Was ist Cloud-Optimierung?

Es geht darum, eine effiziente Cloud-Infrastruktur zu schaffen, die die Bereitstellung von Ressourcen in Echtzeit an die Anforderungen von Anwendungen und Workloads anpasst, um ein Gleichgewicht zwischen Leistung, Compliance und Kosteneffizienz zu schaffen. Die Optimierung der Cloud fällt in das Aufgabengebiet von CloudOps, einem Verfahren, das nach dem Vorbild von DevOps entwickelt wurde und dazu dient, die Bereitstellung und Leistung von Cloud-Services zu verwalten und zu optimieren.

Da IT-Ressourcen zunehmend auf Private Clouds und Public Clouds sowie auf Multicloud- und Hybrid-Cloud-Infrastrukturen verteilt sind, müssen sich CloudOps- und DevOps-Teams stärker auf die Verwaltung von Cloudressourcen konzentrieren. Die Herausforderung besteht darin, die Cloud-Kosten unter Kontrolle zu halten und gleichzeitig die Verfügbarkeit und optimale Leistung der Cloud-Anwendungen zu gewährleisten.

Eine effektive Strategie zur Cloud-Optimierung nutzt Kostenmanagement-Tools und andere Optimierungs-Tools, die die Transparenz in Cloud-Umgebungen erhöhen. Durch die verbesserte Transparenz erhalten DevOps-Teams ein genaueres Bild der Ressourcennutzung sowie der Cloud- und Anwendungsleistung. Diese Daten helfen bei der Reduzierung oder Beseitigung überdimensionierter Ressourcen und tragen zur effizienteren und leistungsfähigeren Cloud-Umgebung bei.

Teams verwenden auch Automatisierungs- und Machine-Learning-Tools, um Workloads und Ressourcen zu verwalten und zuzuweisen. So können Automatisierungstools beispielsweise die Ressourcenzuweisung bei hoher Auslastung anpassen, Workloads auf der Grundlage des Instanzzustands zwischen Instanzen verschieben oder Workflows je nach Bedarf zwischen Public und Private Clouds verlagern.

Teams verwenden häufig Tools für maschinelles Lernen, um große Datensätze zu analysieren und Erkenntnisse zur Verbesserung des Cloud-Betriebs zu liefern. Mit diesen Tools können Experten weniger Zeit für die Verwaltung aufwenden und mehr Zeit für Innovationen aufwenden.

Es ist wichtig zu verstehen, welche Aspekte von Cloud-Diensten für eine Optimierung geeignet sind und wie ein kosteneffizienter Ansatz zur Optimierung von Cloud-Ressourcen implementiert werden kann.

Cloud-Umgebungen bieten viele Vorteile für Unternehmen, darunter die Möglichkeit, bei Bedarf zu skalieren. Die Cloud-Migration (die Verlagerung von lokalen Daten, Anwendungen und Workloads in die Cloud oder von Cloud zu Cloud) kann Flexibilität, Transparenz und erhöhte Datensicherheit bieten. Diese Flexibilität ermöglicht es Unternehmen, die Kundenbedürfnisse besser zu erfüllen und Geschäftsziele zu erreichen. Viele Unternehmen stellten jedoch bei der Einführung der Cloud fest, dass sie mehr für Cloud Computing ausgeben als erwartet, um diese Vorteile nutzen zu können.

Cloud Umgebungen sind dynamisch und die Anforderungen an die Ressourcen ändern sich ständig. Ungenutzte Ressourcen und nicht verwaltete Cloud-Umgebungen können schnell zu Mehrausgaben und Sicherheitsproblemen führen. Ohne die richtigen Tools tappen IT-Abteilungen weitgehend im Dunkeln, welche Cloud-Ressourcen sie benötigen und welche die Kosteneinsparungsmaßnahmen und andere Vorteile der Cloud untergraben.

Durch die Optimierung der Cloud werden die Cloud-Ausgaben unter Kontrolle gebracht, wodurch die Cloud zur kosteneffizienten Lösung wird, als die sie konzipiert wurde. Eine optimierte Cloud-Umgebung verschiebt die Ressourcen so, dass sie der Nachfrage nach Workloads gerecht werden, wodurch Engpässe und unerwartete Serviceausfälle vermieden werden. Dies trägt auch zur Schaffung einer sichereren Cloud-Umgebung bei.

Die Leistung von Cloud-Services ist eines der Hauptanliegen von Geschäfts- und IT-Teams. Die Herausforderung besteht darin, eine hohe Leistung und Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Kosteneffizienz und Einhaltung des Budgets zu gewährleisten. Die Cloud-Optimierung bietet einen Weg zur Transformation, der Verschwendung reduziert und die Leistung aufrechterhält.

