IT & Technik

Cloud-Computing & die Cloud: eine wolkige Angelegenheit

Cloud-Computing everywhere – so könnte man unser digitales Zeitalter am besten beschreiben. Bei uns haben rasante technische Fortschritte, Künstliche Intelligenz (KI) und allgegenwärtige Virtualität das Sagen. Und genau hier setzt Cloud-Computing an: Es geht darum, den Überblick zu behalten und die Unmengen an Daten, die wir tagtäglich durch das Internet hin und her schieben, stabil und sicher aufzubewahren. Im Grunde kannst du dir Clouds als große Organisationshelfer vorstellen, die dich vor größerem Chaos bewahren. In diesem Beitrag entführen wir dich in die spannende Cloud-Computing-Welt und erklären dir, was Clouds so alles können. Bist du bereit? Dann kann es losgehen!

Cloud-Computing everywhere:
Das Misstrauen sinkt

Was im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts noch auf großes Misstrauen stieß, hatte sich 2019 bereits durchgesetzt. Ob es allen gefällt oder nicht: Cloud-Computing ist inzwischen ein fester Bestandteil unserer Gesellschaft.

Auch deutsche Unternehmen lassen sich zunehmend auf den wolkigen Rausch ein: Laut Cloud Monitor 2020 nutzten 76 % der deutschen Unternehmen im Jahr 2019 cloudbasierte Infrastrukturen; das sind 3 % mehr als 2018 und 10 % mehr als 2017. Dabei wurden 2019 vorzugsweise private Cloud-Lösungen (58 %) eingesetzt, während 38 % auf eine Public Cloud zurückgriffen.

Cloud-Computing weltweit hoch im Kurs

Wenn man sich den weltweiten Umsatz im Bereich Cloud-Computing ansieht, sprechen die Zahlen für sich: Wurde 2010 in dem Bereich noch ein Umsatz von 42,8 Milliarden USD generiert, waren es 2018 bereits 196,7 Milliarden. Laut aktuellen Prognosen wird 2022 ein Umsatz von 354,6 Milliarden USD erreicht werden: Das würde ein Anstieg um circa 828,50 % innerhalb von 12 Jahren bedeuten…! (Quelle: statista-Umfrage)

Cloud-Computing & die Wolke:
Was ist Cloud-Computing?

Was ist Cloud-Computing? Mit dem Computer in der Internet-Wolke surfen? Theoretisch könnte „Cloud-Computing“ so etwas bedeuten. „Cloud“ ist nämlich das englische Wort für „Wolke“ – und das Internet wird ja oft als „Wolke“ dargestellt. Aber nein: Die „Wolke“ meint im Fall von Cloud-Computing etwas Anderes. Damit ist nämlich die Gesamtheit einer komplex aufgebauten IT-Architektur gemeint, auf die von außen über das Internet zugegriffen werden kann – und zwar ohne in die „Wolke“ durchdringen zu können.

Es ist also eine wolkige Angelegenheit: Der innere Aufbau der bereitgestellten Infrastruktur ist in der Wolke versteckt. Hinter der Wolke befinden sich zahlreiche, miteinander vernetzte Server, deren Nutzung nur über technische Schnittstellen (Internet, Webbrowser) möglich ist. Hierfür werden – wie üblich – Protokolle eingesetzt.

Was eine Cloud ausmacht

„Cloud“ ist die Kurzform von „Cloud-Computing“. Um die darunterfallenden IT-Architekturen klar eingrenzen zu können, haben sich Expertinnen und Experten Gedanken um die Must-Have-Kriterien einer solchen Architektur gemacht. So muss laut dem US-amerikanischen Institut NIST jede Cloud fünf Kriterien unbedingt erfüllen (Quelle: BSI):

  • „Selbstbedienung“ auf Abruf:
    • Nutzende müssen ohne die Intervention einer weiteren Person jederzeit auf die Cloud zugreifen können.
  • Offen für alle gängigen Technologien (ob Smartphone, Tablet, PC, oder was auch immer):
    • Das Cloud-Netzwerk muss einen breit gefächerten Zugang ermöglichen.
  • Ressource Pooling“:
    • Nutzende können auf die Wolke als Ganzes zugreifen, ohne mit dem inneren Server-Aufbau in Berührung zu kommen bzw. diesen wahrzunehmen.
  • Automatische Anpassung der verfügbaren Ressourcen je nach aufkommendem Bedarf:
    • Schnelle und unauffällige Anpassung an die kontinuierlich wechselnden Bedürfnisse der Nutzenden.
    • Dadurch bekommen Cloud-Nutzende den Eindruck eines unbegrenzten Speicherplatzes.
  • measured Service
    • Permanente Überwachung und Optimierung der nach außen nicht sichtbaren Infrastruktur.

