Database as a Service (DBaaS)

DBaaS und lokale Datenbankvarianten

In einer lokalen Computing-Umgebung ist der Datenbankserver Teil der IT-Infrastruktur im Rechenzentrum eines Unternehmens und wird von den IT-Mitarbeitern des Unternehmens installiert, verwaltet und betrieben. Ein Datenbankadministrator (DBA) ist für die Konfiguration und Verwaltung der auf dem Server ausgeführten Datenbanken verantwortlich.

Im Gegensatz dazu unterhält der Anbieter beim DBaaS-Modell die Systeminfrastruktur und die Datenbank und stellt sie als vollständig verwalteten Cloud-Service bereit. Der Dienst deckt die wichtigsten Verwaltungsfunktionen ab, zum Beispiel die Installation, Konfiguration, Wartung und Aktualisierung der Datenbank. Zusätzliche Aufgaben wie Backups, Patching und Leistungsmanagement werden in der Regel ebenfalls vom Anbieter übernommen.

Die Kontrolle über die Daten in einer Datenbank verbleibt in der Verantwortung des Kunden, aber die Rolle des DBA umfasst in erster Linie die Überwachung der Nutzung der Datenbank, die Verwaltung des Benutzerzugriffs und die Koordinierung mit dem DBaaS-Anbieter in Bereichen wie Bereitstellung, Patching und Wartung. Darüber hinaus kann der DBA mehr Zeit für andere Tätigkeiten aufwenden, beispielsweise für die Optimierung von Datenbanken für Anwendungen.

Ein weiterer Unterschied ist, dass DBaaS ein gebührenpflichtiger Abonnementdienst ist. Anstatt Softwarelizenzen zu kaufen, wie bei einer Bereitstellung vor Ort, zahlen die Kunden für die Nutzung der Systemressourcen. Dies kann auf einer Pay-as-you-go-Basis erfolgen, wobei die Ressourcen nach Bedarf bereitgestellt werden, um die Verarbeitungslasten zu erfüllen, oder ein Unternehmen kann Datenbankinstanzen reservieren, um ermäßigte Preise für regelmäßig ausgeführte Arbeitslasten zu erhalten.

Datenbankkategorien von DBaaS

DBaaS-Angebote sind für verschiedene Arten von Datenbanktechnologien verfügbar. Relationale DBaaS-Angebote basieren auf SQL-Datenbanken und werden für traditionelle DBMS-Plattformen wie Oracle Database, Microsoft SQL Server, IBM DB2 und MySQL sowie für reine Cloud-Systeme wie Amazon Aurora, Microsofts Azure SQL Database, Google Cloud SQL und Oracle Autonomous Database angeboten.

Wie bei lokalen Implementierungen umfassen NoSQL-DBaaS-Technologien mehrere Datenbanktypen, darunter Graphdatenbanken, Dokumentendatenbanken, spaltenübergreifende Speicher und Key-Value-Speicher. Multimodell-Datenbanken, die mehr als einen Datenbanktyp unterstützen, sind ebenfalls für DBaaS-Bereitstellungen verfügbar; viele relationale und NoSQL-Datenbankplattformen können aufgrund der zusätzlichen Unterstützung für verschiedene Datenmodelle jetzt als Multimodell-Technologien betrachtet werden.

Unabhängig von der Art der verwendeten Cloud-Datenbank bietet DBaaS elastische Datenbankservices für die Anwendungsentwicklung, den Test- und Produktionseinsatz, in der Regel mit einer benutzerfreundlichen Webkonsole und einer RESTful-API.

DBaaS-Anwendungen

Das DBaaS-Modell ist ideal für kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die nicht über eine gut ausgestattete IT-Abteilung verfügen. Durch die Auslagerung von Service und Wartung der Datenbank an den DBaaS-Anbieter können KMUs Anwendungen und Systeme implementieren, die sie sich sonst nicht leisten könnten, vor Ort zu entwickeln und zu unterstützen.