Unternehmen konzentrieren sich bei ihren Optimierungsbemühungen häufig auf die Optimierung der Cloud-Kosten, Überwachung und Berichterstellung, Leistung und Sicherheit.

Kostensenkung ist oft ein Hauptziel bei der Cloud-Optimierung. Bei einer Strategie zur Optimierung der Cloud-Kosten geht es jedoch nicht nur darum, die Cloud-Nutzung zu reduzieren. Es geht darum, sicherzustellen, dass Sie nur für das bezahlen, was Sie benötigen, und die Verschwendung von Ressourcen zu minimieren. Beim Cloud-Kostenmanagement müssen die Leistung, Sicherheit und Skalierbarkeit von cloudbasierten Services im Vordergrund stehen. Weniger auszugeben ist bedeutungslos, wenn dadurch ein Unternehmen gefährdet oder anderweitig geschädigt wird.

Die Verwaltung eines Cloud-Budgets ist ein dynamischer Prozess, da Anwendungen und Workloads aufgrund von Faktoren wie Schwankungen des Datenverkehrs und Unternehmenswachstum ständig Änderungen unterworfen sind. Ausgaben wie die Kosten für die Datenverarbeitung (Kosten im Zusammenhang mit Instanzen, Virtual Machines (VMs) und dem Grad der Automatisierung, den ein Unternehmen implementiert), Cloud-Speicher und Support-Services tragen alle zur Gesamtrechnung bei. Bei der Optimierung sollten Unternehmen darauf achten, dass sie ihre Cloud-Rechnung verstehen und wissen, für welche Services sie bezahlen und warum. Ist beispielsweise ein High-Performance-Cloud-Plan oder ein Low-Cost-Plan besser für die Anforderungen eines Unternehmens geeignet?

Automatisierte Tools können bei der Bereitstellung von Ressourcen von Cloud-Service-Providern helfen. Diese Tools stimmen die Ressourcen automatisch mit dem Anwendungsbedarf ab und passen die Ressourcenzuweisung entsprechend an. Die Praxis der Überversorgung mit Ressourcen (Bereitstellung von Ressourcen, die den Anwendungsbedarf bei Spitzenauslastung decken, aber bei geringerer Nachfrage unnötig sein können) als Sicherheitsnetz kann schnell zu höheren Kosten führen und die Rentabilität schmälern.

Eine bessere Lösung – erreicht durch Cloud-Optimierung – besteht darin, die Silos zwischen Geschäfts-, IT- und DevOps-Teams zu beseitigen, um Preisstrukturen und Ressourcenbeschaffungstools zu ermitteln, die den Bedürfnissen des gesamten Unternehmens gerecht werden. Durch die Umsetzung einer Cloud-Optimierungsstrategie können Unternehmen die Rendite ihrer Cloud-Investitionen steigern und den Geschäftswert erhöhen.

Gartner schätzt, dass bis 2027 ganze 70 % der Unternehmen Cloud-Plattformen zur Optimierung ihrer Geschäftsinitiativen nutzen werden, was einem Anstieg von 55 % gegenüber 2023 entspricht.¹  Bei dieser Art von Erweiterung ist die Sichtbarkeit der Cloud-Infrastruktur der Schlüssel zum Verständnis und zur Optimierung der Anwendungsleistung.

Cloud-Management-Tools unterstützen IT-Abteilungen bei der Überwachung wichtiger Metriken zur Anwendungsleistung wie Netzwerkverkehr, Fehlerraten, CPU-Auslastung und Latenz. Die Überwachung dieser Metriken in Echtzeit kann IT-Teams dabei helfen, Ineffizienzen und ungenutzte Ressourcen aufzudecken, indem detaillierte Berichte erstellt werden, die die Ressourcennutzung mit den Cloud-Kosten in Beziehung setzen.

Unternehmen sollten sich nach Überwachungstools umsehen, die Berichte mit Kontext in die breitere Cloud-Architektur bieten. Ohne diesen Kontext können Daten isoliert bleiben, was es schwieriger macht, zu verstehen, wie ein Unternehmen Cloud-Ressourcen nutzt.

Eine übermäßige Bereitstellung von Ressourcen zur Sicherung der Anwendungsleistung ist auf Dauer keine praktikable Lösung. Unternehmen sollten darauf abzielen, nur für die Cloud-Services zu bezahlen, die sie benötigen, und nicht für mehr. Eine optimierte Cloud-Infrastruktur ermöglicht es IT-Abteilungen, die Anwendungsleistung und die Interaktion der Benutzer mit Anwendungen besser zu verstehen.
Ohne eine Strategie zur Leistungsoptimierung kann es bei Cloud-Anwendungen zu Ausfallzeiten und hohen Latenzraten kommen, was zu unbefriedigenden Benutzererfahrungen führt.

