Was ist Cloud Computing?

Cloud Computing ist der Sammelbegriff für alle Technologien und Geschäftsmodelle, die IT-Ressourcen aus Rechenzentren heraus dynamisch bereitstellt und die Nutzung flexibel abrechnet. Cloud Computing ist dabei kein fester Produktbegriff, sondern umfasst unterschiedliche Computing-Aspekte, wie Netzwerkinfrastruktur, Software und Datenspeicherung. All diese Produkte werden als Service angeboten, bei dem man am Ende nur das bezahlt, was man tatsächlich nutzt. Cloud Computing-Dienste werden über das Internet oder Intranets bedarfsorientiert und variabel angeboten. Virtualisierte Server und Netzwerke sind die Basis innerhalb der Rechenzentren. Cloud Computing führt dazu, dass IT-Ressourcen zunehmend industrialisiert und standardisiert angeboten werden und häufig Grundlage für die Digitalisierung von Wirtschaftsunternehmen und anderen Institutionen gelten. Typisch für das Cloud Computing nutzende Unternehmen oder die sonstige Institution ist es dabei, langfristige Investitionsausgaben (sog. CAPEX) für Informationstechnologie durch liquiditätsschonende operationale Kosten (sog.. OPEX) ersetzen.

Cloud Computing wird in der Regel über das Internet oder Intranets betrieben. Der Anwender setzt Cloud-Computing-Dienste mittels Browser basiertem Dashboard (z.B. dem ProfitBricks Data Center Designer DCD), über SSH-Login auf Linux basierte Serversysteme oder über Schnittstellen wie bspw. REST-APIs auf. Mit diesen Instrumenten werden die Cloud Computing-Dienste dann auch gesteuert.

Unternehmen, die Cloud Computing anbieten, heißen in der Regel Cloud-Anbieter oder Cloud Provider und sind hochspezialisierte Dienstleister. Cloud-Computing-Dienste ermöglichen es dem Anwender, kostengünstig, flexibler und skalierbarer, häufig zügiger an IT-Ressourcen zu gelangen und diese qualitätsgesichert zu nutzen. 
 

Angebotsvarianten des Cloud Computing

Es gibt vier Angebotsvarianten des Cloud Computing: Storage as a Service, Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) und Software as a Service (SaaS). Da diese Kategorien aufeinander aufbauen, werden sie mitunter als Cloud-Computing-Stack bezeichnet. Jedoch gibt es immer mehr IT-Dienste, die ‘as-a-Service offeriert werden. Am besten lassen sich die Unterschiede und Besonderheiten dieser verschiedenen Angebote erkennen, wenn man sie in folgende Ebenen unterteilt:

  1. Die Basis bildet IaaS zusammen mit SaaS. Beide Cloud Computing Typen sind eng miteinander verwandt. Diese Ebene beinhaltet die gesamten Netzwerkausstattung und Server-Hardware, die man benötigt, um eine Cloud-Umgebung zu erzeugen
  2. Die zweite Ebene bildet die Plattform-Software, die gebraucht wird, um Anwendungen zu entwickeln und zu modifizieren. Viele Plattform-Software-Unternehmen nutzen IaaS und bauen ihre Arbeitssysteme darauf auf. PaaS ist somit das Zentrum der drei Cloud-Ebenen.
  3. Die dritte Ebene beinhaltet alle Applikationen, die ein Anwender nutzen kann, angefangen von Verwaltungsprogrammen bis hin zu CRM-Anwendungen. Die Ebene beinhaltet auch mögliche darunter liegenden Entwickler- und Modifikations-Programme (Plattform) und die Infrastruktur. Diese Ebene ist die SaaS-Ebene.

Hinsichtlich des Orts der Bereitstellung von Cloud Computing spricht man von Public Cloud, Private Cloud und Hybrid Cloud. Public Clouds werden durch externe Cloud-Anbieter betrieben, Private Clouds durch das nutzende Unternehmen selbst, wogegen Hybrid Clouds Mischformen des Cloud Computing darstellen. Nicht zuletzt können Public und Hybrid Cloud auch als Multi-Cloud betrieben werden; in diesem Fall greift das Unternehmen, das Cloud Computing vornimmt, auf die Dienste mehrerer externer Cloud Provider gleichzeitig zurück. 
 

