Cloud-Server

Was ist ein Cloud-Server?

Ein Cloud-Server ist ein virtueller Server, der in einer Cloud-Computing-Umgebung betrieben wird und dessen Ressourcen für Benutzer über ein Netzwerk remote zugänglich sind. Cloud-basierte Server sollen diesselben Funktionen bieten, dieselben Betriebssysteme und Anwendungen unterstützen und ähnliche Leistungsmerkmale aufweisen wie herkömmliche physische und virtuelle Server, die in einem lokalen Rechenzentrum betrieben werden.

Cloud-Server sind ein wichtiger Bestandteil der Cloud-Computing-Technologie. Die weit verbreitete Einführung der Servervirtualisierung hat maßgeblich zum Aufstieg und zum anhaltenden Wachstum des nutzungsorientierten Cloud Computings beigetragen. Cloud-Server unterstützen alle Arten von Cloud-Computing-Bereitstellungsmodellen, von Infrastructure as a Service (IaaS) über Platform as a Service (PaaS) und bis hin zu Software as a Service (SaaS).

Cloud-Server werden oft als virtuelle Server, virtuelle private Server oder virtuelle Plattformen bezeichnet.

Wie funktionieren Cloud-Server?

Cloud-Server virtualisieren physische Server, um sie für Benutzer an entfernten Standorten zugänglich zu machen. Die Servervirtualisierung erfolgt häufig, aber nicht immer, mithilfe eines Hypervisors. Die Rechenressourcen der physischen Server werden dann zum Erstellen und Betreiben virtueller Server verwendet, die auch als Cloud-Server bezeichnet werden. Auch diese virtuellen Server können Unternehmen über eine funktionierende Internetverbindung von jedem physischen Standort aus zugreifen, und die Ressourcen werden den Benutzern je nach Bedarf zugewiesen. Cloud-Server werden über Cloud-APIs bereitgestellt und verwaltet.

In einem Public-Cloud-Computing-Modell bieten Anbieter Zugang zu diesen virtuellen Servern, Storage und anderen Ressourcen oder Diensten gegen eine Gebühr, die in der Regel als Pay-as-you-go-Modell strukturiert ist.

Cloud-Bereitstellungsmodelle lassen sich im Allgemeinen in die folgenden Hauptarchitekturen einteilen:

• IaaS: Cloud-Computing-Modelle, die nur traditionelle Infrastrukturelemente wie virtuelle Server, Storage und Netzwerke umfassen, werden als IaaS bezeichnet.
• PaaS: PaaS-Produkte bieten Kunden eine Cloud-Computing-Umgebung mit Software- und Hardware-Tools für die Anwendungsentwicklung, die von Cloud-Servern, Storage- und Netzwerkressourcen bereitgestellt werden.
• SaaS: Im SaaS-Modell liefert der Anbieter zahlenden Kunden über die Cloud ein komplettes, vollständig verwaltetes Softwareprodukt. SaaS-Anwendungen sind für ihre Rechenressourcen auf Cloud-Server angewiesen.
• FaaS: Function as a Service ist ein Cloud-Computing-Modell, mit dem Entwickler Code als Reaktion auf bestimmte Ereignisse wie HTTP-Anfragen, Datenbankaktualisierungen oder Datei-Uploads ausführen können, ohne Server verwalten zu müssen. Private-Cloud-Server funktionieren zwar ähnlich, diese physischen Server sind jedoch Teil der privaten, unternehmenseigenen Cloud-Infrastruktur.

Wichtige Unterschiede zwischen einem Cloud-Server und einem herkömmlichen Server

Die Wahl zwischen einem Cloud-Server und einem herkömmlichen physichen Server hängt oft von den spezifischen Anforderungen, Ressourcen und Wachstumsplänen eines Unternehmens ab. Obwohl die Verwendung von Cloud-Servern für Rechenaufgaben Kunden gegenüber physischen Servern viele spezifische Vorteile bieten kann, können bestimmte Anwendungsfälle herkömmliche lokale Server begünstigen.

