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Cloud-Infrastruktur

In diesem Guide erfahren Sie, aus welchen Komponenten Cloud-Infrastrukturen bestehen und wie sie sich von Cloud-Architekturen unterscheiden.

Einleitung

Cloud Computing hat die Art und Weise, wie Unternehmen ihre IT-Systeme und -Ressourcen organisieren, grundlegend verändert. Das bedeutet auch, dass traditionelle On-Prem IT-Infrastrukturen den neuen Cloud-Infrastrukturen weichen mussten. Dank Cloud-Infrastrukturen können nun auch klein- und mittelständische Unternehmen ihre IT-Capabilities ausbauen, ohne dafür Unmengen in Computeraufrüstung, Rechenzentren und interne Entwicklung zu investieren. Aber was genau umfassen Cloud-Infrastrukturen und wie werden sie von Unternehmen genutzt?

Anstatt eine eigene IT-Infrastruktur aufzubauen, können Unternehmen nun einzelne Komponenten und Capabilities von Cloud-Infrastrukturen nach Bedarf mieten. Diese Herangehensweise bietet sowohl Flexibilität als auch Skalierbarkeit und erfordert gleichzeitig geringere Vorlaufkosten. Eine Cloud-Infrastruktur besteht sowohl aus Software- und Hardware-Elementen und umfasst weitere Komponenten wie Netzwerkausrüstung, Rechenleistung, Server, Datenspeicher und eine Schnittstelle, über die Benutzer auf ihre virtualisierten Ressourcen zugreifen können.

Erfahren Sie, wozu jede einzelne Komponente dient, wie genau sich Cloud-Infrastrukturen von Cloud-Architekturen unterscheidet und welche Vorteile Cloud Computing bietet.

 

Was genau ist eine Cloud-Infrastruktur?

Der Begriff „Cloud-Infrastruktur“ beschreibt alle Komponenten, die für Cloud Computing notwendig sind. Diese Komponenten bestehen aus Netzwerkressourcen, Hardware, Speicher und Funktionalitäten zur Visualisierung von Cloud-Infrastrukturen. Einfach gesagt – eine Cloud-Infrastruktur umfasst alle Tools, die für die Entwicklung von Cloud- und Host-Services sowie Applikationen innerhalb derselben Struktur erforderlich sind.

Eine Cloud-Infrastruktur ist eine virtuelle Infrastruktur, die durch das Internet oder ein Netzwerk bereitgestellt und genutzt wird. Es gibt jedoch unterschiedliche Bereitstellungsmodelle. Ein Unternehmen könnte sich bspw. dafür entscheiden, verschiedene On-Demand-Services oder -Produkte zu nutzen, wobei Infrastructure-as-a-Service (IaaS) das Basismodell ist. Hier werden dem Kunden alle vier Komponenten, also Netzwerk, Speicher, Hardware und Virtualisierung, bereitgestellt. Der Kunde selbst muss nur eine Softwareplattform zur Verfügung stellen. Mit IaaS werden Services meist vom Unternehmen verwaltet und gepflegt, was eine maximale interne Kontrolle ermöglicht.

Neben IaaS gibt es noch SaaS (Software-as-a-Service) und PaaS (Platform-as-a-Service). SaaS stellt Applikationen über ein webbasiertes Portal bereit und ist das am häufigsten verwendete Modell. PaaS andererseits kann eher mit IaaS verglichen werden Dieses Bereitstellungsmodell beinhaltet nicht nur die vier bereits erwähnten Komponenten von Cloud-Infrastrukturen, sondern auch eine Software-Plattform samt Middleware, Laufzeit- und Betriebssystemen. Dadurch können Kunden ihre eigenen Applikationen in der Cloud entwickeln, deployen und testen.

