Hybrid Cloud

Wie funktionieren hybride Clouds?

In einem hybriden Cloud-Modell stellen Unternehmen Workloads in privaten IT-Umgebungen oder Public Clouds bereit und wechseln zwischen diesen, wenn sich der Rechenbedarf und die Kosten ändern. Dadurch erhält ein Unternehmen mehr Flexibilität und mehr Optionen für die Datenbereitstellung. Eine Hybrid-Cloud-Arbeitslast umfasst die Netzwerk-, Hosting- und Webservice-Funktionen einer Anwendung.

Obwohl die Begriffe manchmal synonym verwendet werden, gibt es wichtige Unterschiede zwischen hybriden und Multi-Cloud-Modellen. Eine hybride Cloud schafft eine einzige Umgebung, in der lokale, private Ressourcen und Public-Cloud-Ressourcen (wie die von AWS, Microsoft und Google angebotenen) betrieben werden können. Eine Multi-Cloud-Umgebung besteht aus zwei oder mehr Public-Cloud-Anbietern, erfordert aber keine private oder lokale Komponente.

Vorteile der Hybrid Cloud

Hybrid-Cloud-Computing ermöglicht es einem Unternehmen, seine sensibelsten Arbeitslasten in einer lokalen Cloud bereitzustellen und weniger kritische Ressourcen bei einem Public-Cloud-Anbieter zu hosten. Mit diesem Ansatz können Unternehmen das Beste aus privaten und öffentlichen Cloud-Modellen herausholen.

Zu den wichtigsten Vorteilen der hybriden Cloud gehören die folgenden:

• Flexibilität. Unternehmen arbeiten mit verschiedenen Arten von Daten in unterschiedlichen Umgebungen und passen ihre Infrastruktur an. Bei einer hybriden Cloud-Konfiguration werden sowohl herkömmliche Systeme als auch die neueste Cloud-Technologie verwendet, ohne dass eine vollständige Bindung an einen Anbieter besteht. Unternehmen können bei Bedarf Workloads zwischen ihrer herkömmlichen Infrastruktur und der Public Cloud eines Anbieters hin- und herschieben.
• Kostenmanagement. Bei einer privaten Cloud sind Unternehmen Eigentümer und Betreiber der Rechenzentrumsinfrastruktur, was einen erheblichen Kapitalaufwand und Fixkosten erfordert. Im Gegensatz dazu werden die Ressourcen und Dienste der Public Cloud als variable und betriebliche Kosten verbucht. Hybrid-Cloud-Benutzer können wählen, in welcher Umgebung sie ihre Workloads kostengünstiger ausführen möchten.
• Agilität und Skalierbarkeit. Die Hybrid Cloud bietet mehr Ressourcenoptionen über einen Public-Cloud-Anbieterals über das physische Rechenzentrum eines Unternehmens. Dies erleichtert die Bereitstellung, den Einsatz und die Skalierung von Ressourcen, um Nachfragespitzen zu bewältigen. Wenn die Nachfrage die Kapazität des lokalen Rechenzentrums übersteigt, kann ein Unternehmen die Anwendung in die Public Cloud auslagern, um auf zusätzliche Skalierung und Kapazität zuzugreifen.
• Resilienz und Interoperabilität. Ein Unternehmen kann Workloads sowohl in privaten als auch in öffentlichen Umgebungen redundant ausführen. Komponenten eines Workloads können auch in beiden Umgebungen ausgeführt werden und interoperabel sein.
• Compliance. Unternehmen in stark regulierten Branchen müssen Einschränkungen bezüglich des Speicherorts von Daten einhalten, was oft bedeutet, dass sie bestimmte Arbeitslasten nicht in die Public Cloud verlagern können. Mit der Hybrid Cloud können Unternehmen Daten in einer privaten Umgebung aufbewahren, während sie Workloads in der Cloud betreiben, oder sie können Workloads in einem privaten Rechenzentrum betreiben und Daten je nach Bedarf in die und aus der Public Cloud verschieben. Auf diese Weise können Unternehmen die gesetzlichen Vorschriften einhalten und trotzdem von der Elastizität der Cloud profitieren.

