Cloud Architektur: Komponenten, Vorteile und worauf zu achten ist
Die Cloud Architektur bringt das Haus für das Internet der Dinge zum Stehen. Damit der Hausbau nicht zum Schildbürgerstreich wird, müssen einige Dinge beachtet werden. Und vielleicht macht gerade die Vielschichtigkeit die Cloud Architektur dabei zur echten Herausforderung.
So spielen bei der Konstruktion nämlich sowohl die Nutzung von Datenbanken, die Softwarefunktionen, als auch die Anwendungen, welche die Cloud zur Verfügung stellt, eine Rolle.
Die Leistungsfähigkeit von Cloud-Ressourcen wird oft zur Lösung von Geschäftsproblemen genutzt. Das heißt: Sensible Daten werden in der Cloud abgelegt. Keine Frage, dass wir in der Cloud Architektur also nicht nur die schnelle Verfügbarkeit gewährleisten müssen. Und auch die Sicherheit der virtuellen Wolke muss großgeschrieben werden.
Inhaltsverzeichnis
Die Vorteile des Cloud Computing
Das Internet der Dinge ist ein fester Bestandteil unseres Alltags. Ob Smart Factory oder Smart City. Die Vernetzung bringt Daten hervor, die wir auf sinnvolle Weise nutzen können. Zur Verfügung gestellt werden diese Daten dabei eben oft von der Cloud. Und die muss einiges drauf haben, damit das sogenannte Cloud Computing den gewünschten Effekt auf unser smartes Leben hat.
Ob wir Netflix gucken, Mails verschicken oder Dateien abspeichern, um sie später zu nutzen. Die Cloud Architektur macht all dies überhaupt erst möglich. Die Unendlichkeit der Daten, die abgespeichert und auf verschiedene Arten verwendet werden können, findet Platz in dem gigantischen Haus mit Speicherplatz für Fotos, Videos und mehr.
Die Geschwindigkeit, mit der die Daten dabei zur Verfügung gestellt werden, ist natürlich unglaublich hoch. Einmal blinzeln und die Daten stehen zur Nutzung bereit.
Eine Cloud für alle Fälle
Cloud Beschaffenheit und Cloud Architekturen hängen natürlich auch immer ein bisschen davon ab, wofür wir die virtuelle Superwolke brauchen. Brauchen wir eine Public Cloud? Diese sogenannte öffentliche Wolke wurde nämlich dazu geschaffen, um die Cloud für ein breites Publikum zugängig zu machen.
Ganz im Gegensatz dazu steht die Private Cloud. Die Zahl der Nutzer, die Zugang zu einer privaten Rechnerwolke haben, ist im Verhältnis zu denen, die eine Public Cloud nutzen, natürlich eher gering. So kann das Hosten und Verwalten dieser Art von Cloud-Plattform zum Beispiel auch durch ein firmeneigenes Rechenzentrum erfolgen.
Eine Mischung aus beiden bietet die Cloud Architektur der Hybrid Cloud. Diese Rechnerwolke offeriert die Möglichkeit, die Cloud für eine breite oder eben eine geringere Zahl von Nutzern zugänglich zu machen. Wie der Name schon sagt.
Ähnlich ist das bei der Community Cloud. Hier kann ein ausgewählter Nutzerkreis auf den Service der Wolke zugreifen. Diese gemeinschaftliche Rechnerwolke bietet sich meist für städtische Behörden, Universitäten und unterschiedliche Firmen oder Gemeinschaften von Wissenschaftlern, die zusammenarbeiten wollen, an.
Verschiedene Architekturen für verschiedene Anforderungen
Die verschiedenen Cloud-Dienste können auf ganz unterschiedlichen Cloud Architekturen fußen. Je nachdem, für was ich die Cloud nutzen will. So gibt es zum Beispiel die sogenannte Software as a Service, die online von einem externen IT-Dienstleister zur Verfügung gestellt wird.
Der Zugriff auf die entsprechende Software wird in der Regel über einen Webbrowser ermöglicht. Beim Development as a Service können webbasierte Entwicklungstools genutzt werden.
Platform as a Service wiederum sorgt als Dienstleistung innerhalb der Cloud für eine Computer-Plattform, auf der Entwickler Webanwendungen kreieren können. Und die Infrastructure as a Service bietet ein Komplettpaket aus Infrastruktur und Hardware wie Server, Netzwerke, Speichergeräte usw., die in der Cloud ausgeführt werden und meist gegen Bezahlung genutzt werden können.
Die Komponenten einer Cloud Architektur
Damit Schnelligkeit, Service und Sicherheit zur vollen Zufriedenheit laufen, baut die robuste und zuverlässige Cloud Architektur auf verschiedenen Komponenten. Zu diesen Komponenten gehört in der Regel eine Front-End-Plattform, eine Back-End-Plattform als Server oder Speicher sowie Cloud-basierte Programme zur Bereitstellung und ein Netzwerk (Internet, Intranet oder Inter-Cloud).
Diese Komponenten bilden also die Grundelemente für die Cloud Architektur – wie bei einem Haus der Boden, das Dach oder die Tür. Ähnlich übrigens wie in einem Rechner. Dort sorgen ja auch ein Speicher, die Festplatte und Programme für die gewünschte Power.
Aber wie bei Häusern aus Stein und Glas, bei Gebäuden, Hallen oder neu gebauten Flughäfen auch: Architektur ist nicht gleicht Architektur. Und wenn Sicherheitsbestimmungen nicht beachtet werden, wie beim Berliner Flughafen Debakel oder andere Komponenten gar zum Einsturz von Gebäuden führen, dann handelt es sich oft um schlechte Architektur Leistung.
