Cloud Computing Begriffserklärung und Definition

Cloud Computing bezeichnet die Möglichkeit, die gesamte IT-Infrastruktur wie beispielsweise Speicher, Softwarelösungen, Rechenkapazitäten und Netzwerkkapazitäten je nach Bedarf dynamisch über ein Netzwerk anzubieten bzw. bereit zu stellen. Diese Möglichkeit scheint für den normalen Anwender sehr undurchsichtig, was auch den Namen Cloud, zu Deutsch „Wolke“, rechtfertigt. Das Angebot und die Abnahme dieses Dienstes, der Cloud, erfolgen nur über Protokolle und Schnittstellen. Dabei können über das Cloud Computing sämtliche Dienstleistungen abgerufen werden, die im gesamten Bereich der Informationstechnik zur Verfügung stehen, und bietet darüber hinaus auch noch die Möglichkeit, Infrastruktur, Software und Plattformen abrufen zu können. Kurz gesagt bedeutet das, dass Teile der IT-Landschaft nicht mehr vom User selber betrieben werden, sondern bei irgendeinem oder mehreren Anbietern als Dienst gemietet wird. Eine örtliche Zusammengehörigkeit von User und Anbieter ist beim Clou Computing nicht Voraussetzung. Das liegt daran, dass die Daten und Programme nicht mehr lokal auf dem einzelnen Rechner oder einem Rechenzentrum hinterlegt werden, sondern in der sogenannten Wolke vorzufinden sind. Auf die Systeme wird mittels eines Netzwerkes zugegriffen. Dieses Netzwerk kann beispielsweise das Internet sein. aber neben dem World Wide Web können auch lokale Netzwerke wie etwa firmeneigene Netzwerke zum Zugriff dienen. Anbieter von Cloud Computing nutzen in der Regel Pooling-Effekte, die dadurch entstehen, dass man Ressourcen gemeinsam nutzt.

Begriffsbestimmung

Der Name Cloud Computing stammt aus dem Jahr 2009, in dem das NIST eine Definition veröffentlichte, die meist angenommen wurde und verschiedene Ansätze der Definition beinhaltete.
In dieser Definition werden dem Cloud Computing drei Servicemodelle zugesprochen. Diese drei Modelle sind das IaaS (Infrastructure as a Service), das PaaS (Platform as a Service) und das SaaS (Software as a Service). Beim IaaS bieten Clouds den Zugang von virtualisierten Ressourcen. Diese können Rechner, Speicher und Netzwerke sein. Mit dem IaaS besteht für den User die Möglichkeit, sich seinen eigenen persönlichen Cluster zu gestalten. dabei ist der User selber für die Auswahl von Programmen, deren Installation, Betrieb und ihrer Funktion selber verantwortlich. Beim PaaS wird der Zugang von Programmierungs- oder Laufzeitumgebungen gewährt. Diese Umgebungen sind dabei an die Daten- und Rechenkapazitäten dynamisch anpassbar. Der User kann hier seine eigene Software entwickeln und anwenden. Dies geschieht in einer vom Provider bereitgestellten Softwareumgebung. Beim SaaS geschieht der Zugang über Softwaresammlungen und Anwendungsprogrammen. Der Anbieter stellt hier eine auf seiner Infrastruktur laufende Auswahl von Software zur Verfügung. Man kann auch von Software on demand sprechen.
Des Weiteren werden in dieser Definition vom NIST vier Liefermodelle der Cloud zugesprochen. Hierbei handelt es sich um die Public Cloud, die Private Cloud, die Community Cloud und die Hybrid Cloud. Bei der Public Cloud wird der gesamten Öffentlichkeit der Zugang zur Cloud über das Internet geboten. Dem User wird durch den Anbieter die Möglichkeit gegeben, die IT-Infrastruktur zu mieten und nach der tatsächlichen Nutzung abzurechnen. Der User muss hier keine Investitionen in eine Rechner- oder Datenzentrumsinfrastruktur leisten. Bei der Private Cloud wird der Zugang nur innerhalb einer Organisation gewährt. Diese kann sowohl Firma, als auch Behörde oder Verein sein. Eine Mischung der beiden vorgenannten Clouds bietet die Hybrid Cloud. Diese bietet den Zugang nach den jeweiligen individuellen Bedürfnissen des Users. Die Community Cloud funktioniert ähnlich wie die Public Cloud, allerdings wird der Zugang hier nur einem kleineren Kreis eingeräumt. Der Cloud werden von dem NIST fünf Merkmale zugewiesen. Diese sind die Selbstzuweisung von Leistungen, die bei Bedarf bereitgestellt werden sollen, die Skalierbarkeit, welche die Abkopplung von Beschränkungen und Schwankungen bietet, die Zuverlässigkeit und Ausfalltoleranz, die Qualitätsstandards garantieren und die Optimierung und Konsolidierung, die Effizienz und Ökonomie zum Ziel haben. Die Qualitätssicherung und deren Kontrolle kann dabei stets durch den jeweiligen Anbieter gewährleistet werden. Eine Belastung des Nutzers in dieser Hinsicht entfällt.

