Infrastructure as a Service (IaaS)

IaaS-Architektur

Bei einem IaaS-Servicemodell hostet ein Cloud-Anbieter die Infrastrukturkomponenten, die üblicherweise in einem Rechenzentrum On Premises vorhanden sind. Dazu gehören Server, Speicher- und Netzwerkhardware sowie die Virtualisierungs- oder Hypervisor-Schicht.

IaaS-Anbieter bieten auch eine Reihe von Diensten an, die diese Infrastrukturkomponenten ergänzen. Darunter sind beispielsweise häufig:

• detaillierte Abrechnung;
• Überwachung;
• Zugriff auf Protokolle;
• Sicherheit;
• Lastausgleich;
• Clustering; und
• Speichersicherheit, zum Beispiel Backup, Replikation und Wiederherstellung.

Diese Services sind zunehmend richtliniengesteuert und ermöglichen es IaaS-Nutzern, ein höheres Maß an Automatisierung und Orchestrierung für wichtige Infrastrukturaufgaben zu implementieren. So kann ein Benutzer beispielsweise Richtlinien für Load Balancing implementieren, um die Verfügbarkeit und Leistung von Anwendungen zu gewährleisten.

Wie funktioniert IaaS?

IaaS-Kunden greifen über ein Wide Area Networks (WAN), zum Beispiel das Internet, auf Ressourcen und Dienste zu und nutzen die Dienste des Cloud-Anbieters, um die übrigen Elemente eines Anwendungs-Stacks zu installieren. Der Benutzer kann sich beispielsweise bei der IaaS-Plattform anmelden, um virtuelle Maschinen zu erstellen, Betriebssysteme in jeder VM zu installieren, Middleware wie Datenbanken bereitzustellen, Speicherbereiche für Workloads und Backups zu erstellen und den Unternehmens-Workload in dieser VM zu installieren. Die Kunden können dann die Dienste des Anbieters nutzen, um die Kosten zu verfolgen, die Leistung zu überwachen, den Netzwerkverkehr auszugleichen, Anwendungsprobleme zu beheben und die Notfallwiederherstellung zu verwalten.

Jedes Cloud-Computing-Modell erfordert die Beteiligung eines Providers. Bei dem Anbieter handelt es sich häufig um ein Drittunternehmen, das sich auf den Verkauf von IaaS spezialisiert hat. Amazon Web Services (AWS) und Google Cloud Platform (GCP) sind Beispiele für unabhängige IaaS-Anbieter. Ein Unternehmen kann sich auch für die Einrichtung einer privaten Cloud entscheiden und damit sein eigener Anbieter von Infrastrukturdiensten werden.

Was sind die Vorteile von IaaS?

Unternehmen entscheiden sich für IaaS, weil es oft einfacher, schneller und kosteneffizienter ist, einen Workload zu betreiben, ohne die zugrunde liegende Infrastruktur kaufen, verwalten und unterstützen zu müssen. Mit IaaS kann ein Unternehmen diese Infrastruktur einfach von einem anderen Unternehmen mieten oder leasen.

IaaS ist ein effektives Cloud-Service-Modell für temporäre, experimentelle oder sich unerwartet ändernde Workloads. Wenn ein Unternehmen zum Beispiel ein neues Softwareprodukt entwickelt, kann es kostengünstiger sein, die Anwendung bei einem IaaS-Anbieter zu hosten und zu testen.

Sobald sie die neue Software optimiert haben, nehmen Entwickler sie aus der IaaS-Umgebung heraus und verlegen sie auf eine herkömmliche, interne Bereitstellung. In manchen Fällen ist es aber auch günstiger, sie in der Cloud zu lassen, je nach Anwendungsfall.

Im Allgemeinen zahlen IaaS-Kunden pro Benutzer, in der Regel pro Stunde, Woche oder Monat. Einige IaaS-Anbieter berechnen ihren Kunden auch die Menge an virtuellem Speicherplatz, die sie nutzen. Durch dieses Pay-as-you-go-Modell entfallen die Investitionskosten für die Bereitstellung eigener Hardware und Software.

Wenn ein Unternehmen nicht auf Drittanbieter zurückgreifen möchte, bietet eine private Cloud vor Ort immer noch die Kontrolle und Skalierbarkeit von IaaS. Sie wird aber nicht länger sparsamer sein.

Was sind die Nachteile von IaaS?

Trotz des flexiblen Pay-as-you-go-Modells kann die Abrechnung von IaaS für manche Unternehmen ein Problem darstellen. Die Cloud-Abrechnung ist äußerst detailliert und wird nach der genauen Nutzung der Dienste aufgeschlüsselt. Es kommt häufig vor, dass Benutzer einen Sticker Shock erleben – also feststellen, dass die Kosten höher sind als erwartet – wenn sie die Rechnungen für jede Ressource und jeden Dienst, die an der Anwendungsbereitstellung beteiligt sind, überprüfen. Benutzer sollten ihre IaaS-Umgebungen und -Rechnungen genau überwachen, um zu verstehen, wie sich ihre IaaS-Kosten entwickeln und zusammensetzen.