Genauso kann es bei der Cloud zum Gau kommen. Eine gelungene Cloud Architektur verbindet alle Komponenten auf zuverlässige und sinnvolle Weise miteinander. So interagieren die Plattformen mit dem Cloud-Datenspeicher über Anwendungen (Middleware) oder virtuelle Sitzungen. Zu beachten ist dabei Folgendes:
- Auf welche Ressourcen kann ich zurückgreifen
- Passende Softwaredienste
- Passende Middleware
- Einrichtung einer umfassenden Security
So braucht es zum Beispiel ein sicheres Framework für Verschlüsselungsalgorithmen. Und das sollte sich darüber hinaus über die gesamte Schnittstelle ausdehnen. Nur dann kann der Cloud Service erfolgreich sein. Schließlich sollte man sich darauf verlassen können, dass die Daten innerhalb des Dienstes sicher sind.
Das Risiko für Datenverlust, Zerstörung oder Diebstahl sollte minimiert werden. Was in Zeiten des Internet der Dinge gar nicht einfach ist. Von der Industrie 4.0 bis zum Connected Car wird unsere Welt ja zunehmend smart. Da gilt es erst recht, Daten vor Schaden und Raub zu bewahren.
IoT-Lösungen mit sicherer Cloud Architektur schaffen
IoT-Lösungen ohne eine robuste Cloud Architektur sind zum Scheitern verurteilt. Und zwar aus verschiedenen Gründen. Zum einen ist das Abladen und Abrufen von Daten aus der Cloud existenziell für die funktionierende IoT Technologie, die auf Cloud Computing basiert.
Anders sieht das natürlich bei Edge Computing aus. Diese Möglichkeit ist allerdings nicht immer für alle Anwendungen geeignet. Manchmal muss es eben die Cloud sein. Und dann ist es immens wichtig, dass die Architektur die Basis für ein schnelles, effizientes und sicheres Handeln bietet.
Vor allem sollte die Cloud Architektur nutzerfreundlich sein, um den Gebrauch von Speicher, Software und Anwendungs-Performance zu ermöglichen.
Kurzum: die ständige Verfügbarkeit und gleichbleibend hohe Performance sollte bei jeder Cloud Architektur stimmen. Und sicher sein.
Womit wir wieder beim Thema Security wären. Anbieter von Cloud sollten die Daten vor Bedrohungen wie etwa Distributed Denial of Service (DDoS)-Angriffen oder einer SQL-Injection schützen. Sonst können Hacker etwa Datenbankbefehle einschleusen, um Daten auszuspähen, zu ändern oder einfach den größtmöglichen Schaden anzurichten.
Eine Cloud Architektur entsteht, wenn mehrere individuelle technische Geräte zusammen durch ein Netzwerk verbunden werden.
Um eine Cloud Architektur aufzubauen, benötigt man Expertise in verschiedensten Bereichen. Sicherheit, Management, User Experience sind alles wichtige Elemente einer Cloud Architektur.
Cloud Computing ist ein Prozess, bei dem die Rechenleistung eines technischen Gerätes über ein Netzwerk bereitgestellt wird. Dadurch kann man also mit weniger leistungsfähigen Geräten durch die Rechenleistung im Netzwerk mehr erreichen.
Cloud Computing kann die Effizienz von Geräten steigern, indem über ein Netzwerk externe Rechenleistung bereitgestellt wird. Hinzu kommt, dass die Integration in der Cloud die Verlässlichkeit und Konnektivität von Geräten verbessert. Defekte Geräte sind nicht mehr auf sich allein gestellt, können schnell identifiziert werden und schnellstens ersetzt werden.
Cloud Computing erlaubt es Unternehmen, auf den Betrieb von komplizierten und teuren Rechenzentren zu verzichten. Stattdessen werden die Ressourcen genutzt, die von einem sogenannten “Cloud Provider” zur Verfügung gestellt werden. Die größten Anbieter sind hier z.B. Microsoft, Amazon und Google.
Sensible Daten können durch Verschlüsselungsprotokolle, wie zum Beispiel TLS, abgesichert werden. Dies heißt, dass übermittelte Daten ohne den richtigen Zugriffscode des Empfängers unzugänglich sind. Gleichzeitig werden die Daten in der Cloud in verschlüsselten Datenbanken abgelegt und so vor unrechtmäßigem Zugang geschützt.
Man kann auch auswählen, in welchem Rechenzentrum des Cloud Providers die Daten abgelegt werden sollen, wenn man sichergehen möchte, dass man z.B. DSGVO konform bleibt.
IaaS steht für “Infrastructure as a Service” und bedeutet, dass der Cloud Provider die benötigte Hardware für den Betrieb von Servern zur Verfügung stellt. Alles andere wird weiterhin vom Kunden verwaltet. So können Rechenzentren durch den Einsatz von “Virtuellen Computern” ersetzt werden.
PaaS ist “Platform as a Service”. Im Vergleich zu IaaS wird hier nicht nur die Hardware vom Cloud Provider zur Verfügung gestellt, sondern auch z.B. das Betriebssystem und alles, was benötigt wird um dem Kunden eine Umgebung zu bieten, auf der er seine eigene Software laufen lassen kann.
SaaS oder “Software as a Service” geht noch einen Schritt weiter und bietet dem Kunden die Software fertig in der Cloud an. Es muss also keine Installation oder Ähnliches mehr durchgeführt werden, sondern der Kunde kann – meist über den Browser – die Software direkt benutzen. (Beispiel: Google Docs, Office Online, …. )
Im Bereich IoT wird Cloud Computing genutzt, um die Geräte zu vernetzen. Durch die flexibel einsetzbare Infrastruktur können große Mengen an Geräten koordiniert und verwaltet werden. Außerdem kann die Rechenleistung in der Cloud genutzt werden, um weniger Prozesse auf den Geräten durchzuführen, und so Energie gespart werden.