Zu den Techniken zur Leistungsoptimierung gehören:

• Lastverteilung: Diese Technik verteilt die Arbeitslast und den Datenverkehr auf mehrere Server. Es gibt mehrere Methoden zur Lastverteilung – einige verteilen den Datenverkehr gleichmäßig auf die Server, andere leiten den Datenverkehr an die am besten funktionierenden Server oder die nächstgelegenen Server weiter – aber alle Methoden zielen darauf ab, die Leistung zu optimieren. Lastverteilung kann dazu beitragen, Engpässe bei Spitzenauslastung zu minimieren und die Anwendungsleistung zu beschleunigen.
  
  
• Verwenden von Content Delivery Networks (CDNs): Eine geografisch verteilte Gruppe von Servern (CDNs) kann einen schnelleren Service für webbasierte Anwendungen bieten. CDNs hosten Anwendungen und Daten auf Servern, die näher an den Benutzern liegen, wodurch die Latenz verringert und die Bereitstellung von Services verbessert wird.
  
  
• Caching: Ungenutzter oder unnötiger Cloud-Speicher treibt Ihre Cloud-Rechnung in die Höhe, ebenso wie das Abrufen von Daten. Bei Daten, auf die häufig zugegriffen wird, hilft das Zwischenspeichern oder vorübergehende Speichern von Schlüsseldaten, die Geschwindigkeit des Datenabrufs zu erhöhen. Die Verringerung der Datenmenge, die aus dem Speicher abgerufen wird, reduziert auch die Rechenressourcen und beschleunigt die Servicebereitstellung.   

Die Sicherung von Cloud-Umgebungen bedeutet, mögliche Bedrohungen und Anomalien proaktiv zu erkennen, bevor sie auftreten. Wenn ein Unternehmen auf Sicherheitsprobleme reagiert, nachdem sie aufgetreten sind, ist es wahrscheinlicher, dass es zu Serviceunterbrechungen und Datenschutzverletzungen kommt.

Organisationen, die ihre Daten nicht ordnungsgemäß sichern, laufen Gefahr, sowohl Unternehmens- als auch Benutzerdaten offenzulegen und Probleme mit der Compliance und der Einhaltung von Vorschriften zu bekommen. Eine starke DevSecOps-Praxis stellt die Sicherheit von Anwendungen und Infrastrukturen während des gesamten Anwendungslebenszyklus in den Vordergrund. Durch Transparenz, Nachvollziehbarkeit und Überprüfbarkeit können DevSecOps-Teams jeden Aspekt einer Cloud-Umgebung überwachen. Die Cloud-Optimierung hilft bei der Umsetzung dieser Funktionen.

Unternehmen können verschiedene Strategien anwenden, um die Ressourcennutzung und die von Cloud-Anbietern bezogenen Services zu optimieren. Zu den Cloud-Optimierungsstrategien gehören:

Rightsizing ist der Prozess der Anpassung von Art und Größe der Cloud Computing-Instanzen an die Workloads. Rightsizing kann zur Verbesserung der Kosteneffizienz beitragen, indem sichergestellt wird, dass ein Unternehmen die erforderlichen Cloud-Instanzen erwirbt.

„Rightsizing“ bedeutet nicht automatisch, dass Ressourcen abgebaut werden. Wenn cloudbasierte Apps und Services mehr Rechenressourcen benötigen, hilft Rightsizing sicherzustellen, dass diese von Cloud-Anbietern erworben werden. Eine effektive Anpassung erfordert die Analyse von Workflows, Anforderungen an die Anwendungsleistung und ein Verständnis der Nutzungsmuster, um Instanztyp und -volumen aufeinander abzustimmen.

Automatisierung spielt eine wichtige Rolle bei der Cloud-Optimierung. Mit der zunehmenden Nutzung von Hybrid- und Multicloud-Umgebungen ist es für IT-Teams unmöglich, die richtigen Ressourcen für jede Workload in unterschiedlichen Umgebungen manuell zu überwachen und zuzuweisen.

Auto-Scaling automatisiert die Bereitstellung und Aufhebung der Bereitstellung von Cloud-Ressourcen, einschließlich Speicher und Instanzen virtueller Maschinen, um Ressourcen und Nachfrage in Echtzeit aufeinander abzustimmen. Dies trägt dazu bei, eine konsistente Anwendungsleistung zu erzielen und gleichzeitig die Cloud-Kosten zu senken.

