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Anwendungsszenarien für Cloud Computing

Dr. Carlo Velten, Steve Janata

Cloud Computing umfasst eine Vielzahl an Technologien und Servicekomponenten. Somit existiert auch eine große Bandbreite an Anwendungsszenarien. Je nach Unternehmensgröße und IT-Architekturmodell bieten sich folgende grundlegenden Anwendungen für Cloud Computing an:

 

Tabelle: Anwendungsszenarien für Cloud Computing

Software as a Service (SaaS)

Die Nutzung von Anwendungen im Rahmen des „Software as a Service“-Modells ist im laufenden IT-Betrieb mittlerweile weit verbreitet. So nutzen schon heute Unternehmen in Deutschland (vom Kleinunternehmen bis zum Konzern) Standard-Anwendungen wie CRM, E-Mail, Projektmanagement oder Collaboration über das Internet. Auch im Personalwesen sowie im Marketing werden verstärkt SaaS-Lösungen genutzt. Aufgrund der flexiblen Bereitstellung und Lizensierung (Nutzer pro Monat) sind SaaS-Lösungen gerade für kleine sowie schnell wachsende Unternehmen geeignet, da keine Infrastrukturinvestitionen sowie nur geringe Administrations- und Wartungskosten anfallen.

Applikationsentwicklung und Testing

Die Entwicklung neuer Anwendungen setzt eine Vielzahl von vorbereitenden Maßnahmen sowie Investitionen voraus. Gerade in der kurzfristigen Bereitstellung von Hardware sowie deren Konfiguration mit den benötigten Images (Betriebssystem, Application Server, Datenbank), liegt ein wesentlicher Zeit- und Kostenaufwand. Durch vollautomatisierte Provisioning-Prozesse und hohe Skalierbarkeit bieten Cloud-Computing-Angebote (IaaS, PaaS) mittelständischen und großen Unternehmen hier erhebliche Vorteile. So können die Entwickler- und Projektteams innerhalb weniger Stunden Entwicklungs- und Testsysteme aufsetzen. Neben der verkürzten Bereitstellungsdauer (Time-to-Market) und der erhöhten Flexibilität (volle Skalierung der Testsysteme) reduzieren sich auch die internen Personal- und Prozesskosten für Planung, Beschaffung und Provisionierung der Hardware. Dieses Anwendungsszenario ist somit speziell für Unternehmen geeignet, die einen Großteil ihrer Anwendungen mit internen Teams entwickeln.

Betrieb von Webanwendungen

Webanwendungen mit Markt- und Kundenfokus, wie beispielsweise E-Commerce- und Marketing-Applikationen, haben meist variable Last- und Workload-Profile. Die Systeme müssen auf die Lastspitzen ausgelegt werden, um auch zu Peak-Zeiten zuverlässig zu funktionieren. So steigen bei E-Commerce-Systemen die Zugriffszahlen meist nach vorhersehbaren Mustern (Mittagsstunden, am Wochenende, Weihnachten, etc.). Bei Marketinganwendungen, die durch Werbekampagnen beworben und durch Social-Media-Anwendungen „gefüttert“ werden, sind die Lastprofile nicht prognostizierbar, da die „Peaks“ aufgrund unvorhersehbarer Ereignisse auftreten. Hier sind hochskalierbare Infrastrukturen (IaaS) von Nöten, um Belastungsspitzen abfedern zu können. Zudem bieten Cloud-Infrastrukturen (IaaS) die Möglichkeit, nur die real genutzten Server- und Speicherkapazitäten zu bezahlen.

Betrieb von mobilen Applikationen

Werden mobile Applikationen nicht für eine begrenzte Anzahl an Mitarbeitern, sondern für einen größeren Kunden- oder Partnerkreis entwickelt, sind auch hier die Last- und Nutzungsprofile vorab meist schlecht planbar. Dies gilt speziell bei der Entwicklung von Consumer-Anwendungen für die neuen Smartphone-Betriebssysteme Windows Mobile 7, Apple iPhone und Google Android. So haben die Entwickler auf die Positionierung und Vermarktung auf den digitalen Marktplätzen (z.B. „App Store“) meist nur geringen Einfluss. Je nach Attraktivität und Charakter der Anwendung kann es entweder zu initialen Nutzungspeaks oder auch zu einer langfristig steigenden Nutzung der mobilen Anwendung kommen. Werden auf der Infrastruktur nur die real genutzten Rechen- und Storage-Kapazitäten bezahlt, können die Betriebskosten signifikant gesenkt werden.