Geschichte des Cloud Computing

Die Cloud steht seit Ewigkeiten als Synonym für Rechnernetze, über deren Inhalte weitgehend unbedeutend oder unbekannt sind. Cloud Computing ist in erster Linie auf die Internet-Unternehmen Google und Amazon, um nur zwei Beispiele zu nennen, zurück zu führen. Hintergrund hierfür waren die stets wachsenden Kundenzahlen, so dass immer größer werdende Systeme hätten vorgehalten werden müssen, um alle Geschäftsvorfälle abdecken und die Kunden nicht unnötig lange warten lassen zu müssen. Teilweise war die Auslastung zu Spitzenzeiten um ein zehnfaches höher als an normalen Tagen. Hierzu wurden Dienste entwickelt, um dieses Problem zu beheben. Man verteilte dieses hohe Aufkommen als ein Produkt auf die User der Cloud. In Europa schreitet das Wachstum des Cloud-Computing nur langsam voran. Grund hierfür sind die nicht vorhandenen pay-as-you-go-Dienste und Bedenken hinsichtlich einer Regulation. Man befürchtet, dass eine Gleichbehandlung der großen und kleinen Anbieter nicht geschehen wird. Auch werden die unterschiedlichen rechtlichen Situationen in den einzelnen Staaten und die damit verbundenen unterschiedlichen Situationen zwischen Anbieter und User als Problem beschrieben. Um Cloud Computing weiter verbreiten zu können, bedarf es schneller Breitbandverbindungen. Deren Geschwindigkeit muss so hoch sein, dass man keinen Unterschied merkt zwischen der Cloud und der Speicherung der Daten auf dem lokalen PC.