Weitere Vorteile der hybriden Cloud sind die Konsistenz und die Unterstützung einer größeren Standardisierung der IT-Verwaltungspraktiken.

Architektur der Hybrid Cloud

Für die Einrichtung einer Hybrid-Cloud sind drei Hauptkomponenten erforderlich:

• eine öffentliche Infrastruktur-as-a-Service-Plattform, wie Amazon Web Services, Microsoft Azure oder Google Cloud Platform
• private Computing-Ressourcen, zum Beispiel ein Rechenzentrum vor Ort
• eine angemessene Netzwerkverbindung zu den privaten und Public-Cloud-Umgebungen der Hybrid-Cloud.

Hybrid-Cloud-Netzwerke

Eine starke Netzwerkverbindung ist für eine erfolgreiche Hybrid-Cloud-Strategie von entscheidender Bedeutung. In der Regel handelt es sich dabei um ein Wide Area Network oder einen dedizierten Netzwerkdienst für zusätzliche Sicherheit. Ein Unternehmen sollte seine Verbindung ständig bewerten und sicherstellen, dass sie die in der Service-Level-Vereinbarung mit einem Cloud-Anbieter festgelegten Anforderungen an die Betriebszeit erfüllt.

Hybrid-Cloud-Integration

Ein Unternehmen hat keine direkte Kontrolle über eine Public-Cloud-Architektur. Das bedeutet, dass ein Unternehmen seine Ressourcen und Umgebungen anpassen muss, um sie mit den Ressourcen, Diensten und Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) der gewählten Public-Cloud-Plattform kompatibel zu machen. Dies erfordert die Implementierung geeigneter Hardware im Rechenzentrum, darunter Server, Storage, ein lokales Netzwerk und Load Balancer. Für ein effektives hybrides Arrangement müssen diese lokalen Ressourcen und Umgebungen in der Lage sein, sich in die Public-Cloud-Dienste und APIs zu integrieren und mit ihnen zu interagieren.

Es gibt zwei Hauptansätze für die hybride Cloud-Integration: Verwendung der Cloud als Frontend-Anwendungs-Hosting-Punkt oder Schaffung eines einheitlichen elastischen Ressourcenpools aus Rechenzentrums- und Cloud-Funktionen. Prüfen Sie die folgenden Fragen, um festzustellen, welche Integrationsstrategie die richtige für Sie ist:

• Welche Anforderungen stellt meine Architektur an die vollständige hybride Integration?
• Welche Kombinationen von Technologien erfüllen meine Integrationsanforderungen?
• Welcher Integrationsstil oder welches Integrationsmuster ist für meine Anwendungsfälle am besten geeignet?
• Wo ist es sinnvoll, meine Integrationsplattform einzusetzen?

Hybrid-Cloud-Plattformen

Bei der hybriden Cloud-Architektur wird traditionell eine Virtualisierungsschicht oder ein Hypervisor auf die lokalen Ressourcen aufgesetzt, um virtuelle Maschinen und zunehmend containerbasierte Workloads zu erstellen und zu unterstützen. Darüber installieren IT-Teams eine Private-Cloud-Software-Schicht wie VMWare oder OpenStack, die verschiedene Cloud-Funktionen bereitstellt: Self-Service-Zugriff auf Services wie Rechen- oder Datenbankinstanzen, Automatisierung und Orchestrierung, Resilienz und Abrechnung. Diese Schicht ist in Dienste und APIs von Public-Cloud-Anbietern integriert.