Und was bringt Cloud-Computing…?

Cloud: mehr IT-Stabilität, einfacheres IT-Management

Mit der Cloud müssen sich Nutzende nicht um die Server-Auswahl kümmern: In der Wolke wird flexibel mal auf den einen, mal auf den anderen Server zugegriffen. Der Vorteil? Fällt ein Server aus, springt der nächste Server ein, ohne dass es zu Unannehmlichkeiten führt. Das sorgt für mehr IT-Stabilität und schützt vor unangenehmen Ausfällen. Aber auch die eigene lokale Infrastruktur kann durchatmen und das IT-Management wird vereinfacht. Schließlich übernimmt die Cloud zeitraubende Anwendungen und erledigt sie durch ihre vielfältige und flexible Struktur in Rekord-Zeit. Die Cloud stellt nämlich nicht nur zusätzlichen Speicherplatz zur Verfügung, sondern ermöglicht beispielsweise Entwickelnden und IT-Fachleuten die Entwicklung und Testung Cloud-nativer Anwendungen bzw. das Ausführen komplexer Software in der Cloud.

Cloud-Computing:
Mehr Flexibilität in den Arbeitsabläufen

In einer Zeit, in der Politik, Industrie und Bildung zunehmend Digitalisierung als Aushängeschild benutzen, steht Cloud-Computing bei vielen auf der Tagesordnung. Cloud-Lösungen sorgen für mehr Flexibilität und reibungslose Arbeitsabläufe.

Wenn ein Must-Have-Kriterium jeder Cloud die ständige Verfügbarkeit auf Abruf ist, dann bedeutet das für die Nutzerinnen und Nutzer, dass sie nun von überall auf die eigenen Daten zugreifen können. Somit sind Anwendende nicht mehr abhängig von ihrer eigenen lokalen Hardware. Und das passt wiederum perfekt zum aktuellen sehr beliebten Trend des mobilen Arbeitens – zumal die meisten Cloud-Lösungen auch Synchronisationsoptionen, File-Sharing oder paralleles Arbeiten an Dokumenten ermöglichen. So lässt sich aus der Distanz heraus auch Team-Arbeit digital top umsetzen und kollaboratives Arbeiten wird durch optimale Vernetzung gefördert. Außerdem geht der Wechsel zwischen Dienstarbeitsplatz und Heimrechner nicht mehr mit lästigen USB-Sticks oder Ähnlichem einher. So wird die Umsetzung hybrider, moderner Arbeitsmodelle zum Kinderspiel und die Arbeitsprozesse werden obendrein optimiert.

Cloud-Vielfalt & Cloud Native-Anwendungen (CNA)

Da das Spektrum der zur Verfügung stehenden Clouds immer breiter wird, die Nachfrage rasant ansteigt und die Bedürfnisse hierbei immer komplexer werden, müssen dringend Cloud-Standards her. Denn nur mit solchen Standards können Abhängigkeiten zu einzelnen Cloud-Anbietern vermieden werden. Zudem garantieren Standards ein flexibleres Transportieren von Daten zwischen verschiedenen genutzten Clouds. Daher stehen Cloud-native-Anwendungen im Fokus der Entwickelnden im Bereich Cloud-Computing. Was sind Cloud-native Anwendungen? Das sind Anwendungen, die gezielt für Cloud-Architekturen konzipiert werden und sich den verschiedenen Cloud-Anwendungen anpassen können. OASIS TOSCA oder das GAIA-X-Projekt sind Beispiele für solche Cloud-native Bestrebungen. Hierbei rückt das Interesse an sogenannten „Managed Cloud-Umgebungen“ immer mehr in den Vordergrund.

