Cloud: IaaS - Infrastructure as a Service

Bei IaaS, kurz für Infrastracture as a Service, handelt es sich um ein Servicemodell von Cloud Technologien. Hierbei kann der Nutzer die Umgebung, abgesehen von der physikalischen Infrastruktur, selbst verwalten. Außerdem bietet IaaS den Vorteil, dass es durch die Teilung von Ressourcen mit anderen Nutzern, vergleichsweise kostengünstig ist. Darüber hinaus ist dieses Servicemodell so aufgebaut, dass mehrere Server in einem Verbund in einem Rechenzentrum bereitgestellt sind, die zusammen eine Cloud bilden. Die Hardware ist also, anders ausgedrückt, virtualisiert und ermöglicht damit, dass Unternehmen ihre finanziellen Ausgaben im Bereich der Cloud niedrig halten können.

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Pakete von IaaS

Die mit diesem System verknüpften Ressourcen werden dabei in der Regel in einer Art kleineren Paketen zur Verfügung gestellt. Diese enthalten wiederum einzelne Komponenten, wie:

Virtuelle CPUs: Virtuelle CPUs unterscheiden sich von realen CPUs dahingehend, dass keine dedizierten CPUs für einen Kunden bereitgestellt werden, sondern die Berechnungen auf gerade „freien“ Kernen ausgeführt werden.
Speicher (engl.: Storage): Typischerweise gibt es die Wahl zwischen HDD (optimiert für niedrige Kosten und wenige Zugriffe) und SSD (optimiert für schnelle und viele Zugriffe).
Netzwerk: Es können eigene Netze erzeugt werden sowie eingehende und ausgehende Firewall Regeln definiert werden.
Betriebssystem (engl. Operating System – OS): Meist hat man die Wahl zwischen Linux und Windows Server. Linux (u. a. CentOS, Ubuntu und Debian) ist am weitesten verbreitet.

Vor- und Nachteile

Gleichzeitg ergeben sich, wie bei jedem anderen System, auch bei diesem Servicemodell wesentliche Vor- und Nachteile. Diese gliedern sich bei IaaS dabei so auf:

Vorteile

Größte Flexibilität im Vergleich zu anderen Servicemodellen
Leicht portierbar durch angebotenen VMs
Bereitstellung von VM und Betriebssystem
Möglichkeit der jederzeitigen Anpassung der Umgebung
Flexible und individuelle Anforderungen jederzeit umsetzbar

Dem gegenüber stehen aber auch einige negative Aspekte:

Nachteile

Hoher Aufwand, bspw. bei der Skalierung
Erhöhung der Leistung (bspw. bei steigender Nutzerbasis) muss selbst angepasst werden, sowie zusätzliche Aufgaben im Bereich des Einrichtens von z. B. Load Balancern, Monitoring und verteiltem Storage

Komponenten

Darüber hinaus besteht IaaS aus einer Reihe verschiedener Komponenten. Weshalb ich die wichtigsten im Folgenden entsprechend näher analysiert.

VM (virtuelle Maschinen/Server)

Die Abkürzung VM steht für den Begriff virtuelle Maschine und beschreibt das grundlegende Element, auf welchem die Cloud basiert. Sie spiegelt dabei die Software-Repräsentation eines normalen Computers mit Betriebssystem, Zugriff auf virtuelle CPUs, Arbeitsspeicher, Daten etc. wider. Damit löst die VM das Problem der Notwendigkeit eines weiteren Computers, wenn man ein zusätzliches Betriebssystem benötigt. Mithilfe einer Software (Hypervisor), die für die Koordination zuständig ist, können dabei beliebig viele virtuelle Computer auf einem Computer laufen.

Storage

Mit Storage werden die Lösungen zur Speicherung der permanenten Sicherung digitaler Daten in der IT beschrieben. Dabei ist es frei, ob der Storage aus Festplatten oder anderen Technologien wie beispielsweise USB-Sticks aufgebaut ist.

Allgemein differenziert man hier zwischen drei verschiedenen Arten von Storage:

Direct Attached Storage (DAS): Einzelne Festplatte, die an den Server angeschlossen ist
Network Attached Storage (NAS): Festplattenspeicher mit Netzwerkanschluss (Verbund aus Festplatten)
Storage Area Network (SAN): Netzwerk zur Anbindung von Festplattensubsystemen (Verbindung mehrerer Speichergeräte mit einem Dateiserver)

Netzwerkzugang

Für die Nutzung einer virtuellen Maschine (VM) bedarf es in der Regel eines IT-Experten, welcher sich nicht nur mit dieser verbinden, sondern die VM darüber hinaus auch gegen unerlaubten Zugriff absichern kann. Ein solcher Zugang kann dabei auch viele verschiedene Arten erfolgen, wobei SSH und VPN die gängigsten Lösungen sind.

SSH (Secure Shell): Netzwerkprotokoll mit verschlüsseltem Zugriff durch IT-Experte, z.B. in Form eines Passworts und einer gegenseitigen Authentifizierung über Zertifikate mit sicheren Schlüsselverfahren.
VPN (Virtual Private Network): Nutzung kann nur durch bestimmte Teilnehmer und Kommunikation nur über ein eigenes, speziell gesichertes VPN-Protokoll mit Datenverschlüsselung erfolgen.

Netzwerksicherheit und Monitoring

Darüber hinaus muss die VM aber auch mittels einer sicheren Firewall vor unerwünschtem Zugriff über das Internet geschützt werden, sodass Datenpakete hierdurch sicher ein- und ausgehen können.

Des Weiteren sollten auch Monitoring-Lösung vorhanden sein, die regelmäßig die Performance der VM überprüfen und darüber hinaus im Bedarfsfall wie beispielsweise Ausfällen Alarm schlagen sollte.

Betriebssystem

Einhergehend mit der virtuellen Maschine (VM) erfolgt die Auswahl eines passenden Betriebssystems. Zu den dabei häufig ausgewählten Systemen zählen entsprechend folgende:

CentOS (Community Enterprise Operating System)

Entwicklung durch RedHat
Open Source Lösung
Fazit: kostenlose Distribution, angelehnt an RedHat Enterprise Linux (RHEL)

Ubuntu (z.deutsch: „Menschlichkeit)

Basierend auf Debian
meist verwendeste System auf privaten Linux-PCs
Open Source Lösung
Fazit: einfach zu installieren und leicht zu bedienen, viele Tutorials

Debian

Basierend auf Linux
Open Source Lösung
Fazit: weniger Oberflächen mit einfachen Klicks, eher für erfahrene Anwender

Windows

Das wohl bekannteste Betriebssystem
Fazit: Eignet sich besonders im Zusammenspiel mit Microsoft-Lösungen, viele verschiedenen Versionen verfügbar

Fazit

Unter dem Strich entspricht IaaS häufig dem ersten Einstieg in den Bereich von Cloud Technologien. Relativ leicht anwendbar, müssen Sie hier im Grunde genommen nur einen virtuellen Server anmieten. Dieser muss anschließend mit Netzwerkkomponenten sowie einer Firewall und auch einem Betriebssystem und Speicherlösungen ausgestattet werden. Letztendlich müssen Sie den Server nur noch individuell an ihre Bedürfnisse angepasst, einrichten.

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Quelle

Lindner, D., Niebler, P., & Wenzel, M. (2020). Der Weg in die Cloud – Ein Leitfaden für Unternehmer und Entscheider. Heidelberg: Springer Gabler.

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