Cloud

Was ist Cloud?

Cloud oder auch Cloud Computing verlagert Daten und Programme von Desktop-PCs oder Servern in einem Unternehmen auf entfernte Cloud-Server. Cloudspeicher bestehen somit aus einem gewöhnlichen Serververbund in einem Cloud-Rechenzentrum oder verteilt auf mehrere Cloudserverstandorte.

Welche Cloud-Konzepte gibt es?

Das Konzept der Cloud kann in verschiedene Kategorien eingeteilt werden:

• Art der Bereitstellung: Hierzu gehören Private Cloud, Public Cloud, Hybrid Cloud und Community Cloud. Jede dieser Cloud-Arten bietet verschiedene Sicherheits-, Datenschutz- und Kostenvorteile.
• Nach Diensten: IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service) und SaaS (Software as a Service). Während IaaS grundlegende Infrastrukturdienste bietet, bietet PaaS zusätzliche Tools und Funktionen für die Anwendungsentwicklung, und SaaS bietet vollständige Anwendungen über das Internet.
• Nach Speicherort: On-Premises, Off-Premises und Multi-Cloud. Einige Unternehmen behalten ihre Cloud-Ressourcen gerne im eigenen Haus (On-Premises), andere ziehen es vor, sie bei einem Drittanbieter (Off-Premises) zu hosten, und wieder andere verteilen ihre Ressourcen über mehrere Cloud-Anbieter (Multi-Cloud).

Wo sind die Unterschied zwischen Cloud, Cloud-Computing, Software as a Service & Co?

Ob man es nun Cloud-Computing oder On-Demand-Computing, Software als Service (SaaS) oder das Internet als Plattform (Internet as a platform) nennt, das gemeinsame Element jeder Cloud ist eine Verlagerung der Geografie der Datenverarbeitung.

Was sind Cloud-Services?

Ergänzend sind in einer Cloud bereits vorkonfigurierte oder vielseitig konfigurierbare Cloud-Services nutzbar damit Anwendungen unkompliziert in Betrieb genommen werden können.

Wie funktionieren Cloud-Dienste?

Wenn Du schon einmal die Tabellenkalkulation mit dem Cloud-Dienst Google Docs benutzt hast, dann befinden sich wichtige Komponenten der Software nicht auf Deinem lokalen PC sondern werden auf einem entfernten Computer ausgeführt, dessen Aufenthaltsort Dir als Benutzer unbekannt ist.

Was ist ein verteilter Cloud-Dienst?

Oft funktionieren solche Cloud-Dienste auch erst auf Basis einer Vielzahl verteilter Cloudservices. Dabei können die Rechner auf denen ein solcher verteilter Dienst ausgeführt wird sich entweder in einem lokalen Rechnernetz befinden oder können sogar weit über Kontinente hinweg verstreut sein.

Was ist Cloud-Infrastruktur?

Eine Cloud-Infrastruktur vereint Hardware und Software um Cloud Computing zu ermöglichen. Cloud-Infrastrukturen können als physische Schicht sowie als virtuell definierte Abstraktionsschicht betrachtet werden.

Die physische Cloud-Schicht besteht aus den Hardwareressourcen, die zur Unterstützung der bereitgestellten Cloud-Dienste erforderlich sind. Solche Cloud-Hardware unterscheidet sich nicht von regulärer Hardware in klassischen Rechenzentren und umfasst  Server-, Speicher- und Netzwerkkomponenten.

Die Cloud-Abstraktionsschicht besteht aus der Cloud-Software, die auf der physikalischen Schicht eingesetzt wird um die wesentlichen Cloud-Eigenschaften zu verwirklichen. Konzeptionell liegt die Abstraktionsschicht über der physischen Schicht.

Definierte Cloud Arten

Es gibt unterschiedliche Cloudarten, die voneinander abzugrenzen sind.

Cloud-Arten – Rock the Prototype: Private Cloud – Hybrid Cloud – Community Cloud – Public Cloud und Multi Cloud.