Container & Cloud-Micro-Services

IT-Expertinnen und IT-Experten suchen darüber hinaus kontinuierlich nach noch schnelleren und effizienteren Gestaltungsmöglichkeiten. Denn die hinter der Wolke steckende IT-Infrastruktur soll die immer riesiger werdenden Datenmengen bestmöglich verwalten können. So geht der Trend hin zu Container-Architekturen, die den Vorteil einer großen Ressourcenschonung mit sich bringen. So kann mit weniger, in Container aufgesplitteten Servern eine viel größere Effizienz erreicht werden. Denn Container booten nicht nur schneller als virtuelle Maschinen. Sie ermöglichen auch die Aufteilung der Cloud-Anwendungen in Micro-Services (bspw. Datenabruf, E-Mail usw.), die unabhängig voneinander laufen. Außerdem lassen sich Container leichter zwischen Clouds hin und her bewegen.

Allerdings wird nicht nur die hinter der Wolke versteckte IT-Infrastruktur immer komplexer. Auch die Cloud-Services sind so vielfältig wie die jeweiligen Bedürfnisse der Nutzenden selbst.

Cloud-Computing: Es lebe die Vielfalt!

Es gibt Clouds… und Clouds: Sei es im Privaten oder im Unternehmen: Wir haben uns alle schon mal darüber Gedanken gemacht, wie wir unsere sensiblen Daten am besten schützen könnten. Früher waren es Disketten, dann CD-ROMS, dann immer effizienter werdende USB-Sticks. Später kamen die externen Festplatten noch dazu, um sich gegen Datenverlust bestmöglich zu wappnen. Heute sind auch Clouds in aller Munde, wenn es um Backups, zusätzlichen Speicherplatz oder um Mobilität geht. Doch Cloud ist nicht gleich Cloud. Hinter diesem wolkigen Begriff verstecken sich sehr verschiedenartige Cloud-Computing-Modelle, die je nach vorliegenden Bedürfnissen besser oder schlechter geeignet sein werden.

Cloud als Backup-Möglichkeit

Was sind die deutschen Vorlieben in Sachen Datensicherung? Laut einer statista-Umfrage aus dem Jahr 2019 entscheiden sich 79 % der zwischen 16 und 69 Jahre alten deutschen Wohnbevölkerung für die externe Festplatte, wenn es darum geht, ein Backup ihrer wichtigen Daten zu erstellen. 28 % greifen noch zum USB-Stick, während 24 % den Online-Backup in der Cloud wählen. Alle anderen genannten Backup-Varianten (bspw. CD oder DVD) liegen unter 10 %.

An den Prozentzahlen merkst du es schon: Bei dieser Umfrage waren Mehrfachnennungen möglich. Somit kannst du davon ausgehen, dass die meisten Leute eine mehrfache, teilweise differenzierte Absicherung an verschiedenen Speicherorten wählen.

Allgemein werden Clouds immer populärer und 25 % der deutschen Nutzerinnen und Nutzer solcher Angebote tun dies, um sich gegen Datenverlust abzusichern (Quelle: statista-Umfrage). Doch welche Anbieter werden vorzugsweise gewählt? Das Angebot in der Cloud-Computing-Welt ist mittlerweile recht üppig, jedoch haben die zahlreichen Anbieter jeweils verschiedene Schwerpunkte. Manche davon sind kostenlos, andere kostenpflichtig. Dabei schwanken sowohl die angebotenen Dienstleistungen, als auch das Preis-Leistungs-Verhältnis – je nach gewähltem Anbieter.

Cloud-Computing: Weltweit dominierende Cloud-Anbieter

Wenn man sich die weltweiten Marktanteile anschaut, dann landet im Beobachtungszeitraum 06.2018–06.2019 Microsoft Azure mit 11,7 % auf Platz 1, gefolgt von Amazon (AWS) mit 10,8 % auf Platz 2, dicht gefolgt von IBM (9,9 %) und Salesforce (7,8 %). Und Google hinkt mit 3,2 % hinterher. (Quelle: statista-Umfrage)

Internationale Cloud-Anbieter in der EU nicht unproblematisch

Aufgrund der im Mai 2018 in Kraft getretene EU-DSGVO sind außereuropäische Cloud-Anbieter stark in die Kritik geraten. So sind gerade die weltweit dominierenden Cloud-Anbieter wie Microsoft, Amazon, IBM oder Apple auf EU-Ebene nicht ganz unproblematisch.

