Cloud Computing

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Geschichte

Cloud Computing ist keine neue Technologie. Versuche Cloud-Anwendungen und cloudbasierte Systeme zu entwickeln, gab es bereits Anfang der 1990er Jahre. Diese scheiterten jedoch an der Tatsache, dass die technische Grundlage noch nicht so fortschrittlich war, um eine stabile Datenübertragung zwischen den Hosts und cloudbasierten Systemen zu ermöglichen.

Doch bereits damals prophezeiten IT-Pioniere, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis sich Computer auf das Netz verteilen und cloudbasierte Systeme entstehen, die auch im Mainstream außerhalb von Forschungseinrichtungen und Universitäten ihren Einsatz finden werden. Ende der 1990er Jahre wurde dann die Zeit des Cloud Computings mit der Entwicklung der innovativen Multitenant-Architektur eingeläutet.

Das Frauenhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik hat im Jahr 1995 das BSCW-System vorgestellt. Bei diesem System handelt es sich um eine Cloud Computing-Anwendung (Groupware), welche die Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen Benutzern über das Internet unterstützte. Benutzer konnten cloudbasierte Dokumente erstellen und in einen Ordner hochladen und diesen dann bei Bedarf mit anderen Nutzern teilen.

Im Laufe der Jahre wurde Cloud Computing fortwährend weiterentwickelt und optimiert, sodass Anfang der 2000er Jahre eine Reihe innovativer cloudbasierter Systeme auf den Markt kamen, die jedoch in erster Linie für den Einsatz in professionellen Umgebungen ausgelegt waren. Erst mit dem Aufkommen sozialer Netzwerke und der rasanten Zunahme an modernen Online-Dienste Mitte der 2000er Jahre, wie beispielsweise YouTube oder Facebook, rückte die Cloud immer stärker im Consumer-Bereich in den Vordergrund.

In diesem Kontext wurde der Begriff Cloud in erster Linie durch US-amerikanische IT-Giganten wie Google oder Amazon geprägt. Diese Unternehmen wurden aufgrund des rasend schnellen Wachstums ihrer Nutzerbasis mit dem Problem der Skalierbarkeit und Verfügbarkeit ihrer Online-Dienste konfrontiert. Es mussten neue Systeme entwickelt werden, die auch zu Spitzenlastzeiten ausreichend Performance zur Verfügung stellen und jedem Nutzeransturm standhalten können.

Architektur

Das Hauptziel bei der Entwicklung moderner Cloud Computing-Systeme ist es, eine möglichst hohe Skalierbarkeit bereitzustellen. In diesem Grundgedanken finden sich auch die wichtigsten Unterschiede zu traditionellen System-Architekturen.

Um sich die Cloud-Architektur besser visualisieren zu können, kann man sich einen klassischen Desktop-PC vorstellen. Dieser setzt sich aus einem Hauptprozessor, Arbeitsspeicher, Festplattenspeicher sowie weiteren Hardware- und Softwarekomponenten zusammen. All diese Komponenten kommen auch bei einer Cloud zum Einsatz. Der wesentliche Unterschied besteht in der Tatsache, dass sie dort in einer Form eingesetzt werden, die eine enorme Skalierung ermöglicht.

Unterschiedliche Arten von Cloud Computing

Moderne Cloud-Systeme lassen sich in den sogenannten “Cloud-Stack” mit drei Schichten einteilen:

• Anwendung (SaaS)
• Infrastruktur (PaaS)
• Plattform (IaaS)

Bei diesem Modell bauen die oberen Schichten auf die unteren Schichten auf. Jede Schicht des Cloud-Stacks stellt ein gewisses Maß an Abstraktion dar. Anhand dieser Schichten lassen sich auch die unterschiedlichen Arten von Cloud-Systemen klassifizieren.

Infrastructure as a Service (IaaS)

Mit “Infrastructure as a Service” wird eine Art von Cloud-Systemen bezeichnet, bei der der Nutzer die benötigten Rechenkapazitäten von einem Cloud-Anbieter mietet. Dieses Konzept bietet eine Reihe unterschiedlicher Anwendungsmöglichkeiten:

• Spitzenlastzeiten werden effektiv abgefangen
• Skalierbarkeit sämtlicher IT-Systemen
• Ressourcen, die nicht mehr benötigt werden, können sofort wieder freigegeben werden
• Für Anwendungsfälle, die selten ausgeführt werden, muss keine spezielle Infrastruktur vorhanden sein

Der bekannteste Anbieter von IaaS-Lösungen ist Amazon Web Services, der sowohl Privatkunden als auf internationale Großkonzerne mit den benötigten IT-Ressourcen versorgt.

Platform as a Service (PaaS)

Bei PaaS-Systemen entwickelt ein Programmierer eine Anwendung und lädt diese bei einem Cloud-Anbieter hoch. Die PaaS-Cloud übernimmt dann automatisch, die Aufteilung sämtlicher Ressourcen, sodass der Benutzer selbst keine komplexen Konfigurationen des Systems vornehmen muss. Im direkten Vergleich zu PaaS-Systemen hat der Benutzer hier keine direkte Kontrolle auf die Recheninstanzen bzw. die virtuellen Server.

Einige bekannte Beispiele für PaaS-Lösungen sind die App-Engine von Google oder die Azure Cloud von Microsoft. Da der Benutzer in diesem Fall lediglich seine Applikation liefert, kann das Cloud-System die Anzahl der benötigten Recheninstanzen nach Bedarf automatisch erhöhen oder reduzieren. Dabei werden sämtliche technische Komponenten abstrahiert, da der Benutzer des Cloud-Systems in erster Linie seine Anwendung betreiben und sich mit komplexer System-Administration nicht explizit beschäftigen möchte.

Software as a Service (SaaS)

SaaS-Lösungen stellen die Schicht mit dem höchsten Abstraktionsgrad dar. In diesem Anwendungsfall bringt der Benutzer weder seine Anwendung in ein Cloud-System ein, noch muss er sich um die Konfiguration des Systems kümmern. Der Benutzer nutzt eine bestehende Anwendung, die ihm im Rahmen einer Cloud-Plattform zur Verfügung gestellt wird. Bekannt Beispiele für SaaS-Anwendungen sind Google Drive, Nextcloud oder iCLoud von Apple.

Vorteile

Cloud Computing bietet im Vergleich zu traditionellen Systemen viele Vorteile. Neben der Skalierbarkeit virtueller IT-Ressourcen besteht der wesentliche Vorteile von Cloud Computing in der Kosteneinsparung. IT-Ressourcen werden im Rahmen eines Cloud-Systems immer nur so viel genutzt, wie benötigt.

Demzufolge fallen auch keine Fixkosten für Hardware und Softwarelizenzen an. Hinzu kommt noch, dass IT-Ressourcen in der Cloud für Unternehmen viel günstiger sind, weil die Fixkosten (Anschaffung, Wartung) von den Nutzern der Plattform gemeinsam getragen werden.

Der Einsatz von Cloud Computing eröffnet völlig neue Möglichkeiten für das Experimentieren. Unternehmen können neue Geschäftsmodelle testen und erproben, ohne das Risiko einzugehen, sich an langfristige Verträge binden oder größere Investitionen in die IT vornehmen zu müssen. Diese reduzierten Zugangsbarrieren stellen insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen eine interessante Möglichkeit dar, um andere Märkte und Zielgruppen zu erreichen.

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