Private Cloud

Bei einer Private-Cloud wird die Cloud-Infrastruktur für die ausschließliche Nutzung durch eine einzige Organisation bereitgestellt, die mehrere Cloud-Nutzer umfasst. Eine Private Cloud kann dabei im Besitz der Organisation selbst stehen oder einem Dritten gehören oder auch in einer Kombination aus beidem bestehen.

Ob Betrieb und Verwaltung einer Private Cloud innerhalb oder außerhalb der Räumlichkeiten der jeweiligen Organisation stattfinden ist zweitrangig. Entscheidend ist vielmehr, wie das Berechtigungsmodell einer solchen Private Cloud Zugriffe regelt und protokolliert, denn diese zentralen Aspekte einer Cloud-Architektur stehen in direktem Bezug hinsichtlich der Integrität von Daten und sind dementsprechend hochgradig relevant für einzuhaltende Datenschutzanforderungen.

Community Cloud

Bei der Community-Cloud wird die Cloud-Infrastruktur für die exklusive Nutzung durch eine bestimmte Gemeinschaft von Verbrauchern bereitgestellt, die gemeinsame Anliegen haben (z. B. Mission,

Sicherheitsanforderungen, Richtlinien und Compliance-Überlegungen). Die Community Cloud kann Eigentum von einer oder mehreren Organisationen sein, einem Dritten gehören und von einer einzelnen Organisation oder einer Gemeinschaft verwaltet und betrieben werden, und eine solche Community Cloud kann innerhalb oder außerhalb von Gebäuden existieren.

Public Cloud

Bei einer Public Cloud wird die Cloud-Infrastruktur zur offenen Nutzung durch die Allgemeinheit bereitgestellt. Die Public Cloud kann im Eigentum eines Unternehmens stehen, einer akademischen oder staatlichen Organisation gehören oder sich in gemeinschaftlichem Besitz befinden. Physisch befindet sich die Cloud-Infrastruktur in den Räumlichkeiten des Cloud-Anbieters.

Hybrid Cloud

Bei einer Hybrid Cloud ist die Cloud-Infrastruktur eine Zusammensetzung aus zwei oder mehr verschiedenen Cloud-Infrastrukturen (privat, gemeinschaftlich oder öffentlich), die zwar eigenständige Einheiten bleiben, aber durch standardisierte oder proprietäre Technologien miteinander verbunden sind, um die Portabilität von Daten und Anwendungen zu ermöglichen.

Software Architektur in der Cloud

Zusammengefasst hat Cloud Computing die Art und Weise, wie Software entwickelt, bereitgestellt und skaliert wird, revolutioniert. Es bietet Entwicklern die Flexibilität und Werkzeuge, die sie benötigen, um qualitativ hochwertige Anwendungen schneller und kosteneffizienter zu erstellen.

Software Architektur in der Cloud

Cloud Computing hat erheblichen Einfluss auf die Softwarearchitektur:

• Entkopplung: Die Cloud ermöglicht es, verschiedene Komponenten einer Anwendung zu entkoppeln und diese unabhängig voneinander zu skalieren. Dies fördert die Verwendung von Mikrodiensten-Architekturen.
• Skalierbarkeit: Traditionelle monolithische Anwendungen können in der Cloud neu gestaltet werden, um die horizontale Skalierung zu nutzen, wodurch sie mit dem Benutzerwachstum mithalten können.
• Eingebaute Dienste: Cloud-Anbieter bieten eine Vielzahl von Diensten, von Datenbanken über KI bis hin zu IoT, was die Notwendigkeit, eigene Lösungen von Grund auf neu zu erstellen, verringert.

Cloud und Smart Devices

Wir befinden uns mitten im Cloud-Zeitalter!

Die gegenwärtige IT-Phase kann als Cloud-Zeitalter bezeichnet werden. Aktuell erleben wir, wie die  Verlagerung von lokal installierten Programmen in die Cloud richtig in Schwung kommt.

