Grundlagen zu Cloud Technologien

Die Anfänge von Cloud Technologien liegen nur knapp 20 Jahre zurück. Bereits nach der Jahrtausendwende experimentierten große Unternehmen wie Amazon, Google, IBM, Yahoo und Co mit der flexiblen Nutzung von Computern über das Internet. Derzeit lag der Fokus vor allem auf der steigenden Nutzerbasis zu Spitzenzeiten wie beispielsweise Weihnachten. Firmen wie der Onlinehändler Amazon verfolgten dabei das Streben, ihre Kunden, durch gebündelte Computer über das Internet, schneller und effizienter bedienen zu können.

Aus diesen Anfängen entwickelten sich schließlich die heutigen Cloud Technologien. Doch was genau beschreiben diese eigentlich? Welche Service- und Liefermodelle von Cloud Technologien gibt es mittlerweile? Und welches Resümee lässt sich aus der rasanten Entwicklung ziehen?

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Was bedeutet der Begriff ?

Mit dem Begriff „Cloud“, zu deutsch „Wolke“, wird die Anwendung spezieller IT-Infrastruktur beschrieben. Dabei geht es in erster Linie darum, über das Internet IT-Ressourcen, in Form eines Zusammenspiels mehrerer Server, dynamisch zur Verfügung zu stellen. Dabei werden einzelne Leistungspakete auf die jeweiligen Server aufgeteilt, sodass bei Ausfällen stets ein anderer Server die Aufgaben übernehmen kann. Dadurch hat der Nutzer zwar keinen genauen Überblick wo sich seine Daten und Applikationen in der Cloud genau befinden, kann sich aber deren jederzeitigen Vorkommen sicher sein. Die Nutzung wird dabei nach flexiblen Bezahlmodellen abgerechnet.

Nach einer Definition des US-amerikanische National Institut of Standards and Technology (NIST, NIST 2019) von 2012 sollten Cloud-Technologien zudem folgende Charakteristika aufweisen:

On-demand self service: Der Nutzer kann jederzeit auf Cloud-Ressourcen über das Internet zugreifen.
Broad network access: Die Nutzer können mithilfe des Internets in Kombination mit bekannten mobilen Endgeräten wie Smartphones, Computer oder Tablets auf die Cloud zugreifen.
Resource pooling: Die Leistung der Server wird dem Nutzer gebündelt zur Verfügung gestellt, sodass der Nutzer keinen Einfluss auf einzelne Server hat.
Rapid elasticity: Der Speicherplatz und die Leistung der Cloud können nahezu unendlich angepasst werden.
Measured service: Die Optimierung und Überwachung der Server wird durch die Cloud vorgenommen.

Servicemodelle von Cloud Technologien

Servicemodelle im Bereich von Cloud Technologien sind bereits seit über 10 Jahren stark am Wachsen. Dabei definiert sich ein solches Modell aber nicht nur durch eine übersichtsartige Beschreibung eines Service, sondern auch durch die zur Realisierung nötigen Parameter.

In der Praxis wird dabei in der Regel zwischen drei verschiedenen Kategorien, die teilweise ineinanderfließen, unterschieden.

Software as a Service (SaaS),
Platform as a Service (PaaS) und
Infrastructure as a Service (IaaS)

Auch wenn Servicemodelle von Cloud Technologien bereits seit einem Jahrzehnt stark vertreten sind, waren die anfänglichen Schritte eher klein. Denn bevor auch Modelle wie Infrastructure as a Service oder Platform as a

Service lukrative Märkte wurden, waren es zunächst nur Software as a Service Anwendungen, welche signifikante Umsätze erreichten (siehe Abb. 1).

Abb. 1: Umsatz von Cloud Technologien nach Segment (Quelle: Lindner et al. 2020)

SaaS, PaaS und IaaS im Vergleich

Im folgenden möchte ich nun die verschiedenen Servicemodelle, für eine bessere Übersichtlichkeit, miteinander vergleichen (siehe Abb. 2).

Abb. 2: Servicemodelle von Cloud Technologien (Quelle: Lindner et al. 2020)

SaaS

Das erste Servicemodell mit dem Kürzel SaaS steht für den Begriff Software as a Service und zählt zu den bekanntesten Varianten unter den meisten End-Usern. Hierbei stellen Cloud-Anbieter ihren Kunden eine, gegen einen monatlichen Fixpreis, über das Internet nutzbare Software zur Verfügung. Während der Anbieter dabei alle Notwendigkeiten rund um den Bereich von Updates und Einstellungen überwacht und organisiert, hat der User nur beschränkten Einfluss auf die Software selbst. Der große Vorteil liegt hierbei aber vor allem in den vergleichsweise geringen Kosten und der Möglichkeit die Software zu jederzeit und von überall aus zu nutzen.

Beispiele für SaaS: Microsoft Office 365, WordPress.com, GitHub, ownCloud online und Mailchimp

PaaS

PaaS beschreibt das zweite Servicemodell und steht dabei für den Begriff Platform as a Service. Wie der Name schon sagt, kann der Nutzer sich gegen eine Zahlung den Zugriff auf eine fertig eingerichtete und flexibel erweiterbare Softwareumgebung erschließen. Dort kann er zudem eigene Software ausführen. PaaS ist daher vor allem unter Softwareentwicklern stark vertreten, die das Servicemodell nutzen um z.B. eigene Softwareanwendungen zu entwickeln oder um diese in der bereitgestellten Umgebung zu testen. Gegenüber einer eigenen Softwareumgebung ist die Flexibilität bei PaaS deutlich höher und gibt Softwareentwicklern dabei die Möglichkeit für verschiedene Programmiersprachen und eine nahezu unendliche Rechenleistung.