Betrieb von Social Media Applikationen

Social Media-Applikationen haben auch in der Unternehmens-IT mittlerweile einen festen Platz eingenommen. So lassen sich einerseits Collaboration-, Portal- und Wissensmanagementsysteme durch die neuen sozialen Funktionalitäten weiter­entwickeln und aufwerten, um die interne Kommunikation und Mitarbeiterproduktivität zu verbessern. Ein weit größerer Stellenwert kommt den Applikationen jedoch im Rahmen der Marketingprozesse zu. Über Social Media-Applikationen und deren Verzahnung mit entsprechenden Webdiensten wie Facebook, Twitter und Co. lassen sich neue Kundengruppen erreichen und gezielt ansprechen. Da der Austausch mit den Nutzern über Kommentare, Verlinkungen und Bewertungen bei Social Media Applikationen im Vordergrund steht, haben Unternehmen die Chance, Trends und Meinungen zu Marken und Produkten in Echtzeit aufzunehmen. Die Reaktionsgeschwindigkeit und Agilität kann auf der Marktseite so extrem gesteigert werden. Aufgrund der Viralität und netzwerkbedingten Verstärkungseffekten, kommt es bei Social Media-Applikationen häufig zu extremen Lastprofilen bei der Server- und Storage-Infrastruktur. Skalierungsfähigkeit und Kostenkontrolle sind somit zentrale Parameter beim IT-Infrastrukturdesign.

Social Media-Applikationen und Marketing-Websites müssen entsprechende Peaks abfedern können. Denn falls bei Überlastung der Infrastruktur die Site zusammenbricht, sind nicht nur die Marketinginvestitionen in die jeweilige Werbekampagne verloren, sondern auch das Unternehmensimage potenziell geschädigt. Daher betreibt ein Großteil der auf die Entwicklung und den Betrieb von Social Media Applikationen fokussierten Start-Ups ihre Lösungen auf den gängigen Cloud-Infrastrukturen.

Content Delivery

Bei der Auslieferung multimedialer Inhalte über das Internet spielen Kosten- und Qualitätserwägungen eine zentrale Rolle. Stellen beispielsweise Unternehmen ihren Partnern Schulungs- und Produktvideos global über das Internet zur Verfügung, bestimmen Standort und Anbindung des Partners maßgeblich die Quality-of-Service (QoS). Aufgrund verschiedener Flaschenhälse (Anzahl Knoten, Bandbreite, Caching-Technologien etc.) kann es zu deutlichen Verzögerungen und schlechter Bildqualität kommen. Auch in diesem Anwendungsszenario lassen sich Cloud-basierte Services einsetzen, die Content und Daten über sogenannte „Content Delivery Networks“ (CDN), also eigene Netz- und Routing-Infrastrukturen, zum Kunden bringen. Die QoS kann für den eigenen Kunden somit gesteigert bzw. im Rahmen von Service Level Agreements (SLA) festgelegt werden. Besonders interessant sind CDNs für die Auslieferung von Bild-, Video- und Audio-Inhalten, die sich durch eine hohe Bandbreite auszeichnen. Aber auch für den Betrieb von SaaS-Lösungen (Enterprise Class Applications), E-Commerce-Anwendungen und Ad-Networks lassen sich CDNs zur Sicherstellung einer entsprechenden Auslieferungsqualität einsetzen.