Containerisierung bündelt Softwarecode mit dem Betriebssystem, Konfigurationsdateien, Bibliotheken und Abhängigkeiten, die zum Ausführen des Codes erforderlich sind, in einem einzigen „Container“, sodass er auf jeder Plattform oder in jeder Cloud ausgeführt werden kann. Diese Container sind effizienter als Virtual Machines (VMs) und benötigen weniger Startzeit.

Viele Container können auf der gleichen Rechenkapazität wie eine einzelne Virtual Machine ausgeführt werden, was die Cloud-Nutzung und die Kosten reduziert. Orchestrierungsplattformen wie Kubernetes können bei der Automatisierung der Bereitstellung, Verwaltung und Skalierung von Containeranwendungen helfen.

Reserved Instances sind langfristige Verpflichtungen zur Nutzung bestimmter Services, die in der Regel eine Laufzeit von ein bis drei Jahren haben. Dieses Engagement geht oft mit einem günstigen Preismodell von Cloud-Dienstleistern einher und ist ideal für konsistente Workflows.

Spot-Instances sind Last-Minute-Käufe von Ressourcen, die oft zu reduzierten Kosten angeboten werden. Diese Instanztypen sind nicht ständig verfügbar und müssen gelegentlich per Gebot erworben werden. Nach dem Kauf können sie mit begrenzter Vorankündigung von Serviceunterbrechungen betroffen sein. Spot-Instanzen sind nicht immer zuverlässig und werden oft für Workloads verwendet, die nicht zeitkritisch oder betriebsnotwendig sind.

Daten werden häufig zwischen Clouds verschoben. Jede Übertragung ist mit Kosten verbunden, und unnötige Übertragungen können zu einem Anstieg der Cloud-Ausgaben führen. Cloud-Management-Tools können den Prozess des effizienten Datentransfers zwischen Clouds automatisieren und dazu beitragen, diese Kosten auf ein Minimum zu beschränken.

Cloud-native Anwendungen sind Programme, die aus wiederverwendbaren Komponenten, sogenannten Microservices, bestehen. Eine Microservices-Architektur besteht aus kleinen Bausteinen, die verschiedene Aspekte der Funktion einer Anwendung steuern. Microservices werden unabhängig voneinander bereitgestellt und skaliert, was sie flexibel und nützlich für kontinuierliche Integration (Continuous Integration, CI) und kontinuierliche Bereitstellung (Continuous Delivery, CD) macht.

CI ermöglicht es Entwicklern, den Prozess der Integration von neuem Code während des gesamten Entwicklungszyklus zu automatisieren. CD ermöglicht es DevOps-Teams, die verschiedenen Prozesse der Softwareentwicklung zu automatisieren, einschließlich Tests und Codebereitstellung. Diese DevOps-Praktiken, zusammen mit Infrastructure as Code (IaC), einer hochrangigen beschreibenden Programmiersprache, die die Bereitstellung von IT-Infrastruktur automatisiert, erleichtern die effiziente Entwicklung, das Testen und die Bereitstellung neuer Anwendungen. Sie machen auch die Aktualisierung von Anwendungen effizienter.

Um die Cloud-Optimierung optimal zu nutzen, entscheiden sich viele Unternehmen für:

• Fokus auf Transparenz: Zu verstehen, was in Cloud-Umgebungen passiert, ist der erste Schritt zur Optimierung. Lösungen, die Berichte mit Kontext bieten, auf die verschiedene Teams zugreifen können, helfen den Beteiligten, fundierte Entscheidungen zu treffen.
  
  
• Schärfen der Leistungsanalyse: Die konsequente Überwachung von Anwendungen anhand klar definierter Metriken zur Bewertung der betrieblichen Anforderungen ist ein wichtiger Aspekt der Optimierung. Die Überwachung der Leistung gibt IT-Teams ein Verständnis dafür, was funktioniert und was nicht und ob Anwendungen die erforderlichen Ressourcen erhalten.
  
  
• Verwenden Sie Tools zum Application Resource Management: Die manuelle Ressourcenzuweisung ist ein zeitaufwändiger Prozess, der oft zu einer Überbereitstellung führt. Tools zum Application Resource Management bieten Transparenz in Bezug auf die Cloud-Infrastruktur, Überwachungs- und Berichtsoptionen sowie automatisierte Tools zur Neuzuweisung von Ressourcen auf der Grundlage des Echtzeitbedarfs.
  
  
• Abbau von Silos
  : Geschäfts- und DevOps-Teams sollten miteinander kommunizieren und über dedizierte Prozesse für den Informationsaustausch verfügen.
  DevOps-Teams sollten mit den geschäftlichen Anforderungen und Zielen vertraut sein, und Führungskräfte sollten den DevOps-Prozess und die technischen Anforderungen verstehen, die eine verbesserte Servicebereitstellung ermöglichen.