Cloud Computing ist allgegenwärtig und gerade dabei, die IT-Landschaft massiv zu verändern. Das Revolutionäre am Cloud Computing: Statt IT-Infrastrukturen und Anwendungen im eigenen Rechenzentrum zu betreiben, werden diese als Dienst gemietet. Server-Ressourcen, Storage oder Software-Applikationen stehen flexibel "in der Wolke" zur Verfügung. Der Begriff soll dabei andeuten, dass die Services von einem Provider im Internet erbracht werden, der die Dienstleistungen automatisch und bedarfsgerecht bereit stellt.
Die technische Basis, auf der Cloud Computing beruht, sind Virtualisierung und das World Wide Web. Virtualisierung erlaubt es, bestimmte Services dynamisch und passgenau genau dann zu generieren, wenn sie gebraucht werden. Via WWW und Technologien wie Web Services werden die Dienste dann den Anwendern zur Verfügung gestellt.
Entscheidende Impulse für Cloud Dienste kommen von Web-Unternehmen. Kommerzielle Internet-Anbieter wie Google und Amazon aber auch Microsoft bieten heute vielfältige, öffentlich zugängliche Cloud Dienste an. Jeder setzt dabei allerdings andere Schwerpunkte. So bietet Amazon virtualisierte Hardware-Ressourcen wie Server oder Speicherplatz, während die Clouds von Google und Microsoft das Hosting von Software-Applikationen erlauben.
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Vorteile von Cloud Diensten
Clouds setzen sich immer mehr durch, weil sie für Unternehmen massive Wettbewerbsvorteile bringen. Da wären zum ersten die Kosten. Durch die Verlagerung der IT-Ausgaben in die Services einer Cloud entfallen Infrastrukturkosten. Statt teure Hardware oder Software anzuschaffen, die unter Umständen nur suboptimal genutzt wird, muss nur die gerade benötige IT-Leistungen gemietet werden. Dienste wie eine Software-Anwendung, die gerade nicht in Anspruch genommen wird, müssen auch nicht bezahlt werden. Denn im reinen Cloud Computing wird nur nach Dauer und Intensität der Nutzung abgerechnet.
Ein zweier Vorteil ist die dynamische und unbeschränkte Skalierbarkeit: In der Cloud stehen IT-Dienste flexibel und passgenau zur Verfügung. Der Ressourcenverbrauch kann ad hoc nach oben und unten skaliert werden. Wenn eine Anwendung zusätzliche Ressourcen benötigt - etwa zu Spitzenzeiten bei der monatlichen Gehaltsabrechnung - können diese ohne Aufwand dynamisch dazu geschaltet werden. Werden sie nicht mehr gebraucht, schaltet man sie einfach ab.
Weitere Vorteile von Clouds sind die schnelle Realisierbarkeit von IT Services und die hohe Verfügbarkeit. Müssen in der herkömmlichen IT erst die technischen und organistorischen Voraussetzungen geschaffen werden, um einen IT-Dienst zu betreiben, so sind sie in der Cloud sofort einsetzbar. IT-Anforderungen können ohne Wartezeiten befriedigt werden.
Insgesamt gesehen können Kunden mit Clouds produktiver, kostengünstiger und flexibler arbeiten. Unternehmen können sich via Clouds vom klassischen, statischen Rechenzentrum mit all seinen Nachteilen emanzipieren - sinnvoll ist das insbesondere dann, wenn das Management von Rechenzentren nicht zu den Kernkompetenzen eines Unternehmens gehört. Mittelfristig dürften Unternehmens-Rechenzentren - zumindest in mittelständischen Betrieben - von der IT-Landkarte verschwinden.
Ebenen von Cloud Services
Die Landschaft der existierenden Cloud Services ist äußerst heterogen. Auf der Basis einer grundlegenden Architektur lassen die Dienstleistungen jedoch in mehrere Ebenen aufteilen und kategorisieren. Die gebräuchlichste Architektur bzw. Darstellungsform ist die Pyramidenform, in der es drei Schichten von Abstraktionsgraden gibt. Bei dieser nutzen die höheren, abstrakten Schichten die Dienste der tieferen, konkreteren Schichten für ihre eigenen Dienstleistungen. Auf diese Art können auch die unterschiedlichen Typen von Clouds klassifiziert werden.
Allen drei Ebenen ist gemeinsam, dass die IT-Leistungen als Dienste ("as a Service") bereitgestellt werden. Die Hauptschichten sind von unten nach oben
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Infrastructure as as Servce (Iaas),
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Platform as a Service (PaaS) und
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Software as a Service (SaaS)
Diese Einteilung der Services in die drei Ebenen "Infrastructure as a Service", "Platform as a Service" sowie "Software as a Service" hat sich weitgehend durchgesetzt.