Cloud-Computing in der Wirtschaft

Neben der Virtualisierung bietet Cloud Computing auch Kostenvorteile. Das ist vor allem dann so, wenn die Abrechnung des Dienstes nach Dauer erfolgt und der Dienst nur ab und zu genutzt wird. Dadurch entfallen die Kosten für die lokalen Ressourcen wie Hardware und / oder Software. Diese Ressourceneffizienz wird häufig auch in Bezug auf die Nachhaltigkeit von Systemen gesehen. Eine stark schwankende Nachfrage ist ebenfalls ein Vorteil für die Lösung der Cloud. Hier entfällt das Vorhalten von ausreichen Kapazität, um Spitzen bedienen zu können. Denn durch die Cloud lässt sich die jeweils benötigte Kapazität kurzfristig an den jeweils benötigten Bedarf anpassen. Gerade Bereiche wie Logistik sind hiervon besonders betroffen.
Denn dieser Bereich unterliegt oft schwankenden Zahlen und somit ist ein zeitnahes Reagieren unabkömmlich. Durch die Skalierbarkeit und Flexibilität, die die Cloud bietet, wären die Kosten für Ressourcen und Software um einiges günstiger als bei statischen Systemen, wie sie heute oft verwendet werden. Man könnte die Kosten hier um 50 % im ersten Jahr und den Folgejahren reduzieren, so das Fraunhofer-IML. Konzepte hierfür sind bereits vorhanden. Allerdings wird die Datensicherheit bei Cloud Computing sehr schwierig dargestellt. Zwar wird die Absicherung der Daten beim Transfer mit Verschlüsselungsprogrammen wie etwa SSL / TLS ausreichend gewährleistet und auch die Verschlüsselung der Daten innerhalb der Cloud wird in ausreichender Form durchgeführt, aber in den Datenschutzerklärungen der unterschiedlichen Anbieter wird hierauf in keiner Form verwiesen. Ein weiteres Problem liegt darin, dass die Administratoren des Anbieters und der Dienste auf die Daten der User im Laufe der Verarbeitung zugreifen können. Und genau für dieses Problem gibt es noch keine Lösung. Die Gefahr sieht man darin, dass die privaten Daten der User durch große Anbieter kontrolliert werden könnten. Allerdings gibt es hier bereits Möglichkeiten, diese Daten auf unterschiedliche Instanzen aufzuteilen und diese Verschlüsselung nicht mehr rückgängig zu machen. Nur wenn man den genauen Algorithmus der Verschlüsselung kennt, könnte man auf die Daten wieder zurück greifen. Eine andere Möglichkeit, dieses Problem zu beheben, ist die kryptographische Verschlüsselung.
Bei dieser Variante wird innerhalb der Cloud nur mit Verschlüsselung gearbeitet. Im privaten Bereich wird dann wieder entschlüsselt. Auch besteht die Möglichkeit, eine Verschlüsselung so einzusetzen, dass die Daten zwar verschlüsselt werden können, aber für die Entschlüsselung ein anderer Schlüssel benötigt wird, der den Anbietern jedoch nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus werden die Daten geordnet gesichert und nicht verschlüsselte Daten werden im Anschluss gelöscht. Die Abhängigkeit von den Cloud-Anbietern stellt ein weiteres Problem dar. Der Grund hierfür ist die Tatsache, dass die Schnittstellen in der Regel auf den Hersteller bzw. Anbieter abgestimmt sind.

Zusammenfassung

Cloud-Computing ermöglicht den dynamischen Zugriff auf IT-Ressourcen wie Speicher, Software und Rechenkapazität über ein Netzwerk. Die Technologie operiert über verschiedene Servicemodelle, darunter IaaS, PaaS und SaaS, die den Nutzern unterschiedliche Grade an Kontrolle und Flexibilität bieten. Zudem existieren verschiedene Liefermodelle wie Public, Private, Community und Hybrid Clouds.

Die Geschichte des Cloud Computings ist stark mit Internet-Giganten wie Google und Amazon verknüpft. Obwohl das Konzept in Europa langsamer wächst, hemmen regulatorische Bedenken und die Notwendigkeit schneller Breitbandverbindungen die Verbreitung.

In der Wirtschaft bietet Cloud Computing Kosteneffizienz und Skalierbarkeit, insbesondere in Branchen mit stark schwankender Nachfrage wie der Logistik. Allerdings werden Fragen der Datensicherheit und des Datenschutzes als kritische Herausforderungen betrachtet, obwohl Lösungsansätze wie kryptographische Verschlüsselung vorhanden sind.

Die Technologie ist zwar vielversprechend, aber auch mit Risiken wie Anbieterabhängigkeit und mangelnder Transparenz in Datenschutzerklärungen verbunden. Trotz dieser Bedenken arbeiten Fachleute an verbesserten Sicherheitsmechanismen und Verschlüsselungsmethoden.

Häufige Fragen und Antworten