Viele Organisationen und Konsumenten haben inzwischen die enormen Vorteile von Cloud Computing erkannt:

  1. Zeit und Kosten sparen: Im Cloud Computing zahlt der Nutzer nur das, was er tatsächlich auch nutzt. Hardware muss nicht immer wieder neu gekauft oder ersetzt werden. Auch entfällt der Aufwand für die Organisation von Updates, Wartung oder Reparaturen.
  2. Elastisch/Skalierbar: Infrastruktur kann je nach Bedarf ganz einfach vergrößert oder verkleinert werden. Dies ist insbesondere wichtig, um auftretende Leistungsspitzen im Datenverkehr auszugleichen und eine stabile Verfügbarkeit des Service zu gewährleisten. Zudem ermöglicht die Skalierbarkeit der Infrastruktur eine bedarfsgenaue Abrechnung der Leistungen.
  3. Niedrigere Eintrittsschwelle: Kleinere Unternehmen mit einem geringeren wirtschaftlichen Spielraum können über die Cloud einfacher einen Marktzugang erwerben. Statt hoher Vorleistungen, die durch die Anschaffung von Infrastruktur und Software anfallen, zahlen sie nur regelmäßige Nutzungsgebühren.
  4. Sicherheit und Zuverlässigkeit: Durch die Nutzung unterschiedlicher Rechenzentren wird es möglich, Informationen an mehr als nur einem Ort zu speichern (Redundanz). Für den Fall, dass sich eine Umweltkatastrophe oder ein großflächiger Stromausfall ereignen, sind die Daten weiterhin verfügbar. Die meisten Anbieter garantieren eine Verfügbarkeit von mindestens 99%. Anbieter von Cloud-Diensten können zum Schutz von Daten eine ganze Reihe an Sicherheitsvorkehrungen installieren - ein wichtiges Argument für Unternehmen, die ihre eigene IT verwalten, denn der Kauf von Sicherheitslösungen ist in der Regel wesentlich kostenintensiver.
  5. Schnelligkeit/Flexibilität: Sich nicht um die eigene IT und deren Aufrüstung kümmern zu müssen, heißt auch, Produkte schneller auf den Markt bringen zu können. Ebenso lassen sich Einstellungen und Updates schnell aufspielen. Dadurch werden Ausfallzeiten der Services reduziert, da Änderungen und Updates in Echtzeit hinzugefügt werden können, ohne dass das System angehalten werden muss.
  6. Verfügbarkeit: Auf Daten in einer Cloud kann von überall und mit jedem internetfähigen Gerät zugegriffen werden.
  7. Umweltfreundlich: Neue Rechenzentren sind meistens mit effizienter und Strom sparender Hardware ausgestattet. Viele Rechenzentren beziehen zudem Strom aus erneuerbaren Energien. Darüber hinaus sind viele Rechenzentren an natürlichen Wasserquellen gebaut, um damit umweltschonend die Kühlsysteme zu betreiben.
     

IT-Ressourcen können im Rahmen des Cloud Computing vergleichsweise kurzfristig bereitgestellt werden. Diese sog. Provisionierung erfolgt in der Regel durch den Anwender in Selbstbedienung oder durch einen dazwischen geschalteten Managed Cloud Services Provider mit der nötigen Expertise. Der Haupteffekt des Cloud Computing ist die dynamische Ressourcenverwaltung; sie erlaubt eine höhere Effizienz in der Nutzung der physischen Ressource. Dazu wird Hardware virtualisiert und bei IaaS zum Beispiel der parallele Betrieb mehrerer virtualisierter Maschinen (VM) auf einem physikalischen Server ermöglicht. Virtualisierung ist somit ein wichtiger Baustein für die Ausnutzung von Skaleneffekten durch den Cloud Computing-Anbieter; von diesen Skaleneffekten profitiert letztlich das anwendende Unternehmen durch geringere (Fix-)Kosten. Im Gegensatz zu reiner Hardware-Virtualisierung macht sich Cloud Computing die Virtualisierung auch für andere IT‑Ressourcen nutze und virtualisiert im Zuge von PaaS technische Frameworks oder Plattformen für Softwarebetrieb oder virtualisiert bei SaaS gleich die Software für den Endanwender mit. Welche physikalischen Ressourcen ein Anwender am Ende tatsächlich nutzt, ist zweitrangig. In der Regel erhält er eine garantierte Leistung aus der Cloud.

