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Cloud - Begriffe und Definitionen

"Cloud", jeder aus der EDV hat diesen Begriff schon gehört, oft mit der Frage: Sind Sie auch schon in der Cloud? Aber was ist Cloud eigentlich, die EDV in der Wolke? Sehr stark vereinfacht kann man sagen: Ein Teil der EDV, sowohl Hard- und/oder Software wird nicht mehr im eigenen Hause betrieben und administriert, sondern der User bekommt seine Anwendungen direkt aus dem Internet. Hört sich nicht allzu schwierig an, ein einfaches Beispiel: Wenn man einen privaten E-Mail-Dienst benötigt, dann gibt es viele Angebote im Internet. Man bekommt eine E-Mail-Adresse (ich@mailbetreiber.de) und kann E-Mails versenden und empfangen. Das Ganze dann noch mit einer schicken Weboberfläche und durch ein paar Werbebanner finanziert.
Ist das jetzt eine Cloud? Ja, das ist eine Cloud. Der Betreiber hat für mich (und die anderen Kunden) einen Mail-Server aufgebaut, das Webfrontend administriert, hält Storage und Internet-Anbindung bereit und ich kann alles direkt von meinem Browser aus bedienen. Einen Internet-Zugang brauche ich natürlich, aber damit bin ich in der Cloud! Damit haben wir die Frage vom Anfang schon beantwortet. Ja die meisten von uns sind schon in der Cloud und das meist seit vielen Jahren, schon lange bevor es den Begriff Cloud überhaupt gab.

Also alles nur ein neuer Name für seit langem bekannt Funktionen? Hört sich ja fast so an, aber etwas weiter geht die Cloud dann schon noch.

Im Jahre 2009 hat das National Institute for Standards and Technology (NIST) eine allgemeine Definition für die Cloud erstellt, die auch allgemein genutzt wird. Dabei werden Service- und Liefermodelle definiert.
Die folgenden 3 Servicemodelle wurden definiert:

Infrastructure as a Service "IaaS" - Hier wird die Infrastruktur (Server, Storage, Netzwerk) in der Cloud betrieben, der Kunde nutzt nur diese Dienste, Software und Anwendungen werden durch den Kunden installiert und betrieben.
Platform as a Service "PaaS" - Hier stellt die Cloud Programmierwerkzeuge und Laufzeitumgebungen zur Verfügung. Innerhalb dieser Umgebung laufen Programme und definierte Abläufe. Der Kunde definiert also nur die eigene Programmlogik, die Abarbeitung wird in der Cloud durchgeführt. Auf die Umgebung (z.B. die Hardware oder das Betriebssystem) hat der Kunde keinen Einfluss.
Software as a Service "SaaS" - Vom Cloud Dienstleister werden komplette Software-Produkte zur Verfügung gestellt. Der Kunde nutzt die fertigen Produkte mit den eigenen Clients, auch sämtliche Abläufe sind in der Cloud vorhanden. Der Kunde liefert also nur die Daten, sämtliche Verarbeitungsprogramme sind vollständig vorhanden.

Die 4 Liefermodelle wurden in Verbindung mit den Servicemodellen definiert:

Public Cloud - Dies ist die öffentliche Rechnerwolke, alle Nutzer können sich direkt beim Cloud-Dienstleister anmelden und erhalten die gewünschten Dienste aus der Wolke heraus. Die Abrechnung erfolgt dann meist nach genutzten Produkten und zum Beispiel der Menge an Daten oder Anzahl von Usern.
Private Cloud - Eine Cloud nur für ein Unternehmen und eine Unternehmensgruppe. Es ist eigentlich wie das interne Rechenzentrum, nur das hier Dienste bzw. Dienstgruppen oder Funktionen abgerechnet werden. Eine Abteilung oder ein Unternehmensteil nutzt Anwendungen und Dienste und zahlt dann auch direkt dafür.
Hybride Cloud - Eine Mischung aus Public Cloud und Private Cloud, zum Beispiel stellt ein Unternehmen die meisten Dienste nur für das eigene Unternehmen zur Verfügung, jedoch gibt es Teile aus dem Angebot, die dem "gesamten Internet" oder anderen Gruppen zur Verfügung gestellt werden kann. Oder ein Unternehmen nutzt im Normalfall eine Private Cloud, nur im Fehlerfalle oder bei Überlastungen werden zusätzlich Leistungen aus einer Public Cloud ergänzt.
Community Cloud - Eine gemeinschaftliche Rechnerwelt, ähnlich wie die Public Cloud, aber nur für einen begrenzten (definierten) Nutzerkreis zugänglich. Zum Beispiel eine Cloud für die öffentlichen Verwaltungen. Diese Cloud ist für öffentliche Verwaltungen zugänglich, aber auch nur für diese. In dieser Cloud werden meist spezialisierte Anwendungen betrieben.