Cloud Computing hat die Verwaltung von IT-Ressourcen und -Systemen revolutioniert. Es startete als Trend und entwickelte sich mit der Zeit zu einer Kernkomponente flexibler und integrierter IT-Umgebungen. Mittels Cloud Computing können Unternehmen ihre Marktposition ausbauen und neue Applikationen einführen, ohne dafür in Hardware investieren zu müssen. Anstelle des Betriebs eines eigenen Rechenzentrums können Unternehmen nun flexible Cloud-Infrastrukturen von Cloud-Anbietern wie Microsoft Azure, Amazon Web Servies oder Google Cloud Plattform nutzen, die sowohl skalieren als auch einfach zu managen und zu warten sind.

 

Cloud-Infrastrukturkomponenten

Um Computing-Funktionalitäten als Service anbieten zu können, braucht es gewisse Komponenten, die für die Gestaltung einer Cloud-Infrastruktur notwendig sind. Es gibt insgesamt drei Elemente, die miteinander zusammenarbeiten müssen: Computing, Networking und Speicher. Während das Computing durch Server-Racks bereitgestellt wird, stützen sich das Networking oder der Datentransfer auf Router und Switches. Die Speicherkomponente erfordert in der Regel eine Kombination aus Festplatten und Flash-Speichern, die sich genau wie die Server außerhalb des Unternehmens befinden.

Aber womit befassen sich die einzelnen Komponenten genau? In der IT gibt es insgesamt 4 unterschiedliche Komponenten, die eine funktionierende Cloud-Infrastruktur ausmachen: Netzwerk, Hardware, Speicher und Virtualisierung. Die alle fallen in eine der oben beschriebenen Kategorien. Wenn ein Unternehmen also Computing-Services via eines IaaS-Bereitstellungsmodells eines Cloud-Anbieters in Anspruch nimmt, least das Unternehmen alle vier Capabilities und somit eine „sofort einsatzbereite“ Infrastruktur. Jede Komponente trägt ihren Teil dazu bei, dass Services und Applikationen erfolgreich deployed werden:

Netzwerk

Da Cloud-Ressourcen in der Regel über das Internet bereitgestellt werden, braucht es Kommunikationskanäle, die den Informationsaustausch zwischen Cloud-Systemen im Backend und den Frontend-Geräten der Benutzer ermöglichen. Diese Networking-Capabilities werden nicht vom Cloud-Anbieter, sondern von einem Drittanbieter zur Verfügung gestellt.

Hardware

Auch wenn die Cloud von Benutzern als virtuelle Umgebung verstanden wird, erfordern Cloud-Infrastrukturen dennoch Hardware – so wie On-Premises-Infrastrukturen. Diese physischen Hardwarekomponenten werden vom Cloud-Anbieter platziert, verwaltet und gewartet und umfassen Server, Verarbeitungseinheiten, GPUs und viele weitere Elemente.

Speicher

Cloud-Zentren bieten ihren Kunden flexibel erweiterbaren Speicherplatz, damit sie nicht in eine interne Hardware investieren müssen. Es gibt unterschiedliche Speichertypen und Geräte, mit denen Daten und Backups sicher und zugänglich gespeichert werden können, einschließlich Block Storage, Object Storage und File Storage.

Virtualisierung

Da Cloud-Services von ihren Hardware-Ressourcen entkoppelt sind, müssen die Hardware-Funktionalitäten den Benutzern durch Virtualisierung zugänglich gemacht werden. Das bedeutet, dass der Benutzer eine virtuelle Version verfügbarer Hardware-Ressourcen zur Verfügung gestellt bekommt, einschließlich Speicher, Plattform, Verarbeitung und Networking.

Cloud-Infrastrukturen in drei Cloud-Architekturen

Die unterschiedlichen Bereitstellungsmodelle für eine Cloud-Infrastruktur sind eng mit den drei verschiedenen Architekturtypen verbunden. Aber was genau ist eine IT-Architektur? Grob gesagt umfasst eine IT-Architektur die Entwicklung von IT-Spezifizierungen, Modellen und Guidelines, die für die Verwaltung, Überwachung und Veränderung von IT-Ressourcen in Unternehmen notwendig sind. Im Falle der Cloud-Infrastruktur beschreibt die IT-Architektur, wie genau einzelne Technologien integriert sind und wie skalierbare Ressourcen in einem Netzwerk genutzt werden. Einfach gesagt – eine Cloud-Architektur dient der Cloud-Infrastruktur, die alle Materialien und Tools enthält, als praktische Vorlage.

