Das Thema „Cloud“ ist allgegenwärtig – ob im Kontext von KI, Online-Speicherplatz oder Software as a Service. Es könnte der Eindruck entstehen, dass heute alles „Cloud“ ist. Doch was ist damit eigentlich gemeint?
Definition
Cloud (oder genauer Cloud-Computing) ist IT-Infrastruktur oder Software, die der Anbieter (auch Cloud Service Provider oder CSP) als Dienstleistung zeitnah bereitstellt, über das Internet anbietet und nutzungsbasiert abrechnet. Folgende Charakteristika definieren Cloud-Computing:
- Self-Service: Der Nutzer kann sich die Ressourcen selbstständig bei Bedarf bereitstellen. In der Regel ist dies über grafische Oberflächen oder automatisiert über Programmierschnittstellen möglich.
- Netzwerkzugriff: Die Dienstleistung ist über das Netzwerk erreichbar, läuft also nicht lokal auf dem Client-Rechner. Häufig kann der Nutzer endgeräteunabhängig auf die Dienstleistung zugreifen.
- Pooling: Der CSP bündelt seine Ressourcen und verteilt diese durch Mandantentrennung zwischen den Nutzern. Der Benutzer hat somit keine Kontrolle darüber auf welcher Hardware der CSP seinen Mandanten betreibt.
- Elastizität und Skalierbarkeit: Der CSP stellt seine Leistungen flexibel bereit. Der Nutzer merkt idealerweise nichts von Ressourcenlimits. Die verfügbaren Ressourcen wirken nahezu unbegrenzt.
- Kosten- und Nutzenberichte: Der Kunde kann die Nutzung der Ressourcen feingranular messen, um hieraus Analysen zu erstellen und eine transparente Abrechnung zu erhalten.
Beim Umfang der Dienstleistung kann zwischen Software-as-a-Service (SaaS), Platform-as-a-Service (PaaS) und Infrastructure-as-a-Service (IaaS) unterschieden werden.
Vorteile
Demokratisierung von IT-Infrastruktur
Durch die Verfügbarkeit der Ressourcen für jeden ist es auch für Startups möglich technisch mit Großkonzernen mitzuhalten. Man kann also von einer „Demokratisierung von IT-Infrastruktur“ sprechen. Die großen Anbieter wie Microsoft, Amazon oder Google (auch Hyperscaler genannt), erfinden jedes Jahr neue Services. Diese sollen den Einsatz von aktuellen Entwicklungen z. B. im KI-Umfeld, 5G-Netzwerken oder Quanten-Computing vereinfachen. Somit ist eine Teilhabe an neuen Technologien für jeden möglich.
Kostenstruktur
Durch den klugen Einsatz von Cloud-Computing kann der Kunde den Betrieb von Workloads günstiger realisieren. Durch die Einsparung von Personalkosten, laufenden Kosten für Kühlung, Sicherheitsdienst und auch durch Technologieentwicklungen wie Serverless-Computing können die Kosten im Vergleich zum Rechenzentrumsbetrieb deutlich geringer ausfallen. Das ist vor allem auf die nutzungsbasierte Abrechnung zurückzuführen, da in der Regel keine Fixkosten anfallen.
Aus buchhalterischer Sicht handelt es sich bei den Cloud-Kosten um Betriebsausgaben, also verbrauchsabhängige Kosten. Dies ist ein großer Vorteil, da diese Kosten bei Bedarf kurzfristig durch die nicht Nutzung von Ressourcen eliminiert werden können. Im Gegensatz hierzu sind Kosten für Rechenzentren Investitionsausgaben.
Sicherheit
Ein weiterer Vorteil von Cloud-Computing ist die starke Grundsicherheit. Die weltbesten Ingenieure haben die Cloud-Plattformen grundlegend sehr sicher gestaltet. Der Einsatz von Verschlüsselung ist durch geringsten Einsatz möglich. Auch hilfreiche Tools wie Schwachstellenscanner, Web Application Firewalls oder Netzwerkfirewalls sind mit wenigen Klicks konfigurierbar.
Skalierbarkeit und globale Verfügbarkeit
Bei Cloud-Projekten muss nicht von Grundauf die IT-Infrastruktur geplant werden. Grundlegende Netzwerkverkabelungen, Klimatisierung und der Rechenzentrumsbetrieb werden vom Cloud-Anbieter bereitgestellt. Somit kann schneller am innovativen Kern eines Produktes gearbeitet werden. Das führt zu schnelleren Ergebnissen und einem schnellen Markteintritt.
Die gute Automatisierbarkeit beschleunigt die Entwicklung und macht die Infrastruktur duplizierbar. Komplexe Netzwerkinfrastrukturen können Entwickler wie Programmcode verwalten und durch automatisierte Deployments hundertfach duplizieren. Durch Automatisierung können Anwender ohne großen Aufwand eine gute Skalierbarkeit realisieren. Ein klassisches Beispiel ist das Weihnachtsgeschäft für Online Shops. Durch Cloud-Computing können die Betreiber in der Vorweihnachtszeit bei großen Anstürmen auf den Shop die Anzahl der Server erhöhen, während sie in ruhigeren Phasen zum Jahresanfang die Anzahl wieder verringern können. In einem eigenen Rechenzentrum müsste hier ganzjährig die maximale Anzahl der Server bereitgehalten werden.
Die globale Verfügbarkeit von Cloud-Rechenzentren ermöglicht einen einfachen Markteintritt. Das Unternehmen muss nicht erst ein Partnerunternehmen vor Ort finden, welches die Rechenzentren betreibt und sich um die Ressourcen kümmert. Cloud-Engineers können somit aus dem Homeoffice im Ruhrgebiet die Infrastruktur in Indien, Südafrika oder den USA bereitstellen.