An diese Definition halten sich natürlich nicht alle. Auch deswegen ist ein Vergleich der Dienstleister sehr schwierig. Ganz wichtig bei der Auswahl der Cloud und des Dienstleisters ist ein ausreichend langer Testzeitraum. Auch wenn viele Dienstleister mit monatlichen Kündigungsfristen werben, eine Migration der Daten ist meist sehr schwierig, langfristig und teuer.

Cloud - Beispiel E-Mail

Nehmen wir mal ein mittelständisches Unternehmen mit Verkaufsniederlassungen in den USA, China und dem europäischen Ausland. Werden die E-Mail Services aus dem Unternehmen in Deutschland heraus angeboten, so sind Störungen in den Arbeitszeiten der Mitarbeiter in China und in den USA nur schwer abzudecken. Sollte ein Kollege in den USA Probleme mit seinen Mails haben, dann ist in Deutschland unter Umständen schon Feierabend. Fällt die Internetanbindung in Deutschland außerhalb der üblichen Geschäftszeiten aus, so können die Mitarbeiter in den USA und China keine Mails versenden bzw. empfangen. Um diese Probleme zu umgehen müsste man eine 24 Stunden-Bereitschaft für die EDV in der Zentrale in Deutschland einführen.
Oder man legt die E-Mail-Services in die Cloud. Mit dem richtigen Anbieter hat man den 7x24 Stunden Service schon inklusive. Weiterhin haben diese Anbieter wesentlich bessere und redundantere Anbindungen ins Internet. Eine Störung der Anbindung in die deutsche Zentrale wird von den ausländischen Mitarbeitern nicht einmal bemerkt. Und auch der Nachteil für die deutschen Mitarbeiter in der Zentrale hält sich in Grenzen. Wenn die Internetverbindung gestört ist, kann man zwar bei einem internen Mailserver noch interne Mails verschicken, aber von Außen kommt ja auch nichts mehr an.

Cloud - Was müssen Sie beachten?

Das kommt erst einmal darauf an, was Sie alles in der Cloud betreiben möchte. Beim Thema "E-Mail" haben wir ja schon das Thema Verfügbarkeit angesprochen. Das ist auch ein zentraler Faktor, dem Sie als erste Beachtung schenken sollten. Die Verfügbarkeit in der Cloud kann in drei Teilbereiche aufgeteilt werden:

Da ist einmal die Verfügbarkeit der Internetverbindung vom Firmensitz zum Cloud-Dienstleister. Wenn aller Mitarbeiter über diese Internet-Verbindung in der Cloud arbeiten sollen und sie fällt aus, dann wird es natürlich zum Ausfall der gesamten Cloud kommen (na ja, die Cloud ist ja noch da, aber sie kommen nicht heran). Also muss die Internet-Anbindung je nach Anforderung auch hochverfügbar ausgelegt werden. Dies ist aber nur in speziellen Stadtgebieten und Gebäuden möglich, wo tatsächlich zwei getrennte Leitungen ins Haus geführt werden können, im Idealfalle über getrennte Wege.

Der zweite Faktor Verfügbarkeit ist die Verfügbarkeit der Cloud an sich. Je nach Anbieter sind die Technologien hinter der Cloud mehr oder weniger komplex. Und selbst ein Ausfall einer Klimaanlage kann ein ganzes Rechenzentrum lahm legen. Da heißt es dann eine genaue Analyse der Ausstattung in dem Rechenzentrum durchzuführen und auch eigene Schlüsse zu führen. Die reine Angabe einer SLA (Service Level Agreement) ist nicht ausreichend. Eine Angabe von 99,99% Verfügbarkeit ist recht schön, aber sicher wird das Ganze erst durch die passenden Sanktionen gegen den Cloud-Betreiber.

Und eine auch nicht gerade unwichtige Verfügbarkeit ist die Wiederherstellbarkeit der Daten im K-Fall. Also wenn der völlig unwahrscheinliche Fall eintritt ein und das Rechenzentrum brennt komplett ab. Wo sind dann Ihre Daten noch gesichert, wie können sie wiederhergestellt werden? Gibt es einen K-Fall-Plan beim Betreiber? Wird das Vorgehen regelmäßig geübt? Gibt es auch hierfür Service Level Agreements (SLAs)?