Workloads mit Daten, die strengen gesetzlichen Anforderungen unterliegen, sind aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit und des Datenschutzes möglicherweise nicht für das DBaaS-Modell geeignet. Außerdem sind geschäftskritische Anwendungen, die eine optimale Leistung und Betriebszeit erfordern, möglicherweise besser für eine Vor-Ort-Implementierung geeignet.

Das bedeutet jedoch nicht, dass geschäftskritische Arbeitslasten nicht auf Cloud-Diensten ausgeführt werden können. Ursprünglich wurde DBaaS in größeren Unternehmen vor allem für weniger wichtige Anwendungen wie Entwicklungs- und Pilotprojekte eingesetzt. Das ändert sich jedoch, da immer mehr Anwendungs-Workloads in die Cloud verlagert werden. In einer Ende 2021 vom IT-Management-Tool-Anbieter Flexera durchgeführten Umfrage unter 753 Cloud-Nutzern gaben 49 Prozent der Befragten an, dass ihre Unternehmen relationale Datenbankdienste in der Cloud nutzen, während 38 Prozent NoSQL-Datenbankdienste verwenden.

Vorteile von DBaaS

Das DBaaS-Modell bietet einige spezifische Vorteile gegenüber herkömmlichen lokalen Datenbanksystemen, darunter die folgenden:

• Geringere Verwaltungsanforderungen. Der DBaaS-Anbieter übernimmt einen Großteil der routinemäßigen Datenbankverwaltung und des Verwaltungsaufwands.
• Wegfall der physischen Infrastruktur. Die zugrunde liegende IT-Infrastruktur, die für den Betrieb der Datenbank erforderlich ist, wird vom DBaaS-Anbieter oder dem Anbieter der Cloud-Plattform, die die DBaaS-Umgebung hostet, bereitgestellt, sofern es sich um unterschiedliche Unternehmen handelt.
• Geringere Kosten für IT-Ausrüstung. Da sich die Systeminfrastruktur nicht mehr vor Ort befindet, müssen die Nutzer nicht in Datenbankserver investieren und keine laufenden Hardware-Upgrades einplanen.
• Zusätzliche Einsparungen. Zusätzlich zu den geringeren Investitionsausgaben können Einsparungen durch geringere Strom- und HVAC-Betriebskosten und einen geringeren Platzbedarf in Rechenzentren sowie durch eine mögliche Reduzierung des IT-Personals erzielt werden.
• Mehr Flexibilität und einfachere Skalierbarkeit. Die Infrastruktur, die die Datenbank unterstützt, kann elastisch nach oben oder unten skaliert werden, wenn sich die Datenbanknutzung ändert, im Gegensatz zu dem komplexeren und strengeren Prozess, der für die Skalierung von Systemen vor Ort erforderlich ist.

Nachteile von DBaaS

Es gibt auch potenzielle Nachteile von DBaaS im Vergleich zu lokalen Datenbanken. Die fehlende Kontrolle über die IT-Infrastruktur ist in der Regel das größte Problem bei DBaaS im Vergleich zu einem internen System. Bei verwalteten Datenbanken hat das IT-Team eines Unternehmens keinen direkten Zugriff auf die Server und Speichergeräte, auf denen sie laufen. Folglich muss es sich auf den Cloud-Anbieter verlassen, um die Infrastruktur effektiv zu verwalten.

Fällt die Internetverbindung eines Unternehmens aus oder kommt es zu einem Systemausfall beim DBaaS-Anbieter, hat das Unternehmen keinen Zugriff auf seine Datenbank, bis das Problem behoben ist.

Auch die Sicherheit kann in einigen Fällen ein Problem darstellen, da sie vom DBaaS-Anbieter kontrolliert wird und eine Organisation keinen direkten Einfluss auf die Sicherheit der Server hat, auf denen ihre Datenbanken laufen. Im Rahmen des Modells der geteilten Verantwortung für die Cloud-Sicherheit sind die Unternehmen für einige Aspekte der Datensicherheit und Dinge wie das Identitäts- und Zugriffsmanagement in DBaaS-Umgebungen verantwortlich. Für die Sicherung der Datenbankplattform und der zugrunde liegenden Infrastruktur ist jedoch der Anbieter zuständig.

Ein weiteres Problem ist die Latenzzeit. Die zusätzliche Zeit, die für den Zugriff auf Unternehmensdaten über das Internet benötigt wird, kann zu Leistungsproblemen führen. Diese Leistungsprobleme nehmen zu, wenn große Datenmengen geladen werden, was in der Regel langsam und zeitaufwändig ist.

DBaaS vs. IaaS vs. PaaS

Das Cloud Computing umfasst verschiedene „Anything as a Service“-Modelle (XaaS), die sich dadurch unterscheiden, wie viel von der IT-Infrastruktur sie den Kunden zur Verfügung stellen. Der Stack besteht aus den folgenden Elementen:

• Vernetzung
• Speicherung
• Server
• Virtualisierung
• Betriebssysteme
• Middleware
• Laufzeit
• Daten- und Datenbankverwaltungssysteme
• Anwendungen

Die verschiedenen Schichten dieses Stacks können entweder vor Ort oder als Cloud-Service bereitgestellt werden. In einer vollständig vor Ort befindlichen Umgebung wird der gesamte Stack vor Ort bereitgestellt; im Gegensatz dazu befindet sich beim Software-as-a-Service-Modell (SaaS) der gesamte Stack an einem entfernten Standort und wird vom Dienstanbieter für die Kunden verwaltet. Die drei anderen vorherrschenden XaaS-Modelle sind DBaaS, Infrastructure as a Service (IaaS) und Platform as a Service (PaaS).

IaaS bietet virtualisierte Computerressourcen in der Cloud, um die Kerninfrastruktur bereitzustellen: Netzwerke, Speicher, Server und Virtualisierung. Der Rest, einschließlich der Datenbanksoftware, wird vom Kunden bereitgestellt und verwaltet.

PaaS liefert zusätzliche Komponenten der IT-Infrastruktur zusätzlich zu den Kernkomponenten. Dazu gehören in der Regel auch das Betriebssystem, Middleware und Laufzeitkomponenten. DBaaS ergänzt den bereitgestellten Stack um Dienste der Datenschicht.

DBaaS-Tools und -Anbieter

DBaaS stützt sich auf eine Cloud-Datenbank zur Speicherung, Verwaltung und zum Zugriff auf Daten. Die Cloud-Infrastruktur und die Datenbanksoftware müssen nicht vom selben Anbieter stammen. So kann ein Unternehmen beispielsweise die AWS-Cloud mit einer Oracle- oder SQL-Server-Datenbank über Amazon Relational Database Service nutzen. Alle namhaften DBMS-Anbieter bieten ihre Software inzwischen in der Cloud an, und die meisten unterstützen DBaaS-Umgebungen.

Wenn Sie DBaaS einführen, müssen Sie sowohl eine Cloud-Plattform als auch ein DBMS auswählen. Die führenden Anbieter von Cloud-Plattformen - AWS, Google Cloud, Microsoft und Oracle - sind laut dem Beratungs- und Marktforschungsunternehmen Gartner auch die führenden Anbieter von Cloud-Datenbanken. Sie alle bieten eine Kombination aus relationalen, NoSQL- und speziellen Datenbank-Engines für DBaaS-Bereitstellungen an.

Es gibt aber auch viele andere Cloud-Datenbank-Softwareoptionen von IBM, SAP und verschiedenen Anbietern von NoSQL-, Multimodell- und NewSQL-/Distributed-SQL-Datenbanken. Denken Sie daran, dass nicht jedes Cloud-DBMS auf jeder Cloud-Plattform unterstützt wird, so dass die Wahl der ersteren sich darauf auswirken kann, welche der letzteren Sie verwenden können - oder umgekehrt.

Ein Unternehmen sollte sicherstellen, dass es über die richtigen Tools für die Verwaltung von Datenbanken und die Erstellung von Anwendungen mit der gewählten DBaaS-Implementierung verfügt. Viele vorhandene Datenbankverwaltungs- und Entwicklungs-Tools können für die Verwaltung von Datenbanken in der Cloud und die Erstellung von Anwendungen, die auf sie zugreifen, verwendet werden.

Die IT-Mitarbeiter des Unternehmens sollten sich auch über die vom gewählten Dienstleister angebotenen Tools informieren, da die meisten DBaaS-Anbieter ihren Kunden Tools zur Nutzung ihrer Dienste zur Verfügung stellen.

Wie man ein DBaaS-Angebot auswählt

Um ein geeignetes DBaaS-Angebot auszuwählen, ist es wichtig, die Hauptgründe für die Einführung von Cloud-Datenbanken in Ihrem Unternehmen zu kennen. Typische Gründe sind Kostenreduzierung, verbesserte Flexibilität, Initiativen zur digitalen Transformation und verstärkte IT-Automatisierung. Je nach den Anwendungsfällen für Ihre Daten können nicht alle diese Ziele erreicht werden. So sind beispielsweise große unternehmenskritische Datenbanken, die rund um die Uhr einen effizienten Zugriff erfordern, und solche, bei denen es keine akzeptablen Ausfallzeiten gibt, möglicherweise keine idealen Kandidaten für DBaaS.

Im Folgenden finden Sie einige weitere wichtige Schritte, die Sie bei der Auswahl eines DBaaS-Systems beachten sollten:

• Beurteilen Sie die Toleranz des Unternehmens gegenüber der Bindung an einen bestimmten Anbieter. AWS, Google Cloud, Microsoft und Oracle bieten beispielsweise alle Datenbankdienste an, die unterschiedlich funktionieren und nicht einfach repliziert werden können, wenn Sie versuchen, zwischen ihnen zu wechseln. Es kann auch proprietäre APIs geben, und es ist schwierig, Daten von einem Anbieter zu einem anderen zu verschieben - je mehr Daten in der Datenbank sind, desto länger dauert die Verschiebung. Außerdem können die meisten Unternehmensanwendungen währenddessen nicht abgeschaltet werden. Um die Auswirkungen des Lock-in zu minimieren, sollten Sie die Verträge genau lesen und alle APIs überprüfen - und einen DBaaS-Anbieter wählen, der langfristig im Geschäft ist.
• Informieren Sie sich über das Kostenmodell der DBaaS-Anbieter und darüber, wie Sie die Nutzung durch Ihr Unternehmen anpassen können, um Überraschungen zu vermeiden. Bei DBaaS zahlt ein Unternehmen auf der Grundlage der von ihm genutzten Ressourcen. Ein Vorteil ist, dass Sie nicht im Voraus für eine IT-Infrastruktur zahlen müssen, die Sie derzeit nicht benötigen. Allerdings wird die Rechnung steigen, wenn die Nutzung des Datenbanksystems zunimmt. Darauf sollten Sie vorbereitet sein, insbesondere wenn die Nutzung die Erwartungen übersteigt. Im Zusammenhang mit dem Kostenmanagement und der Bindung an einen bestimmten Anbieter sollten Sie auch bedenken, dass die meisten DBaaS-Anbieter zwar keine Gebühren für das Laden von Daten in ihren Dienst erheben, dass aber möglicherweise erhebliche Kosten für die Migration der Daten in einen anderen Datenspeicher anfallen.
• Achten Sie auf einen Datenbankservice, der gut in einem Hybrid-Cloud-Szenario funktioniert. In einer hybriden Cloud werden einige Daten vor Ort aufbewahrt und einige in die Cloud migriert. Eine umfassende DBMS-Plattform, die sowohl mit DBaaS- als auch mit lokalen Datenbanken gut funktioniert, kann die Schwierigkeiten bei der Verwaltung einer hybriden Cloud-Datenbankimplementierung erheblich verringern.

Außerdem sollten Sie einen Datenbankservice wählen, der von einem Rechenzentrum in Ihrem geografischen Gebiet aus betrieben wird und mehrere Verfügbarkeitszonen bietet, von denen sich mindestens eine in der Nähe Ihrer Benutzer befindet, um die Datenlatenz zu minimieren. Vergewissern Sie sich außerdem, dass Sie die Service-Level-Vereinbarung des DBaaS-Anbieters in Bezug auf Betriebszeit und Leistung kennen und wissen, wie Sie im Bedarfsfall Support anfordern können.