3 Architektur des Cloud Computing

Bei der Betrachtung der Architektur des Cloud Computings lassen sich im Wesentlichen drei Deployment-Modelle erkennen. Diese werden in der Fachwelt durchgehend als Private -, Public- und Hybrid Cloud bezeichnet. Die Bezeichnungen beschreiben die zugrundeliegende IT-Infrastruktur, die die Merkmale des Cloud Computings erfüllen sollen. Des Weiteren werden darauf bezogene IT-Dienstleistungen als Delivery Modelle bezeichnet. Hintergrund einer jeden Cloud-Architektur ist dabei eine möglichst hoch virtualisierte IT-Umgebung.[64]

3.1   Deployment Modelle

3.1.1 Private Cloud

Befindet sich die virtualisierte IT-Infrastruktur der Cloud innerhalb eines Unternehmens,  wird diese als Private Cloud bezeichnet. Interne IT-Dienste werden auf Basis der zuvor erwähnten Technologien auf der Virtualisierung angeboten. Das Unternehmen erbringt seine benötigten IT-Dienstleistungen selbst und führt diese auf dessen eigenen privaten Komponenten aus.[65]

In einer Private Cloud Umgebung befinden sich Anbieter und Nutzer von IT- Dienstleistungen meist innerhalb desselben physischen Netzwerks. Metzger et al. stellen dabei jedoch fest, dass die “... Abgrenzung zum “normalen”  Betrieb eines EDV-Systems relativ fließend …”[66] ist. Bei der Nutzung einer Private Cloud versuchen Unternehmen den Ansatz des Cloud Computings und dessen Kriterien auf die internen Geschäftsabläufe zu übertragen. Es erfolgt eine “… Business-konforme Adaption der Cloud- Kriterien.”[67] Die IT-Infrastruktur ist dabei auf die geschäftlichen Bedürfnisse des Unternehmens abgestimmt und unterstützt das Unternehmen aktiv bei der Erreichung der Geschäftsziele.

Nach dem derzeitigen Cloud Computing Leitfaden der BITKOM besitzt eine Private Cloud folgende Merkmale.

Eine Cloud-Umgebung, die selbst vom Kunden  betrieben wird. Im übertragenen Sinn ist damit die IT-Abteilung eines Unternehmens gemeint, welches IT- Dienste für seine internen Kunden erbringt.

Beschränkter Zugang:  Nur autorisiertes Personal, Kunden, Lieferanten oder Geschäftspartner können auf ausgewählte Dienste und Services zugreifen. BITKOM geht dabei von einem existierenden Zugriffs- und Rollenkonzept aus.

Zugriff über das Intranet. Da sich Private Cloud Umgebungen vorwiegend innerhalb eines Unternehmens befinden, ist der Zugriff über die interne Netzwerkinfrastruktur bzw. das Intranet die logische Folge der Informationsverarbeitung. In Ausnahmefällen kann der Zugriff auch über ein Extranet erfolgen, z. B. wenn externe Kunden oder Lieferanten ans System angebunden werden sollen.

Eine effiziente, standardisierte und sichere IT-Umgebung  unter Aufsicht und Kontrolle des Unternehmens. Die Umgebung erlaubt eine individuelle Anpassung.[68]

Ziel beim Aufbau einer Private Cloud Umgebung ist es, die elektronische Datenverarbeitung innerhalb des Unternehmens zu belassen und gleichzeitig die Merkmale des Cloud Computing zu nutzen. Sie funktioniert isoliert von anderen Systemen nur innerhalb des Intranets der eigenen Unternehmung. Die Datenhaltung und die Datenkontrolle bleiben in der Obhut des Unternehmens. In Ausnahmefällen kann das Unternehmen bestimmte Dienste über das Internet entweder Kunden, Lieferanten oder Mitarbeitern zur Verfügung stellen.[69]

3.1.2   Public Cloud

Virtualisierte Infrastrukturen eines externen Anbieters bzw. IT-Dienstleisters, werden oft als Public Cloud verstanden. Hintergrund ist ein Geschäftsmodell auf Basis der Lieferung und Leistung von IT-Diensten gegenüber einem externen Kunden. Die verschiedenen Dienste stehen öffentlich, d.h. über einen Internetanschluss, zur Verfügung. Das Kundensegment kann sich auf Unternehmen, Institutionen oder Privatkunden verteilen. Nutzer einer Public Cloud greifen auf IT-Dienstleistungen ausschließlich über das Internet bzw. ein Webportal zu. Komponenten der Public Cloud-Infrastruktur werden ausschließlich beim Anbieter und nicht beim Kunden ausgeführt.[70]