Aber die Verfügbarkeit ist nur ein Teil der möglichen Probleme in einer Cloud. Ein weiterer sehr wichtiger Bestandteil ist die Sicherheit der Daten gegen unbefugte Zugriffe. Das kann einmal der geplante Einbruch über die "normalen" Zugriffswege des Dienstleister sein, aber auch evtl. Sicherheitspannen. Wenn plötzlich der Mitbewerber (der auch Kunde in der selben Cloud ist) ihre Kundendaten sehen kann, oder Konstruktionspläne der neusten Entwicklung. Über diese Themen sollte man sich vorher genau informieren und die Sicherheitspläne selbst durchdenken. Ein nicht gerade unwichtiger Punkt ist auch der Ort der Datenspeicherung bzw. die Staatszugehörigkeit der Cloud-Dienstleister. Daten die von amerikanischen Unternehmen gespeichert werden, bzw. auf amerikanischen Boden vorgehalten werden, müssen vom Dienstleister auf Wunsch der Ermittlungsbehörden herausgegeben werden. Und der Dienstleister darf den Datenbesitzer u.U. noch nicht einmal darüber informieren. Die Herausgabe der Daten kann aber trotzdem deutschen Gesetzen widersprechen. Sind dort z.B. personenbezogene Daten enthalten können Sie als Datenhalter sogar noch rechtlich belangt werden. Dies alles sind "kleine" Fallstricke in der Cloud.

Was steckt technisch hinter der Cloud?

Was ganz offensichtlich ist: Der Dienstleister braucht eine Anbindung ins Internet, Server, Storage und Software. Was ist da jetzt aber anders als bei der Datenverarbeitung in einem Unternehmen? Eigentlich erstmal nichts, klar die EDV wird nicht nur für einen Kunden betrieben, sondern für sehr viele gemeinsam. Und das ist auch der Vorteil des Cloud-Dienstleisters: Er kann seine standardisierten Dienste vielen Kunden gleichzeitig zur Verfügung stellen. Also einen E-Mail Server für viele Kunden. Na ja, so einfach ist das auch nicht. Die Performance-Anforderungen sind ganz anders, der Dienstleister hat ja nicht nur 100 User, sondern 100 User von 100 Unternehmen. Und auch die Datenmengen sind ganz anders, ein E-Mail Server mit internen Platten wird das nicht schaffen. Der Dienstleister wird also eine große Anzahl von Frontend-Servern (diese bedienen die Clients), viele MTAs (diese transportieren die Mails) und viele Backend-Server (diese halten und verwalten die Mails) betreiben. Das macht die Sache natürlich komplexer und auch fehleranfälliger. Also müssen diese Server-Gruppen durch Cluster hochverfügbar gemacht werden. Und wenn man sich diese große Menge an Servern, die da so "herumstehen" mal bildlich vorstellt (nicht ordentlich in einem Rack), dann kommt das Bild der Wolke (= Cloud).
Aber rein technisch sieht es in der Cloud in anders aus, als in einem mittelständischen Rechenzentrum. Beim Beispiel E-Mail stehen da evtl. zwei Frontends für Outlook-Clients, dahinter ein Cluster aus 2 Exchange-Servern für die einzelnen Informationstores und die Daten liegen in einem SAN. In der Cloud wird die Anzahl sicherlich größer sein (es sind ja auch mehr Clients), aber technisch doch sehr ähnlich. Also hat schon jeder mit einem Exchange (oder natürlich einem anderen Mailserver-Produkt) schon eine Cloud?

Welche Anwendungen sind sinnvoll in der Cloud?

Da gibt es verschiedene Ansätze:
1. Anwendungen die zwar benötigt werden, aber nicht geschäftskritisch sind, trotzdem aber viel Hardware-Aufwand und Administration benötigen: Zum Beispiel ein Anwendung für die Reisekostenabrechnung. Evtl. braucht das System einen eigenen Server, sehr viel Pflege durch die EDV-Abteilung, häufig müssen Patche und Änderungen eingespielt werden, aber es arbeiten nur 5 Personen im gesamten Unternehmen mit dieser Anwendung. Aber benötigt wird sie doch, sonst bekommt man seine Reiseaufwendungen nicht erstattet. Eine gute Anwendung für die Cloud, der Dienstleister übernimmt die Wartung, hält die Hardware vor und die 5 Mitarbeiter können direkt in der Cloud arbeiten. Sollte die Verbindung in die Cloud mal gestört sein, ist das sicherlich auch noch nicht kritisch.
2. Anwendungen die aus dem Internet "rund um die Uhr" genutzt werden: Passend für alle Unternehmen die weltweit ihre Produkte vertreiben und bei denen der Kunde direkt online bestellen kann. Selbst der Ausfall der internen EDV mitten in der Nacht wird vom Kunden nicht bemerkt. Er arbeitet ja in der Cloud und kann die Produkte online bestellen. Da ist natürlich die Verfügbarkeit der Cloud sehr wichtig, ein Ausfall oder eine Störung wird direkt mit ihrem Unternehmen in Verbindung gebracht. Und obwohl sie nichts zu der Störung können, wir ihr Ruf geschädigt. Genauso wenn Daten verloren gehen, nichts ist geschäftsschädigender als wenn man dem Kunden sagen muss, dass die letzten Bestellungen unter Umständen nicht richtig angekommen sind.
3. Anwendungen für die im eigenen Hause kein Know-how vorhanden ist: Gerade komplexe betriebswirtschaftliche Software oder umfangreiche Softwareprodukte benötigen sehr viel Aufwand bei der Implementierung und beim Betrieb, von der häufig sehr komplexen Hardware-Umgebung einmal abgesehen. Ein Dienstleister der diese Software komplett als Dienst zur Verfügung stellt, kann den Implementierungs- und Betriebsaufwand auf alle Kunden verteilen und damit häufiger kostengünstiger anbieten. Aber auch dort sollten sie einen Dienstleister wählen, der ausgewiesene Erfahrung mit ihrer Anwendung hat. Eine eigene Anwendung (die nur sie in der Cloud nutzen) wird im Betrieb nicht kostengünstiger und meist auch nicht sicherer betrieben werden können.

