IaaS-Anbieter verwalten große globale Rechenzentren, in denen sich die physischen Server befinden, die benötigt werden, um die verschiedenen Abstraktionsebenen darüber zu betreiben, die den Benutzern über das Internet zur Verfügung gestellt werden. 

IaaS basiert auf virtualisierten Rechenressourcen (z. B. Datenverarbeitung, Netzwerk, Speicher), die als Virtual Machines (VMs) zur Verfügung gestellt werden, den grundlegenden Einheiten der Datenverarbeitung im Cloud Computing.

Der Prozess der Virtualisierung ermöglicht es, mehrere Virtual Machines – jede mit ihrem eigenen Betriebssystem (OS) und ihren eigenen Anwendungen – auf einem einzigen physischen Computer zu erstellen. Dadurch können Dutzende von Anwendungen und Workloads erfolgreich ausgeführt und skaliert werden. Der Cloud-Service-Anbieter verwaltet die Hypervisors, auch bekannt als Virtual Machine Monitors (VMMs), die Virtual Machines (VMs) logisch voneinander trennen und jeder einen eigenen Anteil der zugrunde liegenden Rechenleistung, des Arbeitsspeichers und des Speichers zuweisen. Benutzer können dann virtuelle "Instanzen" mit der gewünschten Menge an Rechenleistung, Arbeitsspeicher und Speicher bereitstellen. 

Die Bereitstellung von Virtual Machines und anderen virtualisierten Infrastrukturen hängt stark von der Erstellung und Implementierung automatisierter Prozesse und Software anstelle zeitaufwändiger manueller Aktivitäten ab. Die Automatisierung des Infrastrukturmanagements vereinfacht Aufgaben wie das Konfigurationsmanagement, die Bereitstellung und den Einsatz. Je nach Geschäftsanforderung kann IaaS mit automatisierten Services und Upgrades wie automatischer Skalierung, Lastenverteilung, Backup- und Wiederherstellungs- sowie Leistungsüberwachung kombiniert werden, um die Anwendungsverfügbarkeit zu optimieren und eine positive Endbenutzererfahrung zu erreichen.

IaaS-Anbieter bieten Cloud-Sicherheits- und Compliance-Frameworks über ein Modell der geteilten Verantwortung. Im Wesentlichen verwaltet der Cloud-Service-Provider die physische Sicherheit von Rechenzentren (Kameras, Sicherheitspersonal) und der zugrunde liegenden Infrastruktur (Rechenleistung, Speicher, physisches Netzwerk). Gleichzeitig ist der Cloud-Kunde für die Sicherung seiner Workloads, Anwendungen und Daten verantwortlich. Der Cloud-Service-Provider bietet dem Kunden die Möglichkeit, Virtual Machines zu verschlüsseln und andere Methoden zum Schutz von Kundendaten und zur Reduzierung des Risikos von Cyberangriffen einzusetzen.

IaaS umfasst Unterstützung für die Containerisierung, d. h. das Verpacken von Softwarecode mit nur den Betriebssystembibliotheken und Abhängigkeiten, die zum Ausführen des Codes erforderlich sind, um eine einzelne, einfache, ausführbare Datei – einen Container – zu erstellen, die konsistent auf jeder Infrastruktur ausgeführt wird. Container sind mobiler und ressourceneffizienter als Virtual Machines und wurden zu den de facto Computing-Einheiten moderner cloudnativer Anwendungen. 

In vielen Fällen ersetzten Container virtuelle Maschinen als Standardeinheit für die Bereitstellung von Prozessen oder Diensten. Container-Orchestrierungstools wie Kubernetes automatisieren die Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von containerisierten Anwendungen. IaaS-Modelle stellen die erforderlichen Ressourcen bereit, um Kubernetes und containerisierte Anwendungen je nach Geschäftsanforderungen zu vergrößern oder zu verkleinern. 

• Entwicklung und Testen: IaaS bietet eine ideale Test- und Entwicklungsumgebung, die schneller eingerichtet werden kann als eine lokale Umgebung. Diese Funktion bietet DevOps und anderen Teams die Flexibilität, Entwicklungs-/Testumgebungen schnell hoch- oder herunterzuskalieren, damit Unternehmen neue Apps schneller auf den Markt bringen können
• Backup und Desaster-Recovery: IaaS bietet Cloud-basierte Lösungen für  Backup und Desaster-Recovery, mit denen Unternehmen ihre Systeme und Daten in der Cloud replizieren und sichern können. So können Unternehmen beispielsweise Anwendungen auf mehreren Servern duplizieren. Wenn ein Server ausfällt, übernimmt ein anderer und stellt so die Geschäftskontinuität sicher.
• Website-Hosting: IaaS bietet eine kostengünstige Möglichkeit, kundenorientierte Websites und Webanwendungen zu hosten, die sicher und skalierbar sind und zur Optimierung der Benutzererfahrung angepasst werden können.
• Big-Data-Analysen: Angetrieben von modernster Technologie wie künstlicher Intelligenz (KI) und dem Internet der Dinge (IoT), umfasst die Big-Data-Analyse den Einsatz fortschrittlicher Analysetechniken für umfangreiche, vielfältige Big Data. IaaS unterstützt die enorme Rechenleistung, die erforderlich ist, um riesige Datenmengen zu analysieren und die besten Erkenntnisse zu liefern.
• Hochleistungsrechnen (HPC): Im Vergleich zu einer herkömmlichen lokalen Infrastruktur bietet IaaS eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit, Hochleistungsrechnen zu unterstützen. HPC nutzt Supercomputer und Computercluster, um komplexe Rechenprobleme zu lösen, die den menschlichen Wissensstand erweitern und erhebliche Wettbewerbsvorteile schaffen (z. B. DNA-Sequenzierung, Automatisierung des Aktienhandels).
• Hybrid-Multicloud-Einführung: Ein Hybrid Cloud-Ansatz kombiniert und vereinheitlicht Public Cloud, Private Cloud und lokale Infrastruktur, um eine einzige, flexible und kostenoptimale IT-Infrastruktur zu schaffen. Heutzutage wird die Hybrid Cloud mit einem Multicloud-Ansatz  kombiniert, der es Unternehmen ermöglicht, die besten Cloud-Services von mehreren Cloud-Anbietern auszuwählen und eine Anbieterbindung zu vermeiden. IaaS spielt eine wesentliche Rolle in der hybriden Multicloud-Strategie und bietet die Flexibilität, Ressourcen in Hybrid Cloud-Umgebungen je nach Geschäftsanforderungen bereitzustellen. IaaS unterstützt beispielsweise die „Lift-and-Shift”-Migration, bei der eine Anwendung von einer lokalen Umgebung in die Rechen-, Speicher- und Netzwerkinfrastruktur im Rechenzentrum eines Cloud-Providers verschoben wird.
• Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML): IaaS-Plattformen ermöglichen es Unternehmen, KI- und ML-Funktionen zu nutzen. Mit IaaS können Data Scientists und Entwickler beispielsweise ML-Modelle erstellen, trainieren und einsetzen, indem sie vollständig verwaltete Infrastrukturen, Tools und Workflows nutzen. IaaS bietet darüber hinaus die Rechenleistung und die zugrunde liegenden Infrastruktur-Support-Foundation-Models, die zum Aufbau und zur Skalierung generativer KI-Anwendungen verwendet werden.

Die Bezeichnung „as a Service” bezieht sich in der Regel auf einen Cloud-Computing-Dienst, bei dem ein Cloud-Provider Dienste für ein Unternehmen verwaltet. Neben „Platform as a Service” (PaaS) und „Software as a Service” (SaaS) gehört IaaS zu den drei beliebtesten Cloud-Service-Modellen. Diese Kategorien von Cloud-Computing-Diensten schließen sich nicht gegenseitig aus. Die meisten Unternehmen nutzen mehr als einen und die meisten großen Unternehmen nutzen alle drei verwalteten Cloud-Dienste als Teil ihres Cloud-Stacks, der von Cloud-Dienstanbietern angeboten wird.

IaaS, PaaS und SaaS basieren auf Multi-Tenant-Ressourcen – ein einzelner physischer Computer oder eine VM wird von mehreren Benutzern oder Unternehmenskunden gemeinsam genutzt. Cloud-Service-Provider bieten in der Regel Multi-Tenant-Hosting-Lösungen als kostengünstigere Alternative zu Single-Tenant oder dedizierten Hosting-Lösungen an.

In einer traditionellen IT-Umgebung ist der Benutzer für die Verwaltung des gesamten Stacks von Anfang bis Ende verantwortlich, von der physischen Hardware für Server und Netzwerkressourcen bis hin zu Virtualisierung, Betriebssystemen, Middleware und so weiter. IaaS, PaaS und SaaS bieten jeweils eine progressive Abstraktionsebene danach. 

Wie oben erläutert, abstrahiert IaaS die physische Rechenleistung, das Netzwerk, den Datenspeicher und die Technologie, die zur Virtualisierung dieser Ressourcen erforderlich ist. Platform as a Service (PaaS) geht noch einen Schritt weiter und abstrahiert die Verwaltung des Betriebssystems, der Middleware und der Laufzeit. PaaS bietet Kunden eine vollständige Cloud-Plattform – Hardware, Software und Infrastruktur – für die Entwicklung, Ausführung und Verwaltung von Anwendungen ohne die Kosten, Komplexität und Inflexibilität, die häufig mit dem Aufbau und der Wartung dieser Plattform in einem lokalen Rechenzentrum verbunden sind. 

Red Hat OpenShift ist ein beliebtes PaaS, das auf Docker-Containern und Kubernetes basiert.

Software as a Service (SaaS) ist eine Anwendungssoftware, die in der Cloud gehostet wird und heute als primäres Bereitstellungsmodell für die meisten kommerziellen Softwareprodukte dient. Zu den beliebten SaaS-Unternehmenslösungen gehören Customer Relationship Management (CRM), Enterprise Resource Planning (ERP), Projektmanagement-Software und vieles mehr.

Erfahren Sie mehr über die Unterschiede zwischen IaaS, PaaS und SaaS

IaaS abstrahiert zwar viele Low-Level-Komponenten, sodass sich Entwickler auf die Geschäftslogik konzentrieren können, die das Unternehmen von anderen unterscheidet – die Benutzer müssen dennoch Betriebssysteme, Middleware und Laufzeiten verwalten. Als Modell für die Anwendungsentwicklung und -ausführung bietet Serverless (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) einen Vorteil, da Entwickler Anwendungscode erstellen und ausführen können, ohne Server oder Backend-Infrastruktur bereitstellen oder verwalten zu müssen.

Der häufigste Anwendungsfall von Serverless ist heute die Unterstützung von Microservices (auch Microservice-Architektur genannt), bei der der Schwerpunkt auf der Erstellung kleiner Dienste liegt, die eine einzige Aufgabe erfüllen und über APIs miteinander kommunizieren. Microservices sind ein wichtiger Bestandteil von DevOps-Prozessen und Entwicklungstools, die Serverless unterstützen, da Entwickler keine Zeit damit verbringen müssen, die für die Integration, das Testen, die Bereitstellung und die Implementierung von Code-Builds in die Produktion erforderliche Infrastruktur zu definieren.

Bare Metal Server sind eine Form von Single-Tenant-Cloud-Services, bei denen der Benutzer eine physische Maschine von einem Anbieter mietet, die nicht mit anderen Mandanten geteilt wird. Unternehmen, die eine Cloud-Computing-Infrastruktur mit der Sicherheit und Leistung dedizierter Hardware und der Erfahrung suchen – insbesondere in Bezug auf die Bereitstellung, Abrechnung und Verwaltung von Cloud-Services –, wenden sich häufig an Bare Metal as a Service (BMaaS).

Im Gegensatz zu herkömmlichem IaaS stellt BMaaS den Benutzern keine bereits virtualisierten Rechen-, Netzwerk- und Speicherressourcen zur Verfügung, sondern bietet direkten Zugriff auf die zugrunde liegende Hardware. Diese Zugriffsebene bietet Benutzern nahezu vollständige Kontrolle über ihre Hardware-Spezifikationen. Da die Hardware nicht virtualisiert ist und keine Unterstützung für mehrere Virtual Machines bereitstellt, bietet sie den Benutzern auch die größte potenzielle Leistung. Diese Funktion ist für Anwendungsfälle wie HPC- und GPU-Computing, Hochleistungsdatenbanken, Analyse-Workloads und vieles mehr von großem Wert.

Diese Vorteile können jedoch auch auf Kosten der Vorteile des traditionellen IaaS gehen, nämlich der Fähigkeit, Ressourcen schnell bereitzustellen und horizontal zu skalieren, indem einfach Kopien von Instanzen erstellt und diese untereinander verteilt werden. Was BMaaS und IaaS betrifft, so ist ein Modell dem anderen nicht überlegen – es kommt darauf an, welches Modell den spezifischen Anwendungsfall oder den Workload am besten unterstützt.

Für viele Benutzer, insbesondere für Unternehmen mit sensiblen Daten oder strengen Compliance-Anforderungen (z. B. Fintech, Gesundheitswesen), sind zusätzliche Sicherheit und Datenschutz in einer Public Cloud erstrebenswert. Eine Virtual Private Cloud (VPC) kann eine bessere Isolierung der Cloud-Infrastrukturressourcen bewirken, ohne dass Geschwindigkeit, Skalierbarkeit oder Funktionen beeinträchtigt werden.

Eine VPC wird auf einer mandantenfähigen öffentlichen Cloud-Architektur gehostet, wobei die Daten und Workloads jedes Kunden logisch von allen anderen Mandanten getrennt sind, um eine Umgebung zu schaffen, die einer Private Cloud ähnelt. Diese Funktion gibt Benutzern die Kontrolle über mehrere Facetten (z. B. virtuelle Firewalls, Sicherheitsgruppen, Lastverteilung). 

Die Preise für IaaS werden auf Verbrauchsbasis berechnet, d. h. die Benutzer zahlen nur für das, was sie nutzen. Zu den weiteren Preisgestaltungsmethoden gehören die folgenden: 

• Abonnements und reservierte Instanzen: Viele Anbieter bieten Kunden, die sich zu längeren Vertragslaufzeiten von in der Regel ein bis drei Jahren verpflichten, Rabatte auf den Listenpreis an.
• Monatliche Abrechnung: Monatliche Abrechnungsmodelle sind bei BMaaS häufiger gebräuchlich als bei IaaS, wo die physische Infrastruktur in der Regel gleichmäßige Workloads ohne starke Schwankungen impliziert.
• Nach Stunden/Sekunden: Die gängigste Granularität für traditionelle Cloud-Infrastrukturen, bei der den Benutzern nur das in Rechnung gestellt wird, was sie nutzen.
  
• Transient/Spot: Einige Anbieter bieten ungenutzte Kapazitäten über Transient-/Spot-Instanzen mit einem Rabatt an, aber diese Instanzen können zurückgefordert werden, wenn die Kapazität benötigt wird.