Infolgedessen haben manche internationalen Betreiber wie Amazon oder Microsoft ihr Cloud-Angebot den neuen rechtlichen Gegebenheiten angepasst und nutzen für ihre EU-Userinnen und User ausschließlich Server, die auf EU-Boden verortet sind – wie beispielsweise Server in Frankfurt am Main. Auch Dropbox benutzt die in Frankfurt gelegenen AWS-Server, um dem Misstrauen deutscher Unternehmen entgegen zu wirken.

Deutsche Cloud-Anbieter

Aufgrund der datenschutzrechtlichen Brisanz bekommen deutsche Anbieter einen starken Rückenwind. So bietet beispielsweise die Deutsche Telekom mit ihrer MagentaCloud einen attraktiven Dienst an. Doch auch WEB.DE Online Speicher oder die Cloud-Lösungen von GMX sind mit der EU-DSGVO konform. Zu guter Letzt hat auch Strato HiDrive einen sehr guten Ruf, wenn es um Datenschutz in der Cloud geht. Natürlich gibt es noch zahlreiche weitere deutsche Cloud-Anbieter, die dem in Deutschland geltenden Datenschutzgesetz unterliegen. (Quelle: Netzwelt)

Cloud-Lösungen: Free, Freemium, & Abos

Viele Cloud-Angebote stehen kostenlos zur Verfügung; allerdings häufig nur mit begrenzten Speicherkapazitäten. Dabei sind die kostenlos zu erhaltenden Speichervolumina je nach Anbieter sehr unterschiedlich. Nur zur Veranschaulichung:

  • Bei MagentaCloud gibt es für nicht-Telekom-Kunden 10 GB Speicherplatz.
  • Hingegen sind es bei Google Drive 15 GB.
  • Wer Dropbox ohne kostenpflichtiges Abo nutzen will, kann nur auf 2 GB zurückgreifen.
  • Und bei Microsoft OneDrive sind es 5 GB – außer du hast Microsoft 365 erworben und dadurch 1 TB OneDrive-Speicherplatz erhalten.

Diese Bindung an weitere Service-Angebote findest du auch bei Amazon, die der Prime-Kundschaft die Speicherung von Fotos in der Cloud ermöglicht. Oder bei der Deutschen Telekom, die ihrer Kundschaft 25 GB Speicherplatz kostenlos zur Verfügung stellt.

Wenn du mehr Speicherplatz bzw. auf mehr Funktionen und Dienstleistungen der Cloud zugreifen möchtest, hast du die Möglichkeit, auf ein kostenpflichtiges Abo umzusteigen. Dabei kannst du grob zwischen Anbietern unterscheiden, die völlig kostenlos sind („free“), und zwischen solchen, die einen Teil ihrer Dienstleistungen kostenlos anbieten, und für weitere Funktionen kostenpflichtige Premium-Dienste zur Verfügung stellen. Schließlich gibt es noch Anbieter, die nur kostenpflichtige Dienste bereitstellen. Doch auch in der Art der angebotenen Dienstleistungen gibt es große Unterschiede, die der vielfältigen Nachfrage gerecht zu werden versuchen.

Cloud-Computing für alle Lebenslagen:
public, private & hybrid

Allgemein kannst du zwischen öffentlichen, privaten und „gemischten“ Clouds unterscheiden. Je nachdem, wer auf die Cloud zugreifen kann, wirst du diese als „public“, „private“ oder „hybrid“ bezeichnen.

Public Cloud

Die Infrastruktur einer „Public Cloud“ ist für die breite Öffentlichkeit konzipiert, komplett ausgelagert (also außerhalb der Räumlichkeiten der betreffenden Nutzenden) und wird als Dienst gemietet. Dabei richtet sich der Preis nach der jeweiligen Nutzungsintensität („pay-as-you-go“). Die vollständige Kontrolle über die beteiligte Hardware und die dazugehörige Software verbleibt bei den Public Cloud-Anbietern (auch „Cloud-Hoster“ genannt). Die komplette Hardware (samt Rechner, Server und Netzwerk-Geräten), die zum Cloud-Aufbau notwendig ist, befindet sich nämlich in den Räumlichkeiten des betreffenden Anbieters.