Das Cloud-Zeitalter hat unsere IT-Landschaft revolutioniert und grundlegende verändert indem die Clouds lokal gebundene Anwendungen und Hardware durch flexible, skalierbare und remote zugängliche Dienste ersetzt hat.

Die Geschwindigkeit, mit der sich Cloud-Technologien entwickeln, schafft eine neue Ära für Unternehmen und Entwickler gleichermaßen. Datenverarbeitung, künstliche Intelligenz, und Edge-Computing treiben diese Transformation weiter voran.

Tabelle: Meilensteine der Cloud-Technologie

Diese Liste bildet nur einen kleinen Ausschnitt der Cloud-Technologien ab und gibt bereits einen soilden Überblick über die wichtigsten Fortschritte und deren Auswirkungen auf die moderne IT-Landschaft.

Cloud – Vom Rechenzentrum in die Cloud

Klassische Software und lokale PCs und Server in Unternehmen wird es auch in Zukunft geben, aber ein Großteil von Anwendungen und der Schwerpunkt der Innovation findet gegenwärtig tatsächlich in den Clouds von von Amazon – der AWS Cloud – und der google-cloud statt.

Während klassische Software und lokale Serverlösungen weiterhin ihre Berechtigung haben, vollzieht sich ein Paradigmenwechsel hin zu cloudbasierten Lösungen. Diese bieten eine höhere Flexibilität, Skalierbarkeit und kosteneffiziente Innovation. Unternehmen setzen zunehmend auf die führenden Anbieter wie Amazon Web Services (AWS) und Google Cloud Platform, um moderne Anwendungen zu entwickeln, die global erreichbar sind. Die Cloud wird somit nicht nur zur bevorzugten Infrastruktur, sondern auch zur treibenden Kraft hinter neuen Technologien wie Künstlicher Intelligenz, Big Data und IoT.

Verlagerung und die Cloud

Ein inzwischen sehr beachtlicher Anteil der IT verlagert sich vom Desktop und dem Serverraum des Unternehmens in Richtung dieser Cloud-Anbieter. Dieser Wandel wirkt ich auf alle Ebenen der IT-Welt aus und betrifft jede Anwendergruppe, vom Gelegenheitsnutzer über den Softwareentwickler und IT-Manager bis hin zum Software-Hersteller oder Hardwareproduzenten der cloudbasierte Services für seine Produkte bietet.

Gründe für die Verlagerung in die Cloud:

1. Kosteneffizienz
   Unternehmen sparen durch den Verzicht auf teure eigene Hardware und die Reduzierung von Betriebskosten.
2. Skalierbarkeit
   Cloud-Services erlauben es, Ressourcen flexibel und bedarfsgerecht zu erweitern oder zu reduzieren.
3. Globale Verfügbarkeit
   Anwendungen können weltweit mit niedriger Latenz bereitgestellt werden.
4. Flexibilität
   Entwickler profitieren von einer breiten Auswahl an Tools und Services für verschiedene Anforderungen.
5. Sicherheits-Updates
   Anbieter kümmern sich regelmäßig um Sicherheits- und Performance-Updates.
6. Ortsungebundene Zusammenarbeit in agilen Teams
   Cloud-basierte Tools fördern die agile Teamarbeit und ermöglichen weltweit Echtzeit-Zugriff auf Projekte.

Cloud-Zeitalter – Phasen des Cloud Computing

Phase 2 des Cloud Computing

In gewisser Weise ist das, was wir jetzt erleben, die zweite Phase des Cloud Computing. Bereits vor rund 50 Jahren vollzog sich ein ähnlicher Wandel mit der Einrichtung von Servicebüros und Time-Sharing-Systemen, die Nutzern, die nicht über einen Großrechner wie IBM 705 in einem gläsernen Raum am Ende des Flurs verfügten, Zugang zu Computern verschafften.

Ein typischer Time-Sharing-Dienst hatte eine Hub-and-Spoke-Konfiguration. Die einzelnen Benutzer an den Terminals kommunizierten über Telefonleitungen mit einem zentralen Standort, an dem die gesamte Datenverarbeitung stattfand.

Unzählige Beispiele für Cloud-basierte Hardware

Neben dem Amazon Echo ist auch jede IoT-Glühbirne wie eine Philips Hue inzwischen ein cloud-basiertes Produkt, d.h. von Deinem lokalen WLAN-Netz verbinden sich viele IoT-Devices mit Diensten in einer Cloud.

Cloud-basierte Hardware in verschiedenen Branchen

Cloud-basierte Hardware geht weit über IoT-Geräte wie Amazon Echo oder Philips Hue hinaus. Smarte Thermostate wie Nest, vernetzte Fitnessgeräte wie Peloton, und autonome Fahrzeuge nutzen Cloud-Dienste für Datenverarbeitung, Updates und Echtzeitsteuerung. Auch in der Industrie finden sich Beispiele: Fertigungsroboter, die Produktionsdaten in die Cloud senden, um Effizienzanalysen durchzuführen, oder medizinische Geräte, die Patientendaten in Echtzeit übertragen. Diese Geräte zeigen, wie tiefgreifend Cloud-Technologien in unseren Alltag und in spezialisierte Branchen integriert sind.

Cloud und IoT – Bedeutung der Cloud für Smart Devices und Internet of Things

Cloud-Relevanz für Softwareentwicklung

• Schnelle Prototypenentwicklung: Entwickler können schnell Prototypen in der Cloud erstellen, ohne sich um die darunter liegende Infrastruktur kümmern zu müssen.
• Kollaboratives Arbeiten: Tools wie GitHub ermöglichen es Entwicklern, kollaborativ und in Echtzeit zu arbeiten, und die Integration von CI/CD (Continuous Integration/Continuous Delivery) Pipelines beschleunigt den Software-Release-Prozess.
• Kostenersparnis: Entwickler müssen nicht in teure Hardware investieren; sie können stattdessen Ressourcen in der Cloud nach Bedarf nutzen und skalieren.
• Globale Reichweite: Cloud-Anbieter haben Rechenzentren auf der ganzen Welt, was Entwicklern ermöglicht, ihre Anwendungen nahe an ihrem Endbenutzer bereitzustellen, wodurch die Latenz verringert wird.

In der Cloud programmieren

Wenn Du Git-Hub nutzt um mit anderen im Team zu programmieren und in ein Remote-Repository deployst, dann programmierst Du bereits in der Cloud.

Cloud Programming – In der Cloud programmieren

Cloud-Sicherheit und Datenschutz

Die Sicherheit in der Cloud ist ein entscheidender Aspekt für Unternehmen und Entwickler. Cloud-Anbieter implementieren umfassende Sicherheitsprotokolle wie Datenverschlüsselung, Firewalls und Identitäts- und Zugriffsmanagement (IAM). Dennoch bleibt der Schutz sensibler Daten eine gemeinsame Verantwortung von Anbietern und Nutzern.

Edge-Computing als Erweiterung der Cloud

Edge-Computing bringt Rechenleistung näher an den Endbenutzer. Dies ergänzt Cloud-Dienste, indem es Latenzen reduziert und die Verarbeitung von Daten direkt am Ort der Entstehung ermöglicht – ideal für IoT-Geräte und Echtzeitanwendungen.

Zukunft der Cloud: Multi-Cloud und Serverless

Immer mehr Unternehmen setzen auf Multi-Cloud-Strategien, um Risiken zu minimieren und Flexibilität zu maximieren. Serverless Computing ermöglicht Entwicklern, Anwendungen ohne Verwaltung der zugrunde liegenden Server zu erstellen und bereitzustellen, was Zeit und Ressourcen spart.

Diese Ergänzungen bieten zusätzliche Relevanz und Tiefe für den Eintrag und beleuchten aktuelle Trends im Cloud-Computing.

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