Auf der untersten Ebene befinden sich die IT-Leistungen der Basisinfrastruktur - das Betätigungsfeld für die Spezialisten für den IT-Betrieb. Eine Ebene darüber liegen die Dienstleistungen für Entwickler-Plattformen PaaS, womit sich Systemarchitekten und Anwendungsentwickler befassen. Die dritte Ebene umfasst Software-Anwendungen, die sich an Anwender richten und als standardisierte Services von einem Dienstleister bereit gestellt werden.
Infrastructure as as Service (Iaas) - Virtuelle Hardware nutzen
IaaS ist die unterste Ebene im Cloud Computing. Der Grundansatz: Den Nutzern wird eine IT-Infrastruktur wie etwa Server oder Archivierungs- und Backup-Systeme über das Internet zur Verfügung gestellt.
Die Sicht auf die Hardware ist abstrahiert: Rechner, Storage, Netzwerke und andere Ressourcen werden als virtualisierte Dienste angeboten, die typischerweise nutzungsabhängig ohne Ressourcenbeschränkung abgerechnet werden. Die User sehen diesen Service als ein virtuelles und privates Rechenzentrum, bei dem sie sich um die physikalische Hardware, die die Services erbringt, nicht kümmern müssen. Beispiele für IaaS sind die virtuellen Server der Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) und Infrastructure-as-a-Service for Server von Fujitsu.
Grundsätzlich lassen sich bei IaaS Storage- und Computing Services unterscheiden. Grundlage ist meist der Storage Service, auf dessen Basis Computing Services des gleichen Anbieters bezogen werden. Beide Dienste bilden dann wiederum oft die Basis für weitere Leistungen - etwa den Bezug von Netzwerk-Ressourcen. Abrechnungsgrundlage im Computing-Bereich ist in der Regel der CPU- bzw. Speicherverbrauch pro Zeiteinheit, im Storage-Bereich die genutzten GByte pro Zeiteinheit und das Datentransfervolumen.
Der große Vorteil von IaaS gegenüber traditionellen Datencentern ist die Skalierbarkeit: Die Hardware kann je nach Anforderungen beliebig erweitert oder verkleinert werden. Der Benutzer hat vollen Zugriff auf die virtuelle Hardware und kann auch selbst Anwendungen installieren. Dabei lassen sich alle Komponenten oberhalb des Betriebssystems provisionieren - das ist die komplette Software inklusive Entwicklungsumgebung, die Anwendung und die Anwenderdaten. Der Nutzer hat immer vollen administrativen Zugriff auf alle virtuellen Ressourcen.
Platform as a Service (PaaS) - Applikationen entwickeln
Platform as a Service ist weiter gefasst als IaaS. Eine PaaS-Plattform bietet Funktionen für die schnelle, kostengünstige Entwicklung und Bereitstellung von Anwendungen. Diese PaaS-Infrastruktur mit ihren technischen Frameworks können User nutzen, um eigene geschäftliche Applikationen zu entwickeln und zu betreiben und über die Cloud zu integrieren.
Als Infrastruktur stehen eine ganze Reihe von Services für die Portal- und Anwendungsentwicklung zur Verfügung - wie Middleware, Datenbanken und andere Entwicklungs-Tools. Die Inanspruchnahme der Dienste muss der Nutzer on demand bezahlen, dafür muss er sich nicht um Administration oder Verfügbarkeitsfragen kümmern. Solche Lösungen können zum Beispiel eingesetzt werden um Excel- oder Access-Eigenentwicklungen, die in den Unternehmen im Betrieb sind, einfach und unkompliziert in die Cloud zu portieren. Beispiele für PaaS-Plattformen sind die App Engine von Google, Microsoft Windows Azure Platform oder force.com von Salesforce.
Wichtig bei PaaS ist die Verwendung standardisierter Schnittstellen, weil nur so verschiedene Plattformen angebunden werden können. Typischerweise existieren Dienste für Zugriffskontrolle, Prozesssteuerung, Datenbankfunktionen sowie Applikationen und Endgeräte in vernetzten Systemen. SOA spielt hier ebenfalls eine entscheidenden Rolle, da Geschäftsanwendungen damit in einzelnen Service zerlegt und über standardisierte, interoperable Schnittstellen wieder kombiniert werden können.
Die Zielgruppe von Cloud Diensten in der PaaS-Schicht sind vor allem System-Architekten und Entwickler, weniger Endnutzer. Die Software-Entwicklung dürfte damit künftig deutlich erleichtert und beschleunigt werden, weil Entwickler die notwendige Infrastruktur nicht selbst implementieren und bereitstellen müssen.
Software as a Service (SaaS) - Anwendungen einsetzen
SaaS ist die populärste Form von Clouds. Mit dem Dienst können Software-Applikationen als standardisierter Service über das Internet bezogen werden. Infrastruktur-Ressourcen und Applikationen werden meist zu einem Gesamtbündel geschnürt, das ein Provider auf Basis eines Angebotes in PaaS oder Iaas entwickelt und bereit stellt. Bekannte Beispiele für Software as a Service sind das kostenlose Google Docs, Microsoft Live Services und die Salesforce CRM-Applikationen.