Bei Cloud-Infrastrukturen gibt es unterschiedliche Ansätze. So kann eine Cloud-Architektur zum Beispiel nur für einen einzelnen Benutzer bestimmt sein, der Zugriff auf bestimmte Cloud-Ressourcen hat. Eine andere Möglichkeit ist eine Cloud-Infrastruktur, mit der mehrere Benutzer arbeiten. Und da die Bereitstellungsmodelle recht flexibel sind, kann sich in Unternehmen auch eine Mischung aus den beiden beschriebenen Ansätzen finden lassen. In einer Multi-Cloud-Infrastruktur nutzen Unternehmen zur Erreichung ihrer Ziele mehr als nur eine Cloud-Plattform. Die drei häufigsten Bereitstellungsmodelle lassen sich einer der folgenden Kategorien zuordnen:

Public Cloud

Eine Public Cloud besteht aus einem Pool virtualisierter Ressourcen, die nicht von den Endbenutzern verantwortet werden. Somit fällt die Wartung und der Betrieb dieser Ressourcen vollständig in den Verantwortungsbereich der Cloud-Anbieter. Der Service basiert auf einem Pay-as-you-go-Modell und wird nach Bedarf bereitgestellt. Da Cloud-Ressourcen mit anderen „Mietern“ geteilt werden, ist dieses Modell tendenziell die kostengünstigere Variante.

Private Cloud

In diesem Bereitstellungsmodell ist die Cloud-Umgebung nur für einen bestimmten Endnutzer bestimmt, der auf die Cloud-Ressourcen durch seine eigene Firewall zugreifen kann. Manchmal wird die Private Cloud auch als On-Premises Rechenzentrum deloyed, enthält dabei jedoch eine virtualisierte Infrastruktur und ein hohes Maß an Automatisierung.

Hybrid Cloud

Wie der Name bereits vermuten lässt, ist die Hybrid Cloud eine Mischform aus der Private und Public Cloud. Mit dieser können Unternehmen die Cloud-Umgebung an ihre spezifischen Bedürfnisse anpassen. Eine Hybrid Cloud ermöglicht es Unternehmen, die Public Cloud für kostspielige Workloads zu nutzen und gleichzeitig auf die Private Cloud für vertrauliche Workloads setzen, die mehr Datensicherheit erfordern.

 

Cloud-Infrastruktur vs. Cloud-Architektur

Mit dem Siegeszug des Cloud Computing haben viele neue Begriffe Eingang in den Sprachgebrauch von IT-Experten, Entwicklern und Enterprise Architects gefunden. Daher ist es nicht weiter verwunderlich, dass die Bezeichnungen Cloud-Infrastruktur und Cloud-Architektur häufig verwechselt werden. Auch wenn diese Konzepte eng miteinander verbunden sind, beschreiben sie doch zwei unterschiedliche Dinge.

Cloud-Architekturen dienen als Vorlage für Cloud-Umgebungen. Sie bestimmen, wie die unterschiedlichen Cloud-Komponenten gebaut und miteinander verknüpft werden müssen, damit bestimmte Anforderungen für Applikationen und andere Services erfüllt werden können. Genauso wie ein Plan oder eine Blaupause für den Bau eines Gebäudes, erhalten IT-Experten eine konzeptionelle Sicht auf all die Dinge, die gebaut werden müssen. Mit dem Aufkommen von Cloud-Architekturen entstanden auch viele weitere IT-Berufe, wie zum Beispiel „Enterprise Architect“, „Solution Architect“ oder „Technical Architect“.