Die wichtigsten Unterschiede zwischen einem Cloud-Server und einem herkömmlichen Server sind die folgenden:

• Standort und Verwaltung: Cloud-Server werden von den Anbietern gewartet und gehostet und über ein Remote-Netzwerk oder das Internet ferngesteuert. Ihre physische Infrastruktur wird in den externen Rechenzentren des Anbieters verwaltet. Herkömmliche oder dedizierte Server befinden sich physisch On Premises in einem Unternehmen, und die internen IT-Mitarbeiter sind für deren Wartung, Aktualisierung und Troubleshooting verantwortlich.
• Skalierbarkeit: Die Ressourcen von Cloud-Servern können dynamisch an den Bedarf angepasst werden, sodass Unternehmen ihre Rechenleistung in Echtzeit nach oben oder unten skalieren können. Bei herkömmlichen Servern erfordertt die Skalierung häufig die Anschaffung und Installation zusätzlicher Geräte und Hardware, was zeitaufwendig und kostspielig sein kann.
• Workloads: Cloud-Server eignen sich in der Regel ideal für Unternehmen mit variablen Workloads, während herkömmliche Server besser für Unternehmen mit konstanten und hohen Workloads geeignet sind.
• Zuverlässigkeit: Cloud-Server verfügen in der Regel über integrierte Redundanz-, Lastenausgleichs- und Ausfallsicherungsoptionen, was die Zuverlässigkeit erhöht. Bei herkömmlichen Servern hängt die Zuverlässigkeit von der Infrastruktur des Unternehmens ab, und zur Erreichung von Redundanz sind oft zusätzliche Konfigurationen erforderlich.
• Kostenstruktur: Cloud-Server folgen in der Regel einem Pay-as-you-go-Modell, bei dem Unternehmen nur für die tatsächlich genutzten Ressourcen bezahlen. Herkömmliche physische Server erfordern Vorabinvestitionen für Hardware und laufende Wartungskosten.

Arten von Cloud-Servern

Unternehmen können aus mehreren Arten von Cloud-Servern wählen. Die drei wichtigsten Modelle sind die folgenden:

Public-Cloud-Server

Die gängigste Form eines Cloud-Servers ist eine virtuelle Maschine (VM) oder Recheninstanz, die ein Public-Cloud-Anbieter auf seiner eigenen Infrastruktur hostet und über eine webbasierte Schnittstelle oder Konsole über das Internet an die Nutzer bereitstellt. Dieses Modell wird als IaaS bezeichnet.

Public-Cloud-Server verwenden in der Regel vorgefertigte Instanzen, denen eine bekannte vorgefertigte Anzahl virtueller CPUs (vCPUs) und Memory zugewiesen wird. Beispiele für Cloud-Server sind Instanzen von Amazon Elastic Compute Cloud (EC2), Microsoft Azure und Google Compute Engine.

Private-Cloud-Server

Ein Cloud-Server kann auch eine Recheninstanz innerhalb einer lokalen Private Cloud sein. In diesem Fall stellt ein Unternehmen den Cloud-Server internen Benutzern über ein lokales Netzwerk (LAN) und in einigen Fällen auch externen Benutzern über das Internet zur Verfügung.

Der Hauptunterschied zwischen einem gehosteten Public-Cloud-Server und einem Private-Cloud-Server besteht darin, dass letzterer innerhalb der eigenen Infrastruktur eines Unternehmens existiert, während ein Public-Cloud-Server außerhalb des Unternehmens gehört und betrieben wird.

Private-Cloud-Server können auf vorgefertigten Instanzen basieren, ermöglichen es den Benutzern jedoch auch, die gewünschte Anzahl an vCPU- und Memory-Ressourcen für die Instanz auszuwählen. Hybrid Clouds können Public- oder Private-Cloud-Server umfassen.

Dedizierte Cloud-Server

Zusätzlich zu den virtuellen Cloud-Servern können Cloud-Anbieter physische Cloud-Server, auch als Bare-Metal-Server bezeichnet, bereitstellen, bei denen im Wesentlichen der physische Server eines Cloud-Anbieters einem Benutzer zugewiesen wird. Diese dedizierten Cloud-Server, auch als dedizierte Instanzen bezeichnet, werden in der Regel eingesetzt, wenn ein Unternehmen eine benutzerdefinierte Virtualisierungsschicht bereitstellen oder die Leistungs- und Sicherheitsprobleme mindern muss, die häufig mit einem Multi-Tenant-Cloud-Server einhergehen.

Cloud-Server bieten eine Vielzahl von Compute-Optionen mit unterschiedlichen Prozessor- und Memory-Ressourcen. So kann ein Unternehmen einen Instanztyp auswählen, der den Anforderungen einer bestimmten Workload am besten entspricht. Eine kleinere Amazon EC2-Instanz bietet beispielsweise eine vCPU und vier Gigabyte Memory, während eine größere Amazon EC2-Instanz 96 vCPUs und 384 Gigabyte Memory bereitstellt. Darüber hinaus sind Cloud-Server-Instanzen verfügbar, die auf spezielle Workload-Anforderungen zugeschnitten sind, beispielsweise rechenoptimierte Instanzen mit mehr Prozessoren im Verhältnis zur Memory-Menge oder Instanzen mit Grafikprozessoren (GPUs) für rechenintensive Workloads.

Obwohl herkömmliche physische Server in der Regel über einen gewissen Storage-Platz verfügen, bieten die meisten Public-Cloud-Server keine Storage-Ressourcen. Stattdessen bieten Cloud-Anbieter Storage in der Regel als separaten Cloud-Computing-Service an, beispielsweise Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) und Google Cloud Storage. Ein Unternehmen stellt Storage-Instanzen bereit und ordnet sie Cloud-Servern zu, um Inhalte wie VM-Images und Anwendungsdaten zu speichern.

Funktionen von Cloud-Servern

Cloud-Server zeichnen sich durch verschiedene wichtige Merkmale aus:

• vielfältige Infrastruktur: Je nach Anwendungsfällen und Anforderungen der Cloud-Computing-Umgebung kann die Computing-Infrastruktur von Cloud-Servern physisch, virtuell oder beides sein.
• Self-Service Provisioning: Cloud-Server bieten in der Regel Self-Service Provisioning, mit dem Benutzer Ressourcen ohne Umweg über den IT-Support bereitstellen und verwalten können. Dieser optimierte Ansatz ermöglicht es Benutzern, Server und Anwendungen schnell und bedarfsgerecht einzurichten und schneller auf sich ändernde Geschäftsanforderungen zu reagieren.
• Zuverlässigkeit: Cloud-Server werden auf mehreren Servern ausgeführt. Wenn also ein Server ausfällt, werden seine Rechenressourcen automatisch auf die anderen Server im Pool umgeschaltet.
• Bereitstellung über eine API: Auf Dienste auf einem Cloud-Server wird bei Bedarf über eine API zugegriffen, die die Kommunikation zwischen verschiedenen Softwareanwendungen und Diensten ermöglicht. APIs erleichtern die Bereitstellung, Skalierung und Überwachung von Ressourcen, wodurch Entwickler und Unternehmen Anwendungen in der Cloud einfacher erstellen, bereitstellen und verwalten können.
• Pay-as-you-go-Modell: Bei der Nutzung von Cloud-Diensten zahlen Unternehmen nur für die Ressourcen, die sie tatsächlich verbrauchen. Das Pay-as-you-go-Modell bietet im Vergleich zur Wartung und Instandhaltung herkömmlicher physischer Server erhebliche Einsparungen.
• High Availability: Cloud-Server sind hochverfügbar. Das liegt daran, dass Cloud-Anbieter Server über mehrere isolierte Rechenzentren und Verfügbarkeitszonen verteilen und fortschrittliche Failover-Mechanismen einsetzen, um eine kontinuierliche Verfügbarkeit zu gewährleisten.
• Compliance und Sicherheit: Cloud-Server-Anbieter investieren in Compliance und Zertifizierungen sowie in fortschrittliche Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls, Intrusion-Detection- und Prevention-Systeme, Datenverschlüsselung und regelmäßige Audits, um sensible Informationen zu schützen.

Vorteile von Cloud-Servern

Die Entscheidung für einen Cloud-Server hängt von den Anforderungen des Unternehmens und den spezifischen Anwendungs- und Workload-Anforderungen ab. Zu den potenziellen Vorteilen von Cloud-Servern gehören unter anderem:

• einfache Nutzung: Ein Administrator kann einen Cloud-Server bereitstellen und andere Dienste innerhalb weniger Minuten mit diesem Server verbinden. Mit einem Public-Cloud-Server muss sich ein Unternehmen nicht um die Installation, Wartung oder andere Aufgaben kümmern, die mit dem Besitz eines physischen Servers verbunden sind.
• Globalisierung: Public-Cloud-Server können Workloads globalisieren. Mit einem herkömmlichen zentralisierten Rechenzentrum können Administratoren und Benutzer zwar weiterhin weltweit auf Workloads zugreifen, aber Netzwerklatenzen und Unterbrechungen können die Leistung für geografisch entfernte Benutzer beeinträchtigen. Durch das Hosten doppelter Instanzen eines Workloads in verschiedenen globalen Regionen können Unternehmen von einem schnelleren und oft zuverlässigeren Netzwerkzugriff profitieren.
• Kosten und Flexibilität: Public-Cloud-Server folgen einem Pay-as-you-go-Modell. Im Vergleich zu einem physischen Server und dessen Wartungskosten kann das kostengünstig sein, insbesondere für Workloads, die nur vorübergehend ausgeführt werden müssen oder selten genutzt werden. Cloud-Server werden häufig für temporäre Workloads wie Softwareentwicklung und -tests sowie für Workloads verwendet, bei denen die Ressourcen je nach Bedarf hoch- oder heruntergefahren werden müssen. Je nach Nutzungsumfang können sich die Gesamtkosten langfristig als höher erweisen. Darüber hinaus ist eine vollständige Aufschlüsselung der Cloud-Computing-Kosten wichtig, um versteckte Kosten zu vermeiden.
• verbesserte Zusammenarbeit: Durch zentralen Storage und Zugriff auf Daten ermöglichen Cloud-Server eine bessere Zusammenarbeit zwischen den Teammitgliedern. Unabhängig von ihrem geografischen oder physischen Standort können mehrere Benutzer gleichzeitig an denselben Dokumenten und Projekten arbeiten.
• Disaster Recovery: Cloud-Server verfügen über integrierte Funktionen für das Disaster Recovery wie Backups, Datenreplikation an mehreren Standorten und Failover-Funktionen, um sicherzustellen, dass Daten im Falle eines Datenverlusts oder Systemausfalls schnell wiederhergestellt werden können. Durch diese Automatisierung entfällt der manuelle Aufwand, der zu Verzögerungen und Fehlern führen kann.
• Rechenleistung: Cloud-Server bieten robuste Rechenkapazitäten und ermöglichen so die effiziente Ausführung komplexer Rechenaufgaben. Dank High Performance Computing können Unternehmen ressourcenintensive Anwendungen und Prozesse ausführen, ohne in interne Hardware investieren zu müssen.

Herausforderungen und Überlegungen zu Cloud-Servern

Die Entscheidung für einen Cloud-Server kann für Unternehmen auch einige potenzielle Nachteile mit sich bringen. Hier sind einige der Herausforderungen:

• Regulierungen und Governance: Regulatorische Verpflichtungen und Corporate-Governance-Standards können Unternehmen daran hindern, Cloud-Server zu nutzen und Daten an bestimmten geografischen Standorten zu speichern – oft außerhalb der geografischen, politischen oder regulatorischen Grenzen des Unternehmens.
• Leistung: Da Cloud-Server in der Regel Multi-Tenant-Umgebungen sind und ein Administrator keine direkte Kontrolle über den physischen Standort dieser Server hat, kann eine VM durch übermäßige Storage- oder Netzwerkanforderungen anderer Cloud-Server auf derselben Hardware beeinträchtigt werden. Das wird oft als Noisy-Neighbor-Problem bezeichnet. Dedizierte oder Bare-Metal-Cloud-Server können einem Unternehmen helfen, dieses Problem zu vermeiden. In anderen Fällen können solche Probleme durch die Verlagerung von Workloads auf andere Ressourcen, Verfügbarkeitszonen oder Regionen behoben werden.
• Ausfälle und Ausfallsicherheit: Cloud-Server sind regelmäßig von unvorhersehbaren Dienstausfällen betroffen, die in der Regel auf einen Fehler in der Umgebung des Anbieters oder auf eine unerwartete Netzwerkstörung zurückzuführen sind. Aus diesem Grund und weil Benuter keine Kontrolle über die Infrastruktur eines Cloud-Anbieters haben, entscheiden sich einige Unternehmen dafür, geschäftskritische Workloads in ihrem lokalen Rechenzentrum statt in der Public Cloud zu belassen. Public Clouds bieten keine inhärente Hochverfügbarkeit oder Redundanz. Benutzer, die eine höhere Verfügbarkeit für einen Workload benötigen, müssen diese Verfügbarkeit bewusst in die Cloud-Umgebung integrieren, die für das Hosting des Workloads eingerichtet wurde.
• mangelnde Fachkenntnisse: Unternehmen haben manchmal mit einem Mangel an qualifizierten Personal zu kämpfen, das über Kenntnisse im Bereich Cloud-Technologien verfügt. Diese Qualifikatonslücke kann eine effektive Verwaltung und Optimierung der Cloud-Ressourcen behindern.
• Sicherheit und mangelnde Kontrolle: Die Datensicherheit ist eine entscheidende Herausforderung bei der Einführung von Cloud-Servern. Die Übertragung sensibler Informationen an Drittanbieter wirft berechtigte Bedenken hinsichtlich unbefugtem Zugriff, Datenverletzungen und Cyber-Bedrohungen auf. Cloud-Dienstleister bieten zwar integrierte Sicherheitsfunktionen, doch müssen Nutzer auch proaktive Maßnahmen zum Schutz ihrer Daten ergreifen.
• Bandbreitenaufteilung: Die meisten virtuellen Cloud-Server werden in einer Multi-Tenant-Umgebung betrieben, in der mehrere Benutzer dieselben physischen Ressourcen gemeinsam nutzen. Das kann zu Konflikten um die Bandbreite führen, da Daten von verschiedenen Benutzern auf derselben Infrastruktur gehostet werden und Unternehmen aufgrund dieser gemeinsamen Nutzung Leistungsprobleme befürchten könnten.

Wenn Unternehmen den Einsatz von Cloud-Servern zur Deckung ihres Rechenbedarfs evaluieren, sollten sie einige wichtige Aspekte berücksichtigen:

• virtuelle Cloud-Server und physische Server im Vergleich: Virtuelle Cloud-Server sind zwar praktisch, einfach zu verwalten und budgetfreundlich, eignen sich jedoch eher für stark schwankende Workloads als für datenintensive. Im Allgemeinen sind physische Server anpassungsfähiger und leistungsfähiger als virtuelle Server.
• Arten der Virtualisierung: Obwohl die Hypervisor-gestützte Virtualisierung am weitesten verbreitet ist, gibt es noch andere Arten der Servervirtualisierung, wie zum Beispiel Hardware, hardwareunterstützte Virtualisierung, Paravirtualisierung und Virtualisierung auf Betriebssystemebene.
• Sicherheit: Sicherheit bleibt ein wichtiges Thema für die Cloud-Technologie. Anbieter sollten nichts unversucht lassen, um sicherzustellen, dass sie über die richtigen Sicherheitsoptionen zum Schutz ihrer virtuellen Server verfügen. Große Anbieter setzen auf sorgfältig ausgearbeitete Sicherheitsrichtlinien und mehrschichtige Überwachungs- und Abwehrmaßnahmen, um die Sicherheit zu erhöhen.

Auswahl eines Cloud-Servers

Die Wahl des richtigen Cloud-Servers ist entscheidend für einen reibungslosen und effizienten Geschäftsbetrieb.

Hier sind einige wichtige Schritte, die Sie bei der Auswahl eines Cloud-Dienstleisters berücksichtigen sollten:

• Bewerten Sie die geschäftlichen Anforderungen: Unternehmen sollten zunächst ihre spezifischen Anforderungen bewerten, zum Beispiel die Art der verwendeten Anwendungen, den erforderlichen Storage und das erwartete Datenverkehrsaufkommen. Es ist auch wichtig zu prüfen, ob die Workloads des Unternehmens variabel oder datensensibel sind, da Cloud-Plattformen für variable Workloads geeignet sind.
• Recherchieren Sie die Sicherheitsbilanz des Anbieters: Sicherheit sollte bei der Bewertung eines Cloud-Anbieters ganz oben auf der Liste stehen. Unternehmen sollten die Sicherheitsbilanz des Anbieters überprüfen und sicherstellen, dass er robuste Sicherheitsmaßnahmen wie Datenverschlüsselung, Zugriffskontrollen und die Einhaltung von Branchenstandards und Vorschriften bietet.
• Berücksichtigen Sie die Skalierbarkeit: Unternehmen sollten nach einem Anbieter suchen, der eine einfache Skalierbarkeit bietet. Es ist wichtig, sicherzustellen, dass der ausgewählte Cloud-Anbieter ein wachsendes Unternehmen ohne nennenswerte Ausfallzeiten oder zusätzliche Kosten unterstützen kann.
• Überprüfen Sie die Leistungs- und Zuverlässigkeitsfaktoren: Die Leistungskennzahlen des Anbieters, wie Verfügbarkeitsgarantien und Latenzzeiten, sollten sorgfältig bewertet werden. Ein zuverlässiger Cloud-Dienstleister sollte beispielsweise eine hohe Verfügbarkeit von idealerweise über 99,5 Prozent gewährleisten, um Betriebsunterbrechungen zu minimieren.
• Überprüfen Sie die Preismodelle: Es ist wichtig, die Preisstruktur des Cloud-Service-Anbieters zu verstehen. Unternehmen sollten auf Kostentransparenz achten und prüfen, ob die Preise mit dem Budget des Unternehmens vereinbar sind. Einige Anbieter bieten beispielsweise Pay-as-you-go-Modelle an, während andere feste Preise anbieten.
• Prüfen Sie den Kundensupport: Ein guter Kundensupport ist für die schnelle Lösung von Problemen unerlässlich. Unternehmen sollten die verfügbaren Support-Optionen des Anbieters bewerten, darunter 24/7-Support, Live-Chat und dedizierte Kundenbetreuer. Das Lesen von Bewertungen und Erfahrungsberichten kann ebenfalls Aufschluss über die Qualität des Kundenservices des potenziellen Cloud-Service-Anbieters.
• Berücksichtigen Sie die Standorte der Rechenzentren: Bei der Auswahl ist es wichtig, die geografische Lage der Rechenzentren des Anbieters zu berücksichtigen, da diese die Leistung und Compliance beeinflussen kann. Am besten wählen Sie einen Anbieter mit Rechenzentren in der Nähe der Zielgruppe, um Latenzzeiten zu reduzieren und die Einhaltung lokaler Datenschutzgesetze zu gewährleisten wie beispielsweise die EU-Datenschutz-Grundverordnung (EU-DSGVO) oder ISO 27001.