunde für den Schutz seiner Daten innerhalb der Cloud verantwortlich – aber es ist auch wichtig, die Eigentumsverhältnisse der Daten zwischen privaten und öffentlichen Dritten klar zu definieren.
  • Datenverschlüsselung:  Daten sollten im Ruhezustand, bei der Übertragung und während der Verwendung verschlüsselt werden. Kunden müssen die volle Kontrolle über Sicherheitsschlüssel und Hardwaresicherheitsmodule behalten.
  • Benutzeridentitäts- und Zugriffsmanagement: Kunden und IT-Teams benötigen ein umfassendes Verständnis und einen Überblick über den Netzwerk-, Geräte-, Anwendungs- und Datenzugriff.
  • Kooperatives Management:  Richtige Kommunikation und klare, verständliche Prozesse zwischen IT-, Betriebs- und Sicherheitsteams sorgen für nahtlose Cloud-Integrationen, die sicher und nachhaltig sind.
  • Überwachung von Sicherheit und Compliance: Dies beginnt mit dem Verständnis aller für Ihre Branche geltenden regulatorischen Compliance-Standards und der Einrichtung einer aktiven Überwachung aller angeschlossenen Systeme und cloudbasierten Services, um alle Datenaustauschvorgänge zwischen öffentlichen, privaten und hybriden Cloud-Umgebungen transparent zu halten.

Erfahren Sie mehr über die Cloudsicherheit

Cloud-Anwendungsfälle

Da 25 % der Unternehmen planen, innerhalb des nächsten Jahres all ihre Anwendungen in die Cloud zu verlagern, scheint es, dass die Anwendungsfälle für Cloud-Computing grenzenlos sind. Aber auch für Unternehmen, die keine umfassende Umstellung auf die Cloud planen, sind bestimmte Initiativen und Cloud-Computing eine himmlische Kombination.

Disaster-Recovery und Business-Continuity waren schon immer ein natürlicher Bestandteil der Cloud, da die Cloud eine kostengünstige Redundanz zum Schutz der Daten vor Systemausfällen und die nötige physische Entfernung bietet, die zur Wiederherstellung von Daten und Anwendungen im Falle eines lokalen Ausfalls oder einer Katastrophe erforderlich sind. Alle bedeutenden Public-Cloud-Provider bieten Disaster-Recovery-as-a-Service (DRaaS) an.

Alles, was die Speicherung und Verarbeitung großer Datenmengen mit hoher Geschwindigkeit beinhaltet – und mehr Speicher- und Rechenkapazität erfordert, als die meisten Unternehmen kaufen und vor Ort einsetzen können oder wollen – ist ein Ziel für Cloud-Computing. Beispiele:

Für Entwicklungsteams, die agile oder DevOps (oder DevSecOps) zur Rationalisierung der Entwicklung einsetzen, bietet die Cloud den On-Demand-Self-Service für Endbenutzer , der verhindert, dass Betriebsaufgaben – wie das Hochfahren von Entwicklungs- und Testservern – zu Engpässen in der Entwicklung werden. 

IBM Cloud

IBM Cloud bietet die offenste und sicherste Public-Cloud-Plattform für Unternehmen, eine hybride Multi-Cloud-Plattform der nächsten Generation, erweiterte Daten- und KI-Funktionen sowie tiefgreifendes Fachwissen über Unternehmen in 20 verschiedenen Branchen. IBM Cloud Hybrid-Cloud-Lösungen bieten Flexibilität und Portierbarkeit für Anwendungen und Daten. Linux®, Kubernetes, und Container unterstützen diesen Hybrid-Cloud-Stack und bilden zusammen mit RedHat® OpenShift® eine gemeinsame Plattform, die On-Premises- und Cloud-Ressourcen verbindet.

Erfahren Sie, wie IBM Cloud-Lösungen Ihr Unternehmen bei den folgenden Aufgaben unterstützen können:

Um loszulegen, melden Sie sich für eine IBM ID an und erstellen Sie Ihr  IBM Cloud-Konto.

Informationen zum Autor

Sai Vennam ist Developer Advocate bei IBM mit Expertise zu Kubernetes, OpenShift und verwalteten Cloud-Angeboten. Seine Leidenschaft ist es, Entwickler mit Technologien zu verbinden, die es ihnen ermöglichen, erfolgreich zu sein. Sein Hobby ist die Heimautomatisierung mithilfe von Raspberry Pis und serverloser Technologie.

Twitter: @birdsaiview (Link befindet sich außerhalb von IBM)

Blogs: https://www.ibm.com/cloud/blog/sai-vennam