Beispiele für PaaS: Microsoft Azure, Amazon Web Services und OpenShift

IaaS

Infrastructure as a Service oder kurz IaaS umfasst das letzte Servicemodell. Es beschreibt ein virtuelles Rechenzentrum und die erste Alternative zum Kauf eigener Hardware, wie beispielsweise virtuelle Rechner, Speicher und Netzwerke. Da der End-User hierbei selbst für die Virtualisierung der Umgebung sowie die Installation von Software zuständig ist, punktet Iaas mit den Vorteilen hoher Flexibilität und Skalierbarkeit sowie einer fast grenzenlosen Nutzung von IT-Ressourcen.

Beispiele für IaaS: Clouds von Google, Amazon und Microsoft

Liefermodelle von Cloud Technologien

Neben den Servicemodellen existieren im Bereich der Cloud Technologien aber auch Liefermodelle. Dabei beschreibt ein solches Modell auf welche Art und Weise ein erworbenes Servicemodell (SaaS, PaaS oder IaaS) als Leistung erbracht bzw. zur Verfügung gestellt werden kann. Hier wird meist zwischen drei verschiedenen Liefermodellen differenziert

Public Cloud
Private Cloud
Mischformen (z. B. Hybrid-Cloud)

Wobei ersteren zwei in Unternehmen meist eine größere Bedeutung und Verbreitung zukommt (vgl. Abb. 3).

Public Cloud

Als Public Cloud wird in der Praxis die öffentliche Cloud eines beliebigen Anbieters beschrieben, wie z.B. SaaS-Anwendung wie Google Docs oder Microsoft Office 365 oder auch IaaS-Lösung durch die Clouds von Google, Amazon oder Microsoft. Der große Vorteil der Public Cloud liegt dabei insbesondere in der Möglichkeit der individuellen und bedarfsgerechten Einrichtung. Gleichzeitig kann es aber in einigen Ländern durch den öffentlichen Zugriff auch zu Problemen mit der Rechtslage im Datenschutz kommen.

Private Cloud

Die Private Cloud hingegen beschreibt ein Liefermodell wo Datenschutzhindernisse und IT- Sicherheit meist keine Probleme darstellen. Dies liegt darin begründet, dass die Private Cloud nur explizit für die Unternehmen zur Verfügung steht, die diese Cloud selbst betreiben und ihrer Belegschaft, in Form von unternehmensspezifischer Software, einer Plattform oder einem Intranet, zur Verfügung stellen.

Hybrid Cloud

Da viele Unternehmen jedoch nach einer Kombination der Vorteile beider Cloud Technologien suchen, hat sich mittlerweile auch das Liefermodell der Hybrid Cloud etabliert. Es beschreibt dabei eine Mischform von Public und Private Cloud sowie die Möglichkeit bestimmte Services bei öffentlichen Anbietern über das Internet und datenschutzkritische Anwendungen und Daten in der eigenen Cloud zu betreiben.

Beispiel der Nutzung einer Hybrid-Cloud

Ein Unternehmen speichert Kunden- und Strategiedaten innerhalb einer eigenen Cloud. Dazu wurden eigene Server gekauft, die durch internes IT-Personal verwaltet werden. Da die Anschaffung von eigenen Servern sehr teuer ist und deswegen nur geringe Kapazitäten verfügbar sind, werden nicht-schützenswerte Daten (z. B. Broschüren, Unternehmenspräsentationen …) in der günstigen Public Cloud eines regionalen deutschen Anbieters gespeichert. Eine Community Cloud sind Infrastrukturen, die von mehreren Unternehmen, z. B. Zulieferern, beispielsweise im Kontext eines Projekts gemeinsam betrieben werden, wobei bestimmte Dienste geteilt werden. Beispielsweise können sich drei Zulieferer für die Umsetzung eines Projekts für den gleichen Endkunden IT-Infrastruktur und Fachkräfte teilen. In der Cloud werden anschließend ausschließlich gemeinsam genutzte Daten gespeichert.

Fazit

Der Begriff „Cloud“ beschreibt das Zusammenspiel mehrerer Service über das Internet, welche sich einzelne Aufgabenpakete so aufteilen, dass bei Ausfällen stets ein anderer Server einspringen kann. So hat der Cloud Nutzer zwar nie einen genauen Überblick wo in der Cloud sich seine Daten und Applikationen derzeit befinden, kann sich aber deren Vorkommen jederzeit sicher sein.

Innerhalb der Cloud Technologien wird dabei zwischen Service- und Liefermodellen und deren einzelnen Klassen unterschieden.

So splitten sich Servicemodelle in drei verschiedene Kategorien, sodass sich der Nutzer der Cloud auf verschiedenen Abstraktionsarten bedienen kann:

Software as a Service (SaaS),
Platform as a Service (PaaS) und
Infrastructure as a Service (IaaS)

Auf der anderen Seite stellen Cloud-Anbieter ihren Nutzern drei verschiedene Liefermodelle bereit:

Public Cloud
Private Cloud
Mischformen (z. B. Hybrid-Cloud)

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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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