Der Leitfaden der BITKOM macht die Unterschiede zu Private Cloud Umgebungen deutlich. Diese verfügen demnach über:

eine   eigene   Cloud-Umgebung,    die   ausschließlich    von   einem   IT- Dienstleister betrieben wird, und in dessen Verantwortung liegt.

einen Zugriffsweg durch das öffentliche Internet. D.h. entweder über einen Web-Client bzw. einen Webbrowser.

 eine flexible und schnelle Nutzung durch Subskription.

eine  Auswahl  an  hoch-standardisierten Geschäftsprozessen, Anwendungen und/oder Infrastrukturservices mit einer variablen Nutzungs- und Zahlungsgebühr.[71]

Ein weiterer Unterschied zur Private Cloud ist die externe Verarbeitung und Datenhaltung der Informationen beim Anbieter. Das Unternehmen bzw. die Kunden von Public Cloud Angeboten haben keinen Einfluss auf die Sicherheitsaspekte des Anbieters. Bei vielen öffentlichen Cloud-Angeboten kommt hinzu, dass sich Anbieter und Nutzer der Dienstleistungen i.d.R. nicht kennen. Metzger et al. beschreiben diesen Zustand, in dem kein klassischer Vertrag in Form eines Service-Level-Agreements (SLA) geschlossen wird, als Open Cloud. Der Fokus liegt dabei auf der weiteren voll-automatischen Nutzung der Angebote auf Grund der Vielzahl Benutzern an.[72]

3.1.3 Hybrid Cloud

Verwenden Unternehmen sowohl Ihre eigene Infrastruktur als auch virtualisierte IT- Ressourcen eines externen Dienstleisters, handelt es sich um eine Mischform des Cloud Computing. Diese wird als hybride Cloudform bezeichnet. In der Regel nutzen Unternehmen, die bereits eine private Cloud betreiben, zusätzlich Public Cloud Dienste, um Produktions-, Notfall- und Lastspitzen kurzfristig abfangen zu können. Beispiele dafür sind u.a. Jahresabschlüsse oder Hauptbuchungszeiten. IT-Dienste können dabei mit Schnittstellen und Informationen des Unternehmens zusammenarbeiten.[73]

Die Herausforderung für Unternehmen liegt in der Kombination der Varianten. Die IT- Umgebungen beider Welten müssen mit den Regeln der Geschäftsanwendungsfälle einhergehen. Die Integration muss dabei optimal auf die Erreichung der Geschäftsziele abgestimmt sein.   Heterogene Umgebungen müssen sich für die Anwender homogeny darstellen.[74] Eine Übersicht über die das Zusammenspiel der bisher beschriebenen Cloud Architekturen liefert Abbildung 10.

Abbildung 10: Public-, Private-, Hybrid  Cloud[75]

3.2   Delivery Modelle

Basierend auf den unterschiedlichen Infrastrukturmodellen, werden IT-Dienstleistungen im Cloud Computing in abgestuften Ebenen erbracht. Die Art der erbrachten IT- Dienstleistung umfasst dabei, angefangen von einer grundlegenden Infrastruktur bis hin zu einer kompletten Arbeitsplatzumgebung, sämtliche Bereiche. Hinter diesen Dienstleistungsangeboten steht ein entsprechendes Geschäftsmodell. Der Erlös erfolgt nachfrageorientiert  bzw.  verbrauchsabhängig.  Die  Kosten  werden  nutzungsorientiert  in Rechnung gestellt und erfolgen nach einem (On-Demand)-Mietmodell.[76]

“Auf der untersten Ebene wird dem Kunden eine skalierbare  IT-Infrastruktur … zur Verfügung gestellt. Auf einer darüber  liegenden Ebene existieren Plattformen, die Schnittstellen zur Cloud-Infrastruktur … bereitstellen. Auf der obersten Ebene werden komplette Anwendungen und Dienste, z. B. CRM- oder Office-Lösungen angeboten.”[77] Unter dem Akronym XaaS für Everything-as-a-Service[78] werden in der Praxis und der Literatur die folgenden IT-Liefermodelle als Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Plat- form-as-a-Service (PaaS), Software-as-a-Service (SaaS) und Desktop-as-a-Service (DaaS) verstanden.

3.2.1 Infrastructure-as-a-Service (IaaS)

Auf der Ebene des Infrastructure-as-a-Service werden dem Kunden die Basisinfrastruktur des IT-Betriebs wie Speicherplatz, Rechenkapazität und...