Private Cloud

Bei der „Private Cloud“ wird die dahinterliegende Infrastruktur nur für eine bestimmte Organisation betrieben. Somit hat nur letztere Zugriff auf die Cloud. Dabei erfolgt die Betreuung der IT-Infrastruktur entweder intern (mit eigenen Servern und eigener IT-Wartung) oder extern (durch Dritte, beispielsweise durch ein Rechenzentrum). Ob die Wartung intern oder extern stattfindet, ändert nichts daran, dass die Cloud-Infrastruktur in einem privaten, nicht öffentlichen Netzwerk (mit eigener Hardware und Software) verbleibt.

Virtual Private Cloud

Wird in einer öffentlichen Cloud ein eigenes privates Netzwerk virtuell aufgebaut, welches von der restlichen öffentlichen Cloud abgeschirmt ist, spricht man von „Virtual Private Cloud“. Meistens wird hierfür eine sichere VPN-Verbindung eingesetzt. So bietet OneDrive von Microsoft eine sogenannte „Personal Vault“, deren Zugang mit Zwei-Faktor-Authentifizierung besonders geschützt ist.

Community Cloud

Eine weitere Sonderform der Private Cloud stellt die „Community Cloud“ dar. Hier teilt sich nämlich eine „Gemeinschaft“ eine Cloud als (lokales) Gemeinschaftsprojekt. Somit ist die Cloud auf einen bestimmten Kreis von Nutzenden beschränkt. Ein Beispiel dafür liefert Sciebo: Das ist eine vom Land NRW geförderte Cloud-Infrastruktur, auf die derzeit Mitarbeiter*innen und Studierende an zehn Universitäten, 19 Fachhochschulen und ein Forschungszentrum in NRW zugreifen können. Hierbei handelt es sich um ein nicht kommerzielles Angebot, das ausschließlich in Deutschland verortete Server benutzt und somit dem deutschen Bundesdatenschutzgesetz unterliegt. Sciebo ist häufig Teil eines DSGVO-konformen Campusmanagement-Systems.

Hybrid Cloud

Angesichts des relativ hohen Wartungsaufwands einer privaten Cloud und aufgrund teilweise beschränkter Ressourcen entscheiden sich viele für eine Mischform, die öffentliche und private Cloud-Komponenten vereint. In dem Fall werden sensible Daten per Private Cloud gespeichert, während unproblematische Inhalte in der öffentlichen Cloud landen. Eine solche hybride Lösung verleiht dem IT-Management mehr Flexibilität. Hybride Modelle sind im Jahr 2020 DAS Thema im Bereich Cloud-Computing.

Multi-Clouds & Cloud-Management-Plattformen

Ein weiterer aktueller Trend der Cloud-Computing-Welt geht in Richtung „Multi Clouds“. Hier werden nicht nur hybride Cloud-Modelle genutzt, sondern auch noch verschiedene Cloud-Anbieter parallel in Anspruch genommen. Das geht mit mehr Spielraum im IT-Management einher, bringt aber auch mehr Komplexität in den Alltag.

Cloud-Management-Plattformen (CMP) &
Managed-Service-Provider

Angesichts der wachsenden Herausforderungen von Multi-Clouds-Lösungen werden Cloud-Management-Plattformen und sogenannte „Managed-Service-Providers“ immer häufiger in Anspruch genommen. So bieten beispielsweise Red Hat (CloudForms), IBM (Multicloud Manager) und Microsoft (Microsoft Azure) solche Management-Plattformen an. Hierbei entstehen auch immer mehr Container-Management-Plattformen – ganz entsprechend dem Trend des Effizienz-steigernden Container-Aufbaus.

Cloud-Computing als Dienstleistung:
SaaS, PaaS & IaaS

Die diversen SaaS-Angebote können als Weiterentwicklung des ASP-Modells angesehen werden. Während bei den sogenannten „Application Service Providers“ (ASP) eine lokale Installation der zur Verfügung gestellten Software noch notwendig war, erfolgt der Zugang im „Software-as-a-Service“-Modell ausschließlich über das Internet, bzw. über die Cloud. Die Bandbreite solcher Cloud-Services ist über die Jahre immer vielfältiger geworden. So werden auch unter anderem Plattformen (PaaS) oder Infrastrukturen (IaaS) als Dienstleistungen über die Cloud angeboten. Doch inwiefern unterscheiden sich diese verschiedenen Cloud-Services bzw. für wen sind sie konzipiert? Wir klären auf.