Risiken
Neben all den Vorteilen, gibt es jedoch auch einige Risiken, die ein Nutzer bei einer Entscheidung für oder gegen den Einsatz von Cloud-Computing bewerten muss. Das größte Thema aktuell ist der mögliche Verlust der digitalen Souveränität. Der Kunde hat keine Möglichkeit nachzuvollziehen wo seine Daten gespeichert werden und es gibt in der Regel auch keine Möglichkeit den Rechenzentren einen Besuch abzustatten. Hierdurch gibt der Kunde einen Teil seiner Kontrolle an den Anbieter ab.
Viele Cloud-Anbieter entwickeln eigene Funktionalitäten zu OpenSource-Software, Integrationen für ihre eigenen Services oder bieten proprietäre Services an. Die Verwendung ist häufig unkompliziert, führt aber dazu, dass eine gewisse Lieferantenabhängigkeit entsteht. Der Kunde kann nicht ohne großen Aufwand den Cloud-Anbieter wechseln.
Ein weiterer Kritikpunkt am Cloud-Computing sind hohe Kosten. Durch den intensiven Einsatz können die Kosten bei stabilen Workloads höher sein, als wenn eigene Rechenzentren eingesetzt werden. Des Weiteren wird oft die Intransparenz der Kosten bemängelt. Während ein Rechenzentrum ziemlich planbare Kosten produziert, schwanken die Kosten für Cloud-Ressourcen von Monat zu Monat. Selbst bei gleichbleibender Nutzung können die Kosten zwischen Januar und Februar sinken und zum März wieder steigen, da die Anzahl der Tage des Monats variieren.
Durch die Auslagerung von IT-Infrastruktur zu einem Anbieter oder sogar den Einsatz von Software-as-a-Service, anstelle eines Eigenbetriebs, entsteht Know-How-Verlust. Das Unternehmen verliert die Fähigkeiten, die es braucht, um Software oder auch Hardware eigenständig zu betreiben. Nach mehrjährigem Cloud-Einsatz ist dies nur mühevoll wieder aufbaubar.
Trotz umfangreicher Grundmaßnahmen gibt es im Cloud-Computing auch einige Sicherheitsrisiken. Die Cloud-Anbieter haben öffentlich bekannte IP-Adressen. Angreifer können Standardangriffe auf diese IP-Adressen ausführen und sobald einem Cloud-Nutzer eine dieser IP-Adresse zugewiesen wird, kann dieser ein mögliches Opfer des Angriffs werden. Auch neue Angriffsvektoren etwa aufgrund eines löchrigen Rechte-Rollen-Konzept sind denkbar.
Einsatzszenarien
Software-as-a-Service Anbieter
SaaS-Anbieter profitieren vor allem durch die gute Automatisierbarkeit und die hohe Verfügbarkeit von Ressourcen. Viele Cloud-Anbieter stellen skalierbare Services bereit, die die Kunden in SaaS-Produkten nutzen können: Authentifizierung, Nutzerverwaltung, Objektspeicher, APIs oder auch vortrainierte KI-Modelle für Sprachsynthese oder Textauswertung.
Künstliche Intelligenz
Der Einsatz von künstlicher Intelligenz erfordert in der Regel viele und vor allem auch spezielle Ressourcen. In der Regel werden Trainings und Inferenz (Betrieb des Modells) auf grafischen Prozessor Einheiten (GPU) betrieben. Diese sind sehr teuer in der Anschaffung. Außerdem werden große Mengen an Speicherplatz für die Trainingsdaten benötigt. Cloud-Computing sorgt dafür, dass auch kapitalschwache Startups auf diese Ressourcen zugreifen und ihre eigenen KI-Anwendungen betreiben können.
Big Data & Data Analytics
Im Rahmen von Big Data werden teilweise Petabyte an Daten gespeichert und verarbeitet. Cloud-Computing ist durch seine elastischen Speicherservices optimal für solche Anwendungszwecke.
Internet of Things
Durch Internet of Things (IoT) Anwendungen fällt aufgrund der vielen Sensordaten eine hohe Datenmenge an. Dies ist ein optimales Einsatzszenario für Cloud-Computing, da hier skalierbare Speicherlösungen zum Einsatz kommen können, um diese Daten abzulegen, aufzubereiten und zu verarbeiten. Die globale Verfügbarkeit von Cloud-Rechenzentren sorgt hierbei für eine geringe Latenz.
Backup & Desaster Recovery
Cloud-Infrastruktur eignet sich optimal als Off-Site-Backuplösung. Hierdurch wird sichergestellt, dass Daten auch im Fall eines Fehlers im eigenen Rechenzentrum, immer verfügbar sind. Des Weiteren kann im Rahmen einer Business Continuity Strategie auch ein Duplikat der eigenen Infrastruktur erstellt werden und somit als Hot- oder Cold-Standby eingesetzt werden. Dies erhöht die Ausfallsicherheit und sorgt für einen unterbrechungsfreien Betrieb.
Unternehmensinfrastruktur
Viele kleine und mittelständische Unternehmen wie auch Großkonzerne setzen heutzutage auf Cloud-Computing, um ihre Unternehmensinfrastruktur zu betreiben. Von Active Directory und das beliebte Microsoft Office Paket über das eigene Intranet bis hin zu VPN-Anbindungen können die Unternehmen Cloud-Infrastruktur und -Software einsetzen, um sich den Alltag zu erleichtern.