Storage und Backup

Der Aufbau und das Management hochskalierender Storage-Architekturen erfordern hohe Investitionen und entsprechende Skills auf der Personalseite. Skalierungs-Fähigkeit, Sicherheit und Zugriffsgeschwindigkeit sind wesentliche Parameter bei der Planung, dem Aufbau und der Implementierung. Hier bieten Storage-as-a-Service-Konzepte eine interessante Alternative. So können Unternehmen die Storage-Infrastrukturen der Cloud-Anbieter nutzen, um web-basierten und ressourcenintensiven Content zu speichern oder im Rahmen von Backups zu sichern. Durch die nutzungsabhängige Preisgestaltung (GB/Monat) lassen sich Investitionskosten in Betriebskosten verwandeln, sowie die eigene Flexibilität erhöhen. Da viele Cloud-Anbieter über global verteilte Rechenzentren verfügen, können Kunden vielfach die Standorte für die Speicherung ihrer Daten auswählen. In diesen Fällen ist ein schneller Zugriff auf die Daten sowie die notwendige Rechtssicherheit meistgewährleistet.

Betrieb von unternehmenskritischen Geschäftsanwendungen

Für den Betrieb unternehmenskritischer Anwendungen in der Cloud (Enterprise Applikationen wie BI, ERP oder CAD) bieten viele Cloud-Anbieter mittlerweile spezifische Services an, die die Vorteile einer hochskalierenden Cloud-Infrastruktur mit den Sicherheits- und Integrationsanforderungen einer professionell gemanagten IT-Umgebung verbinden. Diese sogenannten „Private Cloud“-Angebote sind allerdings sehr heterogen und basieren meist auf einer maßgeschneiderten Planung und Implementierung von kundenindividuellen Lösungen, die auf der Infrastruktur des jeweiligen Cloud-Anbieters realisiert werden. Hier sind die Übergänge zwischen dem standardisierten Cloud-Modell und dem klassischen IT-Outsourcing derzeit noch fließend.

High-Performance Computing (HPC)

Der Aufbau und der Betrieb von HPC-Infrastrukturen zum Analysieren und Berechnen großer Datenmengen (Parallel Computing) erfordert einen hohen Kapitaleinsatz. Nur bei gleichmäßig hoher Auslastung der Systeme lassen sich für die hohen Investitions-, Energie-, Personal- und Lizenzkosten positive ROIs berechnen. Hier bieten die Cloud Computing-Plattformen der führenden Anbieter eine Alternative für eine Reihe an Workloads,wie z.B. Web Indexing, Log File-Analyse, Machine Learning, Analyse von Finanzdaten, Data Mining, wissenschaftliche Simulationen, Gen-Analysen oder versicherungsmathematische Analysen, an. Als zentrale Vorteile gegenüber dem Aufbau eigener HPC-Ressourcen sind die schnelle Bereitstellung und die hohe Skalierungsfähigkeit bei minimalen Anfangsinvestitionen zu nennen.

Virtualisierung Rechenzentrumsinfrastruktur (Private Cloud)

Die Virtualisierung der eigenen Rechenzentrumsressourcen ist für eine Vielzahl von Unternehmen seit Jahren eines der strategisch wichtigen Themen, um einerseits eine höhere Kosteneffizienz, sowie andererseits mehr Flexibilität in der Bereitstellung von Rechen- und Speicherleistung zu erreichen. Hier bietet sich gerade für Unternehmen mit eigenen Rechenzentren die Möglichkeit, über eine neue Generation an Cloud-Technologien die Umsetzung ihrer Virtualisierungs-Strategien zu forcieren. So können durch die Integration moderner Cloud-Technologien mit der eigenen virtualisierten Umgebung eine Vielzahl neuer Computing-Möglichkeiten erschlossen werden, um externe Rechenleistung flexibel und projektspezifisch zu beziehen, oder auch überschüssige Rechenressourcen der eigenen Rechenzentren vermarkten zu können (Vgl. Kapitel „Hybrid Cloud“). So lassen sich die Cloud-Technologien der verschiedenen Hersteller primär dazu einsetzen, in virtualisierten Umgebungen Self-Service-Komponenten und zentralisierte Administrations- sowie Konfigurationsroutinen zu implementierten.