Der SaaS-Service beinhaltet alle für die Nutzung erforderlichen Komponenten, also Hardware und Software, Wartung und Betrieb. Da es sich um Standard-Anwendungen handelt, die auch für anderen Abnehmer betrieben werden, sind die Dienste sofort verfügbar. Der Vorteil für den Kunden: Die lokale Software-Installation und die damit verknüpfte Bereitstellung von Ressourcen entfallen - der virtuelle Betrieb ist kostengünstiger.
Der oft verwendete Terminus "Miet-Software" beschreibt SaaS nur unzulänglich, weil der Kunde keine Software mietet, sondern einen Anwendungsservice mit Abnahme nach Bedarf, einfacher Erweiterbarkeit und Bezahlung nach Abnahmemenge. Auch der bereits vor Jahren aufgekommene Begriff des Application Service Providing (ASP) ist nicht identisch mit SaaS. Beim 1:1-Ansatz von ASP bietet ein Dienstleister für jeden Kunden eine eigene Software-Installation an. Beim 1:n-Ansatz von SaaS nutzen jedoch mehrere Kunden dieselbe Anwendung und Infrastruktur.
SaaS Application Services und Applications
SaaS gibt es grob in zwei Formen: Als Application Services, deren Funktionalität im Wesentlichen auf einer einzigen Applikation beruht, und als Applications - das sind vollwertige, komplexe Anwendungen. Ein Beispiel für einen Application Service ist Google Maps. Applications hingegen wie Google Docs, Microsoft Office Live oder das Salesforce CRM-System bündeln mehrere Anwendungen.
Besonders beliebt bei SaaS und oft der Einstieg für viele Betriebe ins Cloud Computing sind die Anwendungen Communication as a Service und Collaboration as a Service. Im ersten Fall lagern Unternehmen Dienste wie VoiP, Instant Messaging, Webconferencing und E-Mail aus. Der zweite Fall ist eine Weiterentwicklung, bei dem der gemeinsame Zugriff auf Dokumente im Vordergrund steht und der unter anderem aus Web- und Video-Conferencing, Teamsites, Telefonie und Blogs und Wikis besteht.
Public und Private Clouds
Organisatorisch wird zwischen Public Clouds und Private Clouds unterschieden. Public Clouds stehen gegen Entgelt oder gebührenfrei per Web prinzipiell der ganzen Öffentlichkeit zur Verfügung. Eigentümer und Betreiber der Cloud ist meist ein IT-Dienstleister.
Private Clouds sind hingegen nicht öffentlich. Management und Betrieb werden innerhalb eines Unternehmens abgewickelt. Der Zugang ist beschränkt auf Unternehmensmitarbeiter, autorisierte Geschäftspartner, Kunden und Lieferanten. Dieser erfolgt in der Regel über ein Intranet beziehungsweise ein Virtual Private Network (VPN).
Private Clouds haben ein paar Vorteile gegenüber öffentlichen Clouds. So sind bei den privaten Clouds Netzbandbreite und Verfügbarkeit nicht eingeschränkt. Auch Sicherheitsrisiken bestehen bei Private Clouds nicht in dem Maße wie in Public Clouds. Private Clouds bieten dem Anbieter und Nutzer mehr Kontrolle sowie einen besseren Ausfallschutz.
Eine dritte Kategorie, die derzeit allerdings noch kaum eine Rolle spielt, bildet die Mischform der Hybriden Clouds. Diese sind eine Kombination von Private Clouds, Public Clouds und traditioneller IT-Umgebung. Der Regelbetrieb erfolgt dabei über die privaten Ressourcen, während nur bestimmte Funktionen ausgelagert werden.
Hybride Clouds machen es beispielsweise möglich, bei Auslastung der internen Rechnerwolke auf eine öffentliche auszuweichen. Die Herausforderung besteht darin, traditionelle IT-Umgebungen, Private Cloud und Public Cloud auf der Applikations-, der Middleware- und der Infrastruktur-Ebene in Bezug auf Services und Sicherheit so zu integrieren, dass eine heterogene Umgebung sich für den Nutzer homogen darstellt.
Fazit
Cloud Services werden heute in vielfältigen Formen angeboten. Wesentlich sind drei Pfeiler. Infrastructure as a Service stellt Storage und Rechenkapazität als abstrahierte IT-Ressourcen bereit, Platform as a Service bietet Entwicklungs- und Programmierumgebungen und Software as a Service offeriert fertige Softwareanwendungen.
Gemeinsam ist allen Cloud Diensten, dass sie dynamisch an den Bedarf anpassbar sind und nutzungsabhängig abgerechnet werden. (mec)