Ein weiteres häufiges Problem für IaaS-Nutzer ist die Transparenz. Da IaaS-Anbieter Eigentümer der Infrastruktur sind, sind die Details ihrer Infrastrukturkonfiguration und -Leistung selten transparent. Das kann die Systemverwaltung und -überwachung für die Nutzer erschweren.

Ausfallsicherheit ist eine weitere Sorge. Die Verfügbarkeit und Leistung der Workloads hängt in hohem Maße vom Anbieter ab. Kommt es bei einem IaaS-Anbieter zu Engpässen im Netzwerk oder zu internen oder externen Ausfällen, sind die Workloads der Nutzer davon betroffen. Da es sich bei IaaS um eine mandantenfähige Architektur handelt, kann sich außerdem das Problem der lauten Nachbarn negativ auf die Performanz auswirken.

IaaS versus SaaS versus PaaS

IaaS ist nur eines von mehreren Cloud-Computing-Modellen und kann durch die Kombination mit PaaS (Platform as a Service) und SaaS (Software as a Service) ergänzt werden.

PaaS baut auf dem IaaS-Modell auf, da die Anbieter neben den zugrunde liegenden Infrastrukturkomponenten auch Betriebssysteme, Middleware und andere Runtime für die Cloud-Nutzer hosten, verwalten und anbieten. PaaS vereinfacht zwar die Bereitstellung von Workloads, schränkt aber auch die Flexibilität eines Unternehmens bei der Konfiguration der Umgebung ein.

Bei SaaS hosten, verwalten und bieten die Anbieter die gesamte Infrastruktur sowie die Anwendungen für die Nutzer an. SaaS-Benutzer müssen nichts installieren; sie melden sich einfach an und nutzen die Anwendung des Anbieters, die auf der Infrastruktur des Anbieters läuft. Die Benutzer haben die Möglichkeit, die Funktionsweise der Anwendung zu konfigurieren und festzulegen, welche Benutzer sie nutzen dürfen, aber für alles andere ist der SaaS-Anbieter verantwortlich.

Welche Anwendungsfälle gibt es für IaaS?

IaaS kann für eine breite Palette von Zwecken eingesetzt werden. Die Rechenressourcen, die über ein Cloud-Modell bereitgestellt werden, lassen sich für eine Vielzahl von Anwendungsfällen nutzen. Zu den häufigsten Anwendungsfällen gehören:

• Test- und Entwicklungsumgebungen. IaaS bietet Unternehmen Flexibilität, wenn es um unterschiedliche Test- und Entwicklungsumgebungen geht. Sie lassen sich je nach Bedarf leicht vergrößern oder verkleinern.
• Hosting von kundenorientierten Websites. Dies kann das Hosting einer Website im Vergleich zu herkömmlichen Methoden des Website-Hostings günstiger machen.
• Datenspeicherung, -sicherung und -wiederherstellung. IaaS kann für Unternehmen der einfachste und effizienteste Weg sein, Daten zu verwalten, wenn die Nachfrage unvorhersehbar ist oder ständig steigt. Darüber hinaus können Unternehmen die umfangreichen Aufgaben rund um die Verwaltung, die rechtlichen Anforderungen und die Einhaltung von Vorschriften für die Datenspeicher abgeben.
• Webanwendungen. Die für das Hosting von Webanwendungen erforderliche Infrastruktur beziehen viele Unternehmen als IaaS. Die erforderlichen Speicherressourcen, Server und Netzwerke sind in der Cloud bereitgestellt. Sie ist schnell und erlaubt saisonale Skalierung, wie sie für Webanwendungen häufig notwendig sind.
• High-Performance Computing (HPC). Bestimmte Arbeitslasten können HPC-Level-Computing erfordern, zum Beispiel wissenschaftliche Berechnungen, Finanzmodellierung und Produktdesign.
• Data Warehousing und Big Data-Analysen. IaaS kann die notwendige Rechen- und Verarbeitungsleistung bereitstellen, um große Datenmengen zu durchforsten.

Wichtige IaaS-Anbieter und -Produkte

Es gibt viele Beispiele von IaaS-Anbietern und -Produkten. Zu den IaaS-Produkten der drei größten Anbieter – Amazon, Google und Microsoft – gehören die folgenden:

• AWS bietet Speicherdienste wie Simple Storage Service (S3) und Glacier sowie Rechendienste, darunter Elastic Compute Cloud (EC2).
• Google Cloud Platform (GCP) bietet über Google Compute Engine Speicher- und Rechendienste an.
• Microsoft Azure Virtual Machines bietet Cloud-Virtualisierung für viele verschiedene Anwendungsszenarien.

Dies ist nur ein kleiner Ausschnitt aus der breiten Palette der von den großen IaaS-Anbietern angebotenen Dienste. Zu den Diensten gehören serverlose Funktionen wie AWS Lambda, Azure Functions oder Google Cloud Functions, Datenbankzugriff, Big-Data-Rechenumgebungen, Überwachung, Protokollierung und vieles mehr.

Es gibt auch viele andere kleinere oder Nischenanbieter auf dem IaaS-Markt, darunter diese Produkte:

• Rackspace Managed Cloud;
• IBM Cloud Private;
• IBM Cloud Virtual Servers;
• CenturyLink Cloud;
• DigitalOcean Droplets;
• IONOS Cloud Compute Engine
• Open Telekom Cloud
• OVHcloud IaaS

Interessenten müssen die Dienste, die Zuverlässigkeit und die Kosten sorgfältig abwägen, bevor sie sich für einen Anbieter entscheiden.

Wie implementiert man IaaS?

Beim Implementieren eines IaaS-Produkts sind einige wichtige Überlegungen anzustellen. Sie sollten die IaaS-Anwendungsfälle und Infrastrukturanforderungen genau definieren, bevor Sie sich für einen Anbieter und einen Dienst entscheiden. Bei der Implementierung von IaaS sind unter anderem folgende technische und speichertechnische Anforderungen zu berücksichtigen:

• Netzwerk. Wenn sich Unternehmen auf Cloud-Implementierungen konzentrieren, müssen sie bestimmte Fragen stellen, um sicherzustellen, dass auf die bereitgestellte Infrastruktur in der Cloud effizient zugegriffen werden kann.
• Speicher. Unternehmen sollten die Anforderungen an Speichertypen, die erforderliche Speicherleistung, den möglichen Platzbedarf, die Bereitstellung und mögliche Optionen wie Objektspeicher berücksichtigen.
• Computing. Unternehmen sollten die Auswirkungen der verschiedenen Server-, VM-, CPU- und Speicheroptionen berücksichtigen, die Cloud-Anbieter anbieten können.
• Sicherheit. Die Datensicherheit sollte bei der Bewertung von Cloud-Diensten und -Anbietern an erster Stelle stehen. Fragen zur Datenverschlüsselung, zu Zertifizierungen, zur Einhaltung von Vorschriften und Bestimmungen sowie zu sicheren Workloads sollten eingehend erörtert werden.
• Wiederherstellung im Katastrophenfall. Disaster-Recovery-Funktionen und -Optionen sind ein weiterer wichtiger Bereich für Unternehmen im Falle eines Failover auf VM-, Server- oder Standortebene.
• Server-Größe. Optionen für Server- und VM-Größen, wie viele CPUs auf Servern platziert werden können, und andere CPU- und Speicherdetails.
• Durchsatz. Geschwindigkeit zwischen VMs, Rechenzentren, Speicher und Internet.
• Verwaltbarkeit. Wie viele Funktionen des IaaS kann der Benutzer kontrollieren, welche Teile müssen Sie kontrollieren und wie einfach sind sie zu kontrollieren und zu verwalten?

Während des Implementierungsprozesses sollten Sie genau prüfen, inwieweit die technischen und Service-Angebote der verschiedenen Anbieter die Anforderungen des Unternehmens sowie die eigenen spezifischen Nutzungsanforderungen erfüllen. Der Markt für IaaS-Anbieter sollte sorgfältig evaluiert werden. Da die Möglichkeiten der einzelnen Produkte sehr unterschiedlich sind, können einige besser auf die Anforderungen des Unternehmens abgestimmt sein als andere.

Sobald man sich für einen Anbieter und ein Produkt entschieden hat, ist es wichtig, alle Service Level Agreements auszuhandeln. Gründliche Verhandlungen verringern die Wahrscheinlichkeit, dass Sie durch bisher unbekannte Details im Kleingedruckten Nachteile erfahren.

Außerdem sollte ein Unternehmen die Fähigkeiten seiner IT-Abteilung gründlich prüfen, um festzustellen, wie gut sie für die laufenden Anforderungen der IaaS-Implementierung gerüstet ist. Im IaaS-Modell sind die internen Entwickler für die technische Wartung der Infrastruktur verantwortlich – einschließlich Software-Patches, Upgrades und Fehlerbehebung. Diese Prüfung ist erforderlich, um sicherzustellen, dass das Unternehmen in der Lage ist, den Wert einer IaaS-Implementierung in jeder Hinsicht zu maximieren.