Ein neuerer Ansatz für eine Hybrid-Cloud-Architektur besteht darin, dass Public-Cloud-Anbieter hybride Cloud-Plattformen anbieten, die Public-Cloud-Dienste auf private Rechenzentren ausweiten. Das bedeutet, dass alles auf demselben Software-Stack basiert. Diese Hybrid-Cloud-Plattformen verbinden öffentliche und private Ressourcen auf unterschiedliche Weise, aber sie enthalten häufig branchenübliche Technologien wie Kubernetes zur Orchestrierung containerbasierter Dienste.

Beispiele hierfür sind AWS Outposts, Azure Stack, Azure Arc, Google Anthos und VMware Cloud on AWS.

Public Cloud vs. Private Cloud

Ein hybrides Cloud-Modell besteht aus Public-Cloud- und Private-Cloud-Komponenten.

Beim Public-Cloud-Modell werden IT-Ressourcen wie virtuelle Maschinen, Anwendungen und Storage sowie Dienste wie Datenanalyse über das Internet oder ein dediziertes Netzwerk von einem Drittanbieter nach Bedarf bereitgestellt. Public-Cloud-Anbieter hosten Workloads und stellen Cloud-Dienste für mehrere Unternehmen bereit.

Das Private-Cloud-Modell nutzt in der Regel eine Architektur am lokalen Standort, entweder im unternehmenseigenen Rechenzentrum eines Unternehmens oder in einer separaten physischen Infrastruktur, die von einem Drittanbieter bereitgestellt wird. Private Clouds können auch auf Virtualisierungssoftware basieren. Unabhängig vom spezifischen Private-Cloud-Ansatz teilen Unternehmen ihre Ressourcen nicht mit anderen Nutzern.

Es gibt mehrere Kompromisse, die zwischen On-Premises und Cloud zu berücksichtigen sind.

Zahlungsstruktur. Public Clouds werden nach einem Pay-as-you-go-Modell abgerechnet, bei dem Unternehmen nur für die von ihnen genutzte Kapazität zahlen, in der Regel als monatliche Gebühr. Ein Unternehmen, das seine Arbeitslasten nicht richtig konfiguriert, könnte jedoch die Public-Cloud-Dienste zu wenig nutzen und zu viel dafür bezahlen. In der Zwischenzeit erfordert das On-Premises-Computing eine hohe Anfangsinvestition und zusätzliche Kosten, vor allem für die Wartung.

Sicherheit. Private-Cloud-Nutzer sind für die Sicherheit ihrer lokalen Umgebungen voll verantwortlich, haben aber auch mehr Kontrolle über sensible Daten und Arbeitslasten, die sich in der Infrastruktur und den Ressourcen ihres eigenen Rechenzentrums befinden. Anbieter und Nutzer einer Public Cloud teilen sich die Verantwortung für die Sicherheit: Der Anbieter sorgt in der Regel für die Sicherheit der Infrastruktur selbst, während die Nutzer Anwendungen und Daten innerhalb der Cloud ordnungsgemäß sichern müssen. Public-Cloud-Benutzer haben Zugang zu den neuesten Sicherheitsexperten und -Tools, sind aber Fehlkonfigurationen, Sicherheitsverletzungen und anderen Risiken ausgesetzt, die mit dem Hosting in einer gemeinsam genutzten Umgebung über das öffentliche Internet verbunden sind.

Verfügbarkeit. Public-Cloud-Anbieter bieten hohe Verfügbarkeit und Skalierbarkeit, sind aber nicht vor Ausfällen gefeit, die zu Ausfallzeiten bei allen Diensten führen. Die Private Cloud birgt dagegen eigene Verfügbarkeitsrisiken: Hardware vor Ort kann ausfallen und muss gewartet werden, und jede physische Umgebung ist den Auswirkungen von Naturkatastrophen wie Überschwemmungen oder Bränden ausgesetzt.

Unternehmen, die einen hybriden Ansatz planen, müssen sich überlegen, wie sie Arbeitslasten zwischen privaten und öffentlichen Clouds verschieben wollen. Zu den Hybrid-Cloud-Migrationsstrategien gehören Lift and Shift, Refactoringund Redesign.

Anwendungsfälle für hybride Clouds

Bevor Sie die Technologie implementieren, sollten Sie häufige Anwendungsfälle für die Hybrid-Cloud prüfen, um festzustellen, ob dieser Ansatz den IT-Anforderungen Ihres Unternehmens entspricht.

Digitale Transformation. Unternehmen wollen oft ihre IT-Infrastruktur durch die Einführung einer Public Cloud modernisieren, aber Altanwendungen oder Compliance-Faktoren können ein Unternehmen daran hindern, ein privates Rechenzentrum vollständig zu schließen. Mit der Hybrid Cloud können Unternehmen mit gemischten Daten- und Anwendungstypen Teile ihrer IT-Infrastruktur in die Cloud migrieren und einige Anwendungen vor Ort belassen.

Disaster Recovery. Eine hybride Cloud unterstützt Unternehmen bei der Replikation von Workloads vor Ort und der Sicherung von Daten in der Cloud. Bei einer Störung im Rechenzentrum werden die Workloads in die Cloud-Umgebung verlagert und über On-Demand-Cloud-Ressourcen ordnungsgemäß betrieben. Eine sorgfältige Implementierung ist erforderlich, um Probleme bei der Hybrid-Cloud-Sicherung wie Bandbreitenverbrauch und Verwaltungskomplexität zu vermeiden.

Entwicklung und Tests. Die Entwicklung und das Testen von Anwendungen in der Public Cloud sind kostengünstiger und schneller, da keine physische Hardware für den eigenen Standort gekauft und eingerichtet werden muss.

Datenverarbeitung. Die hybride Cloud bietet einem Unternehmen die Möglichkeit, leistungsstarke Public-Cloud-Dienste zu nutzen, um regelmäßige analytische Abfragen an lokal gespeicherten Daten durchzuführen.

Hochgradig veränderliche Workload. Die Hybrid Cloud ist besonders wertvoll für dynamische oder stark veränderliche Arbeitslasten. Ein transaktionales Auftragseingabesystem, das saisonal starke Nachfragespitzen aufweist, ist beispielsweise ein guter Kandidat für eine Hybrid Cloud.

Prüfen eines Cloud-Anbieters. Einige Unternehmen verwenden einen hybriden Ansatz, um eine mögliche Migration in eine Public Cloud zu bewerten. Ein IT-Team kann in kleinem Rahmen mit Cloud-Tools experimentieren und lernen, wie man mit dem Cloud-Anbieter zusammenarbeitet, bevor es sich für eine vollständige Übergang in die Public Cloud entscheidet.

Herausforderungen der Hybrid Cloud

Trotz dieser Vorteile gibt es bei der Hybrid Cloud einige Herausforderungen zu beachten.

Kompatibilität. Lokale und Public-Cloud-Umgebungen arbeiten in einem Hybrid-Cloud-Ansatz zusammen, sind aber nicht vollständig kompatibel und nicht leicht zu synchronisieren. So kann beispielsweise die Backend-Rechenzentrumskomponente einer Hybrid-Cloud-Anwendung nicht so schnell reagieren wie die Frontend-Komponente der Public Cloud. Dies führt zu Latenzproblemen.

Datenverarbeitung. Die unsachgemäße Platzierung und Bewegung von Daten in einer Hybrid Cloud kann zu Sicherheits- und Kostenproblemen führen. Verschlüsseln Sie den gesamten Datenverkehr, um die Daten während der Übertragung und am Ablageort zu schützen. Platzieren Sie die Daten in der richtigen Umgebung, um zu vermeiden, dass Daten über Cloud-Umgebungen hinweg verschoben werden und Cloud-Netzwerk- und Egress-Gebühren auslösen. Vergewissern Sie sich, dass sich die erforderlichen Arbeitslasten im Public-Cloud-Speicher befinden, um unnötige Übertragungen zu vermeiden und Gebührenspitzen zu verhindern.

Komplexe Zugriffsverwaltung. Authentifizierung und Autorisierung gehören zu den größten Sicherheitsherausforderungen der Hybrid Cloud. Unternehmen müssen zentralisierte Protokolle für den Zugriff auf Daten sowohl in privaten als auch in öffentlichen Cloud-Umgebungen einführen. Verwenden Sie Tools für das Identitäts- und Zugriffsmanagement und die einmalige Anmeldung und erteilen Sie Berechtigungen nur bei Bedarf, um das Zugriffsmanagement in der Hybrid Cloud zu konzentrieren.

Qualifikationsdefizit. Die Einführung der Hybrid Cloud erfordert von Benutzern und IT-Mitarbeitern bestimmte technische Fähigkeiten. Das Fachwissen, das mit der Infrastruktur und den Diensten der Public Cloud verbunden ist, unterscheidet sich von dem für ein privates Rechenzentrum, und die Lernkurve, um diese Kompetenzlücke zu schließen, kann zu menschlichen Fehlern führen.

Wartung der Private Cloud. Die On-Premises- oder Private-Cloud-Komponente einer Hybrid Cloud erfordert erhebliche Investitionen, Wartung und Fachkenntnisse. Die Implementierung von zusätzlicher Software wie Datenbanken, Helpdesk-Systemen und anderen Tools kann eine Private Cloud weiter erschweren. Eine ordnungsgemäße Datenplanung, Sicherheits-Tools für Public Clouds und Investitionen in Mitarbeiterschulungen und Cloud-Zertifizierungen können zu einer reibungslosen Einführung der Hybrid Cloud beitragen.

Verwaltung der Hybrid Cloud

Die Hybrid-Cloud-Architektur umfasst mehrere Umgebungen und Komponententypen, so dass die Verwaltung der Hybrid Cloud eine komplexe Aufgabe ist. Glücklicherweise gibt es Strategien und Tools, die dabei helfen, die Komplikationen der hybriden Verwaltung zu lösen und einen rationalisierten Ansatz für alle Umgebungen zu schaffen.

Implementieren Sie Hybrid-Cloud-Verwaltungspraktiken, um die Kontrolle über Ihre Umgebungen zu maximieren. Erstellen Sie beispielsweise eine Cloud-Governance-Richtlinie, die Standardprozesse für Ressourcenkonfigurationen, Zugriffskontrolle und andere wichtige Vorgänge definiert. Dadurch wird ein konsistenter, einheitlicher Ansatz für die verschiedenen Komponenten Ihrer hybriden Architektur geschaffen.

Zentralisieren Sie die Kontrolle über lokale und Cloud-basierte Ressourcen mit einem Hybrid-Cloud-Management-Toolset, das Funktionen wie Kosten- und Leistungsüberwachung, Sicherheit, Berichterstattung und Analysen bietet. Es stehen viele Hybrid-Cloud-Verwaltungs-Tools von Drittanbietern zur Auswahl, beispielsweise CloudBolt, Scalr, Nutanix Beam und Embotics. Testen Sie verschiedene Funktionen in Ihrer Umgebung, um das Hybrid-Cloud-Verwaltungs-Tool auszuwählen, das für die spezielle Hybrid-Architektur Ihres Unternehmens geeignet ist.

Auch Infrastructure-as-Code-Tools können bei der Verwaltung der hybriden Bereitstellung helfen. Ansible, Puppet und Terraform von HashiCorp bieten beispielsweise alle Funktionen für die Verwaltung von Hybrid Clouds. Die Einführung von Containern und Kubernetes-Orchestrierung ist eine weitere Möglichkeit zur Vereinheitlichung der Ressourcen in einer hybriden Architektur.