Im Gegensatz zur Cloud-Architektur beschreibt die Cloud-Infrastruktur die praktische Umsetzung des theoretischen Plans. Sie stellt die Integration von Hardware-Komponenten, Betriebssystemen und virtuellen Ressourcen dar, um Services für Cloud Computing, Storing und Networking bereitzustellen. Wenn man sich die Cloud-Architektur vorstellt, dann ist die Cloud-Infrastruktur in diesem Bild die Verkehrsnetze, Kommunikationsnetzwerke, Abwasser-, Wasser- und Energiesysteme.

Wenn Unternehmen eine Cloud-Infrastruktur mithilfe eines Drittanbieters implementieren möchten, müssen sie sich für den Architekturtyp entscheiden, der ihren Bedürfnissen in den Bereichen Performance, Zuverlässigkeit und Sicherheit am besten entspricht. Abhängig von der Schwerpunktsetzung können sich Unternehmen entweder für die Public Cloud, die Private Cloud oder die Hybrid Cloud entscheiden.

 

Vorteile von Cloud-Infrastrukturen

Die Nutzung von Cloud-Infrastrukturen bietet sowohl kleinen als auch großen Unternehmen viele Vorteile. Deswegen entscheiden sich immer mehr Unternehmen dazu, ihre interne Infrastruktur für Cloud Computing aufzugeben. Auf diese Weise können sie abstrakt und virtuell auf ihre Ressourcen zugreifen.

Flexibilität: Im Gegensatz zu On-Premises-Infrastrukturen, die eher rigide und schwerfällig sind, können Cloud-Infrastrukturen flexibel an sich ändernde Kundenbedürfnisse angepasst werden. Das bedeutet, dass alle Ressourcen optimal genutzt werden und die Infrastruktur organisch mit dem Unternehmen wachsen kann, ohne Verzögerungen oder Kapazitätsprobleme.

Zuverlässigkeit: On-Premises-Rechenzentren bergen ein gewisses Performance-Risiko. Um dieses Risiko zu mindern, setzen Unternehmen verstärkt auf externe Cloud-Anbieter. Dank ihrer umfangreichen Infrastruktur und Redundanzoptionen ist die Wahrscheinlichkeit, dass Ausfälle oder Systemfehler vorkommen, sehr gering. Durch automatische Backups und bewährte Capabilities sind Cloud-Infrastrukturen zuverlässiger als interne, unternehmenseigene Infrastrukturen.

Kosten: Einer der wohl größten Vorteile von Cloud-Infrastrukturen, der besonders für kleine Unternehmen und Start-ups von Bedeutung sind, ist der geringe anfängliche Kapitalaufwand. Das Pay-per-usage-Modell ist eine berechenbare operative Größe, sodass Unternehmen ihr Budget nicht übersteigen, die Wartung outsourcen und keine Ressourcen verschwenden.

Sicherheit: Auch wenn sich Unternehmen anfangs Sorgen um die Datensicherheit machten, als Cloud Computing zu einem Branchentrend wurde, sind diese Sorgen inzwischen weitgehend verschwunden. Cloud-Anbieter werden kontinuierlich besser darin, ihre Infrastruktur effektiv vor potenziellen Sicherheitsbedrohungen zu schützen und bieten bessere Sicherheitsmaßnahmen als eine schlecht gewartete interne, On-Premises-Infrastruktur.

 

Fazit

Die Digitalisierung und künstliche Intelligenz beeinflussen nicht nur maßgeblich unseren Lebensalltag, sondern auch unsere Berufswelt. Daher ist es nur eine Frage der Zeit, bis die meisten Unternehmen auf eine Cloud-Infrastruktur umgestiegen sind. Cloud-Infrastrukturen bieten nicht nur modernste IT-Lösungen, die durch Virtualisierung leicht zugänglich sind, sondern helfen Unternehmen auch bei der Reduzierung unvorhergesehener IT-Kosten. Cloud-Service-Provider sind technologisch stets auf dem neusten Stand und bieten ihren Kunden einen Wettbewerbsvorteil, da sie das Serviceangebot an ihren individuellen Workload anpassen können.

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