SaaS: Software as a Service

Mit SaaS sind alle Online-Dienste gemeint, die Software ausschließlich über die Cloud zur Verfügung stellen. Als SaaS können somit alle cloudbasierten Software-Angebote bezeichnet werden. Hierunter fallen sowohl Betriebssysteme (vgl. PaaS), als auch Plattformen wie Zendesk, Anwendungen wie Slack, das cloudbasierte Microsoft Office 365 oder browserbasierte E-Mail-Dienste – um nur wenige Beispiele zu nennen.Mit SaaS-Lösungen kannst du die eigene Hardware schonen sowie Speicherplatz sparen.

PaaS: Platform as a Service

„Platforms as a Service“ (PaaS) können als eine besondere Form von SaaS beschrieben werden. Sie sind zwischen SaaS- und IaaS-Angeboten zu verorten. PaaS richten sich vorrangig an Entwickelnde, die auf einer über die Cloud zur Verfügung gestellten Plattform aufwendige Kodierungsprozesse, sowie die Testung selbst entwickelter Software vornehmen können. Dabei sind die Nutzenden nicht für die Pflege und das Aufrechterhalten der dahinterliegenden Infrastruktur zuständig; sie können sich also vollkommen ihren Entwicklungstätigkeiten widmen.

PaaS-Modelle sind eine attraktive Möglichkeit zur ressourcenschonenden Entwicklung und Testung Cloud-nativer Anwendungen. Während PaaS-Angebote anfangs nur als „Public Cloud“ zur Verfügung standen, sind inzwischen auch private bzw. hybride Varianten vorhanden. So kann das Management der Plattform eigenen internen Abteilungen überlassen werden.

PaaS: Arbeitsprozesse im Unternehmen optimieren

PaaS-Modelle sind nicht nur für Entwickelnde attraktiv, sondern bieten auch für Unternehmen eine interessante Lösung zur Optimierung der Team-Kollaboration. Mit einem Download ist der Dienst auch direkt verfügbar. Und das Gute dabei ist: Mit PaaS ist die Umgebung bereits eingerichtet und wird als funktionierendes Ganzes zur Verfügung gestellt. Um die Wartung müssen sich die Unternehmen nicht kümmern. Und bei Bedarf kann auf der Plattform auch eigene Software ressourcenschonend entwickelt werden. Dank der Auslagerung aufwendiger Tätigkeiten in die Cloud wird die eigene IT-Architektur geschont. Die Arbeitsprozesse werden obendrein beschleunigt und optimiert. Ein gutes PaaS-Beispiel ist Cloud Foundry, eine open-sourced Multi-Cloud-Application, die sich für kollaborative Arbeitsprozesse eignet. Bei Microsoft Azure findest du selbstverständlich auch PaaS-Lösungen.

IaaS: Infrastructure as a Service

Entscheidet sich ein Unternehmen für ein IaaS-Modell, wird ihm nur die Infrastruktur zur Verfügung gestellt. Das Unternehmen ist dann selbst für die Wartung und das Management der Infrastruktur zuständig. Mit der IaaS-Lösung wird praktisch ein Server (mit einer bestimmten Rechenleistung und einem definierten Arbeitsspeicher) virtuell angemietet; und dessen Konfigurierung (samt Betriebssystem) obliegt den Nutzenden. Hiermit haben die Cloud-Nutzenden die volle virtuelle Kontrolle über die von ihnen selbst betriebene Infrastruktur.

Gerade bei hoch sensiblen Inhalten ist IaaS die einzige Möglichkeit, die volle Kontrolle über die eigene IT-Infrastruktur zu behalten – vorausgesetzt natürlich man ist in der Lage, die hierfür notwendigen Ressourcen aufzubringen. Microsoft Azure ist eine Möglichkeit unter vielen, eine solche IaaS aufzubauen. So können Unternehmen mit dem Software-Produkt Windows Server 2019 Data Center über die Microsoft Azure-Cloud eine eigene vernetzte Architektur aufbauen.

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