Cloud Computing ist ein Begriff aus dem Bereich der Computer-Architektur. Der Begriff Cloud Computing beschreibt ein Konzept, welches die Bereitstellung von elektronischen Diensten (wie z.B. Rechenleistung oder Speicherkapazität) bei Bedarf, ähnlich dem Zugang zu Verbrauchsgütern wie Strom oder Wasser, ermöglicht.
Begriffsverständnis
Anwender von Cloud-Services betreiben Software-Applikationen, Plattformen und die dazu notwendige Hardware bzw. Infrastruktur nicht mehr selbst, sondern beziehen diese Leistungen über Cloud-Service-Provider [Hayes 2008]. Anwendungen, Plattformen, Daten und Infrastrukturen befinden sich demnach – metaphorisch gesprochen – in einer Wolke (Cloud) über eine Anzahl von entfernten Systemen verteilt. Das Cloud Computing beschreibt hierbei einen Ansatz, der es erlaubt, bedarfsgerecht, jederzeit und überall bequem über ein Netzwerk auf einen geteilten Pool von konfigurierbaren Rechnerressourcen (z.B. Netze, Server, Speichersysteme, Anwendungen und Dienste) zuzugreifen. Diese Ressourcen können schnell, mit minimalem Managementaufwand sowie geringer Dienstleistungsanbieter-Interaktion zur Verfügung gestellt werden können [Mell und Grance 2011]. Der Zugriff selbst erfolgt über definierte Schnittstellen oder Standardanwendungen, wie z.B. einen Webbrowser.
Bereitstellungsformen
Cloud-Dienste können hinsichtlich ihrer Bereitstellungsform voneinander abgegrenzt werden [Mell und Grance 2011]. Eine Private Cloud wird für ein einzelnes Unternehmen betrieben und lediglich von diesem genutzt. Der Aufbau und Betrieb kann dabei sowohl vom Unternehmen selbst als auch durch einen externen Anbieter durchgeführt werden. Die Community Cloud wird von mehreren Unternehmen genutzt, welche hinsichtlich der Nutzung ein gemeinsames Interesse verfolgen. Dabei ist es unerheblich, wer die dazugehörige IT-Infrastruktur bereitstellt. So kann dies beispielsweise sowohl durch ein oder mehrere Unternehmen innerhalb der Gruppe als auch durch einen externen Anbieter erfolgen. In der Bereitstellungsform Public Cloud steht der Cloud-Dienst über das Internet einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung, sodass der Standort der Leistungserbringung dem Nutzer im Zweifel nicht bekannt ist. Neben diesen drei Archetypen existieren auch Mischformen, welche als Hybrid Cloud bezeichnet werden. Abbildung 1 zeigt die vier unterschiedlichen Bereitstellungsformen sowie deren Nutzer schematisch.
Abb. 1: Bereitstellungsformen des Cloud Computings (in Anlehnung an [Chung 2011])
Servicemodelle
Eine weitere Möglichkeit zur Differenzierung von Cloud-Diensten sind die Servicemodelle Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Platform-as-a-Service (PaaS) und Software-as-a-Service (Saas). Die Modelle, welche in Abbildung 2 zusammenfassend dargestellt sind, unterscheiden sich dahingehend, welcher Anteil des Betriebs und der Administration vom Dienstleister bzw. vom Kunden übernommen wird [Mell und Grance 2011].
Wird ein Cloud-Dienst in der Form eines IaaS angeboten, so werden dem Kunden lediglich fundamentale Verbrauchsressourcen wie etwa Speicherplatz oder Rechenkapazität mittels Virtualisierung zur Verfügung gestellt. Der Kunde kann hierdurch die bereitgestellte Cloud-Infrastruktur zur Installation und Ausführung beliebiger Software nutzen, wobei Software in diesem Kontext sowohl Betriebssysteme als auch konkrete Anwendungen einschließt.
Das PaaS-Modell (vgl. Plattformstrategie) offeriert dem Kunden hingegen eine lauffähige Plattform, welche es ihm erlaubt, innerhalb einer vom Dienstleistungsanbieter betriebenen Entwicklungsumgebung zu arbeiten und damit selbstentwickelte oder erworbene Anwendungen auszuführen.
Im Rahmen des SaaS-Modells kann der Kunde eine vom Dienstleistungsanbieter bereitgestellte Anwendung (Software) über eine Schnittstelle (z.B. Webbrowser) steuern. Der Kunde ist also weder für die Administration sowie den Betrieb der Cloud-Infrastruktur, noch für die Bereitstellung der Anwendung(en) verantwortlich. Bei der Nutzung von SaaS-Leistungen werden lediglich minimale Anforderungen an die Endgeräte der Nutzer gestellt.
Abb. 2: Servicemodelle des Cloud Computings (in Anlehnung an [Mell und Grance 2011])
Chancen und Risiken
Die Vorteile durch Cloud Computing liegen insbesondere in der schnellen Bereitstellung sowie der Skalierbarkeit der Cloud-Dienste. Des Weiteren profitieren Anwender von Kostenvorteilen, welche die Anbieter durch Economies of Scale zumindest teilweise weiterreichen können, sowie von einer Variabilisierung der Kosten (bedarfsgerechte Kosten, pay-per-use) [Armbrust et al 2009].
Diesen Chancen stehen insbesondere Nachteile hinsichtlich der Dienstleister- und Netzwerkabhängigkeit gegenüber. Durch die vereinfachte Bereitstellung von Cloud-Diensten sind auch die ambivalenten Auswirkungen einer möglichen Schatten-IT zu berücksichtigen. Darüber hinaus ist häufig unklar, welchen Einfluss Cloud Computing auf die Sicherheit der Daten und Applikationen hat und ob bzw. wie das Verhältnis zu dem externen Anbieter sicher ausgestaltet werden kann [Jöhnk et al. 2016].
Trends und aktuelle Entwicklungen
Die zunehmende Implementierung von Cloud-Diensten sowie die Verflechtung von Akteuren im Cloud Computing führen zu komplexen netzwerkähnlichen Strukturen [Keller und König 2014]. Dabei spielen neben einer stärkeren Integration von mehreren Cloud-Diensten (Hybrid- und Multi-Cloud) auch Cloud-Märkte als neue Form der IT-Service-Intermediation eine immer größere Rolle. Darüber hinaus setzen verschiedene aktuelle Trends auf das Konzept des Cloud Computings oder erweitern dieses. Dazu zählen bspw. Cloud Bursting (hybride Bereitstellungsform, bei der Lastspitzen einer Private Cloud durch eine Public Cloud kompensiert werden) [Mell und Grance 2011], Blockchain (als Technologie für dezentralisierte, verschlüsselte Datenspeicherung) [Wilkinson und Lowry 2014] oder Fog Computing (Verlagerung der Bereitstellung von Cloud-Diensten auf Endgeräte, insbesondere im Kontext des Internet of Things) [Bonomi et al. 2012].
Literatur
Armbrust, M.; Fox, A.; Griffith, R.; Joseph, A. D.; Katz, R.; Konwinski, A.; Lee, G.; Patterson, D.; Rabkin, A.; Stoica, I.; Zaharia, M.: A View of Cloud Computing. Communications of the ACM, 53(4), 50–58, 2010.
Bonomi, Flavio; Milito, Rodolfo; Zhu, Jiang; Addepalli, Sateesh: Fog Computing and Its Role in the Internet of Things. Proceedings of MCC – workshop on Mobile cloud computing, Helsinki, 13-16, 2012.
Chung, M.: Assurance in the cloud: The impact of cloud computing on financial statements. Compact_ IT Advisory, 46–55, 2011.
Hayes, Brian: Cloud Computing. Communications of the ACM 51, 7, 9–11, 2008.
Jöhnk, Jan; Hofmann, Peter; Eymann, Torsten; Urbach, Nils: Sicheres IT-Sourcing: Technische Möglichkeiten und ökonomische Implikationen. In: Möstl, Markus; Wolff, Heinrich Amadeus (Hrsg.) Datenschutz in der betrieblichen Praxis, 43–63, 2016.
Keller, R.; König, C.: A Reference Model to Support Risk Identification in Cloud Networks. Proceedings of the 35th International Conference on Information Systems (ICIS), Auckland, 2014.
Mell, P.; Grance, T.: The NIST Definition of Cloud Computing: Recommendations of the National Institute of Standards and Technology. Special Publication 800-145, 2011, http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication800-145.pdf (abgerufen am 27.10.2016).
Wilkinson, S.; Lowry, J.: Metadisk: Blockchain-Based Decentralized File Storage Application. Whitepaper, 2014, https://storj.io/metadisk.pdf (abgerufen am 27.10.2016).
Zhang, Q.; Cheng, L.; Boutaba, R.: Cloud computing: state-of-the-art and research challenges. Journal of Internet Services and Applications, 1(1), 7–18, 2010