Infrastruktur in der Cloud?

Das hört sich jetzt erstmal etwas seltsam an, warum sollte ich meinen Switch in die Cloud stellen? Da müssen doch die Clients dran angeschlossen werden. Das geht natürlich nicht mit der gesamten Infrastruktur, aber z.B. der Internetzugang mit Router, Firewall, Virenscanner und Intrusion Detection wird in der Cloud vorgehalten. Aber halt: Sie brauchen doch das Internet um in die Cloud zu kommen. Wie soll dann der Internet-Zugang in der Cloud sein? Sie nutzen dann ein VPN vom Unternehmenssitz zum Dienstleister in der Cloud. Da nutzen Sie natürlich auch das Internet, aber in einer gesicherten Verbindung mit Verschlüsselung bis in die Cloud. Und dort sehen dann Firewall und Router, sie müssen sich also nicht um die Überwachung und Administration der Firewall kümmern.
Ein anderes Beispiel ist die Telefonanlage in der Cloud. Mit VOIP ist da eine Menge machbar, auch Unified Messaging läuft in der Cloud. Nie wieder ausgedruckte Faxe, selbst SMSe werden per Mail zugestellt. Und auch die "Aufteilung" einer Telefonanlage für verschiedene Standorte ist leicht möglich, ein zentraler Rufnummernblock für alle Mitarbeiter, egal ob München, Hamburg oder New York. Aber was passiert bei Ausfall der Internet-Verbindung (also das Internet vom Firmensitz bis zur Cloud)? Kein E-Mail, kein Internet, keine Anwendung und auch kein Telefon um Kunden zu informieren ...
Unter Umständen könnte man ja auch Speicher in der Cloud nutzen. Ein Dienstleister, der blockbasierenden und/oder filebasierenden Speicher zur Verfügung stellt, sollte diese Anforderung erfüllen können. Je nach Anspruch auch zwischen zwei Rechenzentren gespiegelt und das Backup wird auch noch direkt übernommen, dann in ein drittes Rechenzentrum. Hört sich erst mal gut an, aber da kommen zwei neue Probleme dazu: Durchsatz und Antwortzeit. Auch diese Daten müssen über ein VPN und das Internet. Ein Beispiel: Sie möchten eine Datenbank auf einem internen Server betreiben und dafür den blockbasierenden Speicher in der Cloud nutzen. Da lassen sich dann sehr schnell die Grenzen erkennen, intern werden die Storage-Systeme mit 8 Gbit/s Fibre Channel oder 10 Gbit/s iSCSI angebunden. Da kommen selbst die teuersten Standleitungen schnell an ihre Grenzen.

Ein weiteres Beispiel ist das Backup in der Cloud. Sie nutzen interne Server (also keine Dienste in der Cloud), möchten aber ihr Backup an einen anderen Standort auslagern. Das geht konventionell über die Sicherung auf Bänder und die Auslagerung der Bänder in einen externen Tresor. Oder eben über das Internet (VPN und verschlüsselt) in die Cloud hinein (und im Falles eines Falles auch wieder heraus). Idealerweise wird die Sicherung dann vom Dienstleister auch noch an unterschiedlichen Standorten gespiegelt. Die Anforderungen an den Durchsatz sind dort nicht so gravierend, für das Backup hat man ja meist die ganze Nacht zeit. Aber was ist mit der Datensicherheit? Kann der Dienstleister da so einfach an die Daten im Klartext kommen? Auch darauf muss geachtet werden. Die Daten sollten schon in ihrem Hause verschlüsselt werden (ausreichend stark) und der Schlüssel sollte nur Ihnen bekannt sein. Wenn dann keine staatliche Hintertür in der Verschlüsselung ist, dann sind ihre Daten sicher und sie haben eine vollautomatische Auslagerung.