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5 Tipps für eine nachhaltige Cloud-Architektur
Da der Betrieb eines Rechenzentrums sehr energieintensiv ist, setzen immer mehr Betreiber auf grüne Clouds. Diese fünf Tipps sollen Ihnen helfen, Ihre Cloud nachhaltiger aufzubauen.
Höher, schneller, weiter – so lautet seit Jahrzehnten das Motto in der IT. Immer neue Performance-Versprechen sorgen dafür, dass Technologie in erster Linie unter Leistungsaspekten betrachtet wird. Das gilt besonders für die Cloud, die das Management von riesigen Datenmengen vielerorts überhaupt erst ermöglicht. Doch inzwischen zeigt sich auch die Kehrseite dieser Entwicklung. Die IT ist zu einem enorm energieintensiven Bereich herangewachsen, der der klassischen Industrie in nichts nachsteht. Riesige Rechenzentren verbrauchten teils so viel Strom wie ganze Kleinstädte. Tendenz weiter steigend. Immer mehr Unternehmen möchten deshalb in eine nachhaltige und grüne Cloud investieren, um zukunftsfähig zu bleiben.
Die grüne Cloud: Nachhaltig und leistungsstark
Erfolgreiche Unternehmen sind sich darüber im Klaren, dass sie nur dann langfristig am Markt bestehen können, wenn sie ihre Emissionen reduzieren. In klimafreundliche Technologie zu investieren. wird nach und nach mehr zur Pflicht denn zur Kür. Das gilt auch für den Cloud-Computing-Bereich. Denn von einer grünen Cloud profitieren Unternehmen in mehrfacher Hinsicht: Sie ist nicht nur ressourcenschonender, sondern verursacht meist auch weniger Kosten und hat eine bessere Performance.
Während Cloud-Anbieter dafür Sorge tragen müssen, ihre Infrastrukturen und Data Center nachhaltig zu gestalten, müssen Unternehmen vor allem ihr Verhalten innerhalb der Cloud-Umgebung analysieren. Folgend einige Tipps, worauf man als Unternehmen achten sollte.
Tipp 1: Den Ist-Zustand analysieren
In Bezug auf Nachhaltigkeit stellen sich andere Fragen, als wir es in der IT normalerweise gewohnt sind: Ist der schnellste Server wirklich notwendig? Wie wirkt sich ein kleineres Modell auf den CO2-Ausstoß (CO2)? Können wir unsere Cloud-Emissionen durch die Nutzung von Serverless-Diensten optimieren oder behalten wir lieber die Zügel in der Hand? Um diese Fragen zu beantworten, müssen wir zunächst eine Idee von unseren aktuellen Cloud-Emissionen bekommen. Erst auf Basis des Ist-Zustands lassen sich mögliche Verbesserungen feststellen und der CO2-Verbrauch optimieren.
Unternehmen sollten also messen, wie viele Emissionen die eigene Cloud-Nutzung verursacht, um später über einen klaren Vergleichswert zu verfügen. Hier bestehen Unterschiede zwischen der Public und der Private Cloud: Wer die Cloud selbst aufsetzt, muss dafür zahlreiche Daten über die Emissionen sammeln. Das ist bisweilen sehr komplex, etwa wenn der Strommix berücksichtigt werden soll. Der Vorteil bei der Private Cloud liegt jedoch in der Souveränität über die Daten. So kann ein Unternehmen selbst entscheiden, auf welche Parameter besonders Wert gelegt wird.
Wer hingegen auf eine Public Cloud setzt, hat diese Freiheit nicht und ist auf die Unterstützung der großen Cloud-Anbieter angewiesen. AWS, Azure, Google Cloud und Co. bieten jedoch bereits Lösungen an, mit denen Unternehmen die Klimawirksamkeit ihrer Cloud-Nutzung nachvollziehen können. In Sachen Transparenz gibt es hier aber noch Luft nach oben. Tendenziell lässt sich jedoch festhalten, dass die Nutzung einer Public Cloud in der Regel klimafreundlicher ist, da sie weniger Leerlauf hat als ein eigenes System mit eigener Hardware. Daher lohnt sich eine Private Cloud monetär oft nur bei wirklich großen Systemen. Aus diesem Grund beziehen sich die folgenden Tipps auch auf die Nutzung der Public Cloud.
Tipp 2: Leerlauf minimieren
Viele Test- und Entwicklungssysteme werden 24/7 betrieