Public Cloud, Private Cloud und Hybrid Cloud: Was ist der Unterschied?

Cloud Computing ist aus der Geschäftswelt nicht mehr wegzudenken. Es gäbe keinen E-Commerce, keine Möglichkeiten für Remote-Arbeit und kein Framework für die IT-Infrastruktur, das für die Unterstützung neuer Technologien wie generative KI und Quantencomputing erforderlich ist. 

Die Bestimmung der besten Cloud-Computing-Architektur für Unternehmen ist entscheidend für den Gesamterfolg. Deshalb ist es wichtig, die unterschiedlichen Funktionen einer Private Cloud, einer Public Cloud und einer Hybrid Cloud miteinander zu vergleichen. Diese drei Cloud-Architekturmodelle schließen sich heute nicht gegenseitig aus, sondern arbeiten zusammen. So schaffen sie eine hybride Multicloud-Umgebung – ein IT-Infrastrukturmodell, das eine Mischung aus verschiedenen Rechenumgebungen (z. B. lokal, Private Cloud, Public Cloud, Edge) mit Cloud-Services von mehr als einem Anbieter nutzt.

Cloud Computing ermöglicht es Unternehmen, Infrastruktur und Anwendungen über das Internet zu nutzen, ohne diese lokal zu installieren und zu warten. Dieses Infrastrukturmodell basiert auf einem Netzwerk von Remote-Rechenzentren, Servern und Speichersystemen, die sich im Besitz eines externen Service-Providers befinden und von diesem betrieben werden. Ein Hauptvorteil des Cloud Computing für Unternehmen ist die Flexibilität, Ressourcen schnell und effizient zu skalieren, um den Geschäftsanforderungen gerecht zu werden. Dadurch müssen Unternehmen keine Zeit und Kosten mehr in die Erweiterung ihrer eigenen physischen IT-Infrastruktur investieren.

Obwohl es die Technologie des Cloud Computing bereits seit den 1960er Jahren gibt, entstand erst Anfang der 2000er Jahre eine moderne Cloud-Infrastruktur für Unternehmen. Internetunternehmen wie Amazon leiteten die Entwicklung mit der Einführung von Amazon Web Services (AWS) im Jahr 2002 ein, das Unternehmen cloudbasierte Speicher- und Rechenleistungen anbot. Hinzu kam die Einführung von Elastic Compute Cloud (EC2) im Jahr 2006, das es Benutzern ermöglichte, virtuelle Computer zu mieten, um ihre eigenen Anwendungen auszuführen.

Während der COVID-19-Pandemie im Jahr 2020 beschleunigten Unternehmen die Einführung der Cloud, um Remote-Zugriff auf Daten, Speicher und Vorgänge zu ermöglichen und so die Geschäftskontinuität während des Lockdowns aufrechtzuerhalten. Laut dem aktuellen IBM Transformation Index: State of Cloud haben mehr als 77 % der Befragten einen Hybrid Cloud-Ansatz gewählt, um die digitale Transformation voranzutreiben.

Private Clouds, Public Clouds und Hybrid Clouds verwenden alle eine Mischung aus den folgenden Technologien:

Virtualisierung

Die Virtualisierung liegt dem Cloud Computing zugrunde und ist eine Abstraktionsschicht, die es ermöglicht, die Hardwareressourcen eines einzelnen Computers – Prozessoren, Arbeitsspeicher, Speicher und mehr – in mehrere virtuelle Computer aufzuteilen, die als Virtual Machines (VMs) bezeichnet werden. Bei der Virtualisierung werden physische Server, die von einem Cloud-Service-Anbieter (CSP) an zahlreichen Standorten verwaltet werden, miteinander verbunden und anschließend Ressourcen aufgeteilt und abstrahiert, um sie für Endbenutzer überall dort zugänglich zu machen, wo eine Internetverbindung besteht. Neben der Virtualisierung von Servern nutzt Cloud Computing viele andere Formen der Virtualisierung, darunter Netzwerkvirtualisierung und Speichervirtualisierung.

Management-Software

Alle Modelle des Cloud Computing nutzen verschiedene Software-Tools, darunter eine zentralisierte Verwaltungsplattform (CMP). Ein CMP erstellt eine zentrale Oberfläche (Single Pane of Glass), die einen Überblick über mehrere Informations- und Datenquellen bietet. Diese einheitliche Ansicht ermöglicht Administratoren und Entwicklungsteams eine zentrale Kontrolle über ihre Infrastruktur und Apps und ermöglicht so die Optimierung von Kosten, Sicherheit, Verfügbarkeit und Ressourcennutzung.

Automatisierung

Automatisierungstools sind ein wesentliches Merkmal cloudbasierter Infrastruktur. Diese Tools reduzieren den Bedarf an menschlicher Intervention und ermöglichen die Bereitstellung von Ressourcen im Self-Service. Beispiele für Software-Automatisierung, die in den meisten Cloud-Umgebungen integriert ist, sind:

• Automatisierungs- und Orchestrierungstools 
• Governance- und Compliance-Tools
• Sicherheitstools
• Leistungsüberwachungstools
• Kostenmanagement-Tools

Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs)

APIs spielen eine wichtige Rolle beim Cloud Computing, da sie die Kommunikation und Interaktion zwischen verschiedenen Softwareanwendungen und Diensten ermöglichen, einschließlich der Erleichterung des Zugriffs auf Datenspeicher und Datenbanken, des Zugriffs auf Sicherheitskontrollen und deren Verwaltung und vieles mehr.

Cloud-basierte Anwendungen und Dienste

Cloudbasierte Anwendungen und Dienste unterstützen unzählige Geschäftsanwendungsfälle – von Backup und Disaster Recovery über Big-Data-Analysen bis hin zur Softwareentwicklung. Jeder Service erleichtert den Datenfluss über das Internet zwischen Front-End-Clients und Back-End-Cloud-Systemen, die von einem Cloud-Service-Provider bereitgestellt werden. Diese Services können in Public, Private und Hybrid Clouds bereitgestellt werden.

Hier finden Sie eine Übersicht über die gängigsten Cloud Computing-Dienste, die von den großen CSPs – Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform, IBM Cloud oder Microsoft Azure – und anderen Anbietern von Cloud-Services wie VMware angeboten werden:

• Software-as-a-Service (SaaS) ist ein On-Demand-Zugriff zu sofort einsatzfähige, in der Cloud gehosteter Anwendungssoftware (z. B. Google Workspace, Salesforce). Laut einem Gartner-Bericht (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) werden im Jahr 2025 fast zwei Drittel (65,9 %) der IT-Ausgaben von Unternehmen in Software-as-a-Service fließen, gegenüber 57,7 % im Jahr 2022.
• Platform-as-a-Service (PaaS) ist eine komplette Cloud-Plattform – Hardware, Software und Infrastruktur – für die Entwicklung, Ausführung und Verwaltung von Anwendungen. Durch die Implementierung einer PaaS-Plattform kann ein Unternehmen die Kosten, die Komplexität und die Inflexibilität vermeiden, die mit dem Aufbau und der Wartung einer lokalen Plattform verbunden sind.
• Infrastructure-as-a-Service (IaaS) ist ein Cloud-Computing-Modell, das grundlegende Rechen-, Netzwerk- und Speicherressourcen bereitstellt. IaaS ermöglicht es Endbenutzern, Ressourcen nach Bedarf zu skalieren und zu verkleinern, wodurch der Bedarf an hohen, im Voraus zu tätigenden Kapitalausgaben, die mit einer lokalen Infrastruktur verbunden sind, reduziert wird.

Die meisten anderen Serviceangebote von Public Cloud-Providern sind Erweiterungen (wie Sicherheits- oder Kostenkontrollplattformen), die mit den oben genannten drei Grundmodellen funktionieren. Es gibt jedoch auch andere Serviceplattformen:

• Business-Process-as-a-Service (BPaaS)  ist eine Plattform für das Outsourcing von Geschäftsprozessen, die IaaS-, PaaS- und SaaS-Dienste kombiniert.
• Function-as-a-Service (FaaS) ist eine Teilmenge von SaaS, bei der der Anwendungscode nur als Reaktion auf bestimmte Ereignisse oder Anfragen ausgeführt wird.
• Serverless Computing (oder Serverless) ist ein Computing-Modell, das alle Verwaltungsaufgaben der Backend-Infrastruktur – Bereitstellung, Skalierung, Planung und Patching – übernimmt. Serverloses Computing ermöglicht es Softwareentwicklern, sich mehr auf den Code und die Geschäftslogik zu konzentrieren, die für ihre Anwendungen spezifisch sind.

Eine Public Cloud ist ein Computermodell, bei dem ein Cloud-Service-Provider den Benutzern über das öffentliche Internet Rechenressourcen (z. B. Softwareanwendungen, Entwicklungsplattformen, VMs, Bare Metal Server usw.) zur Verfügung stellt. CSPs verkaufen diese Ressourcen auf Abonnementbasis oder nach dem Pay-per-Use-Preismodell.

Laut einem Gartner-Bericht (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) werden die weltweiten Ausgaben der Endnutzer für Public Clouds auf insgesamt 679 Milliarden US-Dollar geschätzt und sollen im Jahr 2027 eine Billion US-Dollar übersteigen.

Public Clouds sind Multi-Tenant, d. h. die Benutzer teilen sich einen Pool virtueller Ressourcen, die automatisch für einzelne Mandanten bereitgestellt und diesen über eine Self-Service-Schnittstelle zugewiesen werden. In diesem Szenario könnten die Workloads mehrerer Mandanten CPU-Instanzen gleichzeitig auf einem gemeinsam genutzten physischen Server ausführen, wobei ihre Daten jedoch getrennt bleiben. Durch die gemeinsame Nutzung von Ressourcen durch zahlreiche Kunden können Cloud-Anbieter ihre Dienste vielen Kunden zu geringeren Kosten anbieten, als wenn diese Kunden ihre eigene Infrastruktur unterhalten würden.

Vorteile der Public Cloud

• Schnelle Skalierbarkeit: Fügen Sie sofort oder automatisch Rechenkapazität hinzu, um auf unerwartete Datenverkehrsspitzen zu reagieren.
• Kosteneffizienz: Vermeiden Sie die Investitionen, die für die Bereitstellung und Wartung einer lokalen IT-Infrastruktur erforderlich sind. Zahlen Sie nur für die Ressourcen oder Dienstleistungen, die Sie nutzen und sparen Sie so Kosten.
• Einfache Einrichtung: Schnelle Einrichtung neuer Server oder anderer Ressourcen, ohne Hardware kaufen oder physische Infrastruktur konfigurieren zu müssen.

Eine Private Cloud ist ein Cloud Computing-Modell, das einem einzelnen Unternehmen gewidmet ist. Im Gegensatz zu einer Public Cloud ist eine Private Cloud eine Umgebung mit einem Single-Tenant – die Ressourcen sind nur für einen Kunden zugänglich. Private Clouds können lokal im Rechenzentrum eines Unternehmens, in einer gemieteten Infrastruktur in einem externen Rechenzentrum oder in der Infrastruktur eines Cloud-Service-Providers gehostet werden.

Eine Private Cloud bietet mehr Kontrolle über Sicherheit und Ressourcenanpassung als eine Public Cloud. Viele Unternehmen entscheiden sich für eine Private Cloud, um sensible Daten zu schützen – ein geschäftliches Erfordernis, das immer wichtiger wird. So entscheiden sich Regierungsbehörden beispielsweise häufig für Private Clouds, wenn es um Workloads geht, die vertrauliche Dokumente, personenbezogene Daten (PII) oder andere sensible Daten verarbeiten. Laut einer Gartner-Umfrage (Link befindet sich außerhalb von ibm.com) werden bis 2024 die personenbezogenen Daten von 75 % der Weltbevölkerung im Rahmen moderner Datenschutzvorschriften erfasst sein.

Unternehmen können eine Private Cloud mithilfe von Firewalls, virtuellen privaten Netzwerken (VPNs), Datenverschlüsselung, API-Schlüsseln und anderen maßgeschneiderten Sicherheitsmaßnahmen an ihre spezifischen Datenschutzanforderungen anpassen. Darüber hinaus ermöglicht eine Private Cloud Unternehmen, den Standort und die Gerichtsbarkeit ihrer Daten zu wählen. Globale Unternehmen in Branchen wie der Öl- und Gasindustrie müssen sich beispielsweise an strenge Standards zur Einhaltung von Vorschriften halten, die durch Branchenrichtlinien und lokale, nationale und internationale Gesetze vorgegeben werden. Mit einer Private Cloud können sie ihre Compliance-Maßnahmen anpassen und vollständig durchsetzen und maßschneidern, anstatt sich ausschließlich auf die Funktionen eines Cloud-Service-Providers zu verlassen.

Vorteile der Private Cloud

• Verbesserte Ressourcenkontrolle:  Gewinnen Sie mehr Kontrolle über Ihre IT-Ressourcen, indem Sie die Konfigurationen von internen IT-Teammitgliedern verwalten lassen. 
• Anpassung: Passen Sie Hardware und Software an, um einzigartige Geschäftsanforderungen zu erfüllen, wie z. B. Compliance-Richtlinien.
• Robuste Sicherheit: Erhöhen Sie die Sichtbarkeit und Zugriffskontrolle, indem Sie sensible Daten und Anwendungen hinter privaten Firewalls speichern, die die Angriffsfläche begrenzen.

Eine Hybrid Cloud-Umgebung kombiniert eine Public Cloud, eine Private Cloud und eine lokale Infrastruktur, um eine einzige IT-Infrastruktur zu schaffen, sodass Unternehmen je nach Bedarf das Beste aus allen Computerumgebungen herausholen können. Im Wesentlichen ist es das Beste aus beiden Welten.

Unternehmen bevorzugen ein Hybrid Cloud-Modell aufgrund seiner Agilität beim Verschieben von Anwendungen und Workloads zwischen Cloud-Umgebungen, je nach technologischen oder geschäftlichen Zielen. So können beispielsweise Public Clouds schnell, automatisch und kostengünstig skaliert werden, um auf Spitzen im Datenverkehr zu reagieren, ohne die Workloads der Private Clouds zu beeinträchtigen. Diese Konfigurationsmethode, die als „Cloud Bursting“ bekannt ist, hilft Unternehmen, plötzliche Spitzen in der Rechenleistung zu bewältigen, die in Situationen des Online-Einzelhandels wie dem Black Friday-Verkauf auftreten können.

In der jüngeren Vergangenheit konzentrierte sich ein Hybrid-Cloud-Ansatz hauptsächlich auf die Migration von Workloads aus lokalen Rechenzentren in eine Private Cloud-Infrastruktur und die anschließende Verbindung dieser Infrastruktur mit einer Public Cloud. Heutzutage konzentriert sich die Hybrid-Cloud-Architektur mehr darauf, die Portabilität von Workloads in allen Cloud-Umgebungen zu unterstützen und dann die Cloud-Bereitstellung dieser Workloads in der für einen bestimmten Geschäftszweck am besten geeigneten Cloud-Umgebung zu automatisieren.

Eine weitere Kernfunktion der Hybrid Cloud ist die Unterstützung von Microservices (oder Microservice-Architektur), dem cloudnativen architektonischen Ansatz, bei dem eine einzelne Anwendung aus vielen lose gekoppelten und unabhängig voneinander einsetzbaren kleineren Komponenten oder Diensten besteht. Cloudnative Anwendungen werden in Containern bereitgestellt. Orchestrierungstools wie Kubernetes oder Docker Swarm planen dann die automatisierte Bereitstellung, Verwaltung und Skalierung dieser Anwendungen in allen Cloud Computing-Umgebungen. Microservices sind für DevOps-Methoden unverzichtbar geworden. Microservices helfen Teams, Anwendungen einmal zu entwickeln und über alle Typen von Clouds hinweg zu nutzen. Uber beispielsweise ist auf eine Microservice-Architektur angewiesen, um seine Fahr- und Essenslieferdienste schnell aufbauen und veröffentlichen zu können.

Die Hybrid Cloud-Architektur bietet außerdem eine flexible Ressourcennutzung, um die Verwaltung von Daten zu unterstützen, die aus mehreren Edge- und Internet der Dinger (IoT)-Einstellungen mit flexiblen Rechen-, Netzwerk- und Cloud-Speicher-Ressourcen gesammelt wurden. In einer Produktionshalle beispielsweise hilft eine Hybrid Cloud dabei, eine End-to-End-Lösung für die Gewinnung von Erkenntnissen, die Analyse von Daten und die Bereitstellung von vorausschauenden Wartungslösungen mit geringer Latenz und ohne Ausfallzeiten bereitzustellen.

Vorteile der Hybrid Cloud

• Flexibilität: Verteilen Sie die Workloads so, dass sie den Geschäftsanforderungen am besten entsprechen. Nutzen Sie Public Clouds für kurzfristige Projekte wie Entwicklung und Tests. Schützen Sie vertrauliche oder sensible Daten in einer Private Cloud.
• Verbesserte Anwendungsentwicklung: Erweitern Sie die Einführung agiler und DevOps-Methoden, um eine schnellere Anwendungsentwicklung und Markteinführung zu ermöglichen.
• Digitale Transformation: Nutzen Sie riesige Rechenkapazitäten, um Big Data zu verarbeiten und die neuesten Technologien wie generative KI und maschinelles Lernen (ML) zu nutzen.

Heutzutage verlassen sich die meisten Unternehmen auf eine hybride Multicloud-Umgebung. Eine Multicloud bezeichnet die Nutzung von Cloud-Services von mehr als einem Cloud-Anbieter und hilft Unternehmen, eine Anbieterbindung zu vermeiden, die zu technischen Inkompatibilitäten, rechtlichen Einschränkungen und überhöhten Kosten führen kann, die mit der Nutzung nur eines Anbieters verbunden sind. Neben der Flexibilität bei der Auswahl des kostengünstigsten Cloud-Service bietet die hybride Multicloud-Umgebung die höchste Kontrolle über die Workload-Bereitstellung, sodass Unternehmen effizienter arbeiten, ihre Leistung verbessern und Ausgaben optimieren können.

Cloud Computing – ob in Form einer Private Cloud, Public Cloud oder Hybrid Cloud – ist zum Fundament jeder modernen digitalen Transformation geworden. Mit über 20 Jahren umfassender technischer und beratender Erfahrung unterstützt IBM Kunden aus allen wichtigen Branchen bei der Entwicklung von Cloud-Strategien, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind und den größtmöglichen Geschäftswert bieten.