Entwicklung & Trends

Cloud Computing hat seit Beginn des Jahres 2012 einen enormen Aufschwung erfahren. Die USA sind momentan Vorreiter, was die Akzeptanz und Nutzung von Cloud Computing angeht: Laut Angabe des Marktforschungsinstitut NPD Group haben im letzten Jahr bereits 76% der Amerikaner einen internetbasierten Cloud Service genutzt. Generell vertraut mit dem Begriff Cloud Computing waren allerdings erst 22%. Die Akzeptanz in Europa ist nicht weit von solchen Zahlen entfernt. Die Experton Group sagte im Jahr 2010 voraus, dass der deutsche Cloud Computing Markt bis 2015 von 1,14 Milliarden € ($ 1,5 Milliarden) auf voraussichtlich 8,2 Milliarden € ($ 10,8 Milliarden) ansteigen werde.

Die Idee des Cloud Computing entstand durch Firmen, deren Rechenzentren nicht ausgelastet waren. Der vorhandene, überschüssige Speicherplatz wurde zum Produkt, das an Unternehmen verkauft werden konnte, die zwar alle Komponenten eines Rechenzentrums benötigten, jedoch nicht die massiven Fixkosten leisten konnten oder wollten, die ein eigenes Rechenzentrum verursacht. Laut einem Bericht von Forrester nutzen weniger als 50% aller Firmen ihre vollen Rechenzentrumskapazitäten. McKinsey und das Uptime Institut haben in einer Studie herausgefunden, dass nur 6% aller Server in einem Datacenter im Durchschnitt genutzt werden.

Die Idee der Netzwerkoptimierung wurde erstmals mit der Einführung von günstigen Virtual Private Networks (VPN) durch die Telefonindustrie in die Praxis umgesetzt, indem durch geschickte Steuerung des Datenverkehrs die vorhandene Netz-Bandbreite optimal genutzt wurde.

Als Amazon herausfand, dass sie gewöhnlich nur 10% ihrer Gesamtkapazitäten nutzten (um einen Puffer für Leistungsspitzen an Feiertagen bereit zu halten), entschieden sie sich, ihre Rechenzentren zu modernisieren, um ihre Effizienz zu erhöhen. Die neue Rechenzentrumsarchitektur ermöglichte ihnen neue Features schneller und einfacher zu implementieren. Beeindruckt von den Ergebnissen des Umbaus, entschlossen sie sich, diese Effizienz zu nutzen und als externes Produkt zur Verfügung zu stellen, in dem sie ihre nicht genutzte (aber bereits erworbene) Rechnerinfrastruktur hierfür verwendeten. Dieser Service wurde zu einem Produktpaket namens „Amazon Web Services (AWS) Utility Computing“ geschnürt und kam 2006 auf den Markt. Die Verfügbarkeit von leistungsstarken Netzwerken und die zunehmende Leistungsfähigkeit von Computern und Speichermedien machten das Konzept des Cloud Computing zu einem realistischen Geschäftsmodell. Eine wichtige Rolle im Aufstieg des Cloud Computing spielte auch die Einführung von Virtualisierungstechnik.

2011 erreichte der deutsche Outsourcing-Markt 20 Milliarden € ($ 26.3 Milliarden); eine Studie von IDC aus dem Jahre 2011 zeigt, dass 70% aller deutschen Unternehmen an einer Cloud Computing Strategie arbeiten oder planen, dies in der Zukunft zu tun. Eine Prognose von Gartner gibt die Größe des weltweiten Cloud Computing Marktes mit etwa 121 Milliarden € ($ 160 Milliarden) im Jahr 2013 an. Gartner schätzt, dass der Markt bis 2015 allein in West Europa auf 36 Milliarden € ($ 47.4 Milliarden) anwachsen wird. Die vielen Vorteile des Cloud Computing sprechen für diese hohen Wachstumsprognosen. Denn Cloud Computing spart Zeit und Geld, nimmt auf technischer Seite die Komplexität aus dem Unternehmen heraus und ermöglicht so den Mitarbeitern, sich voll auf die Kerngebiete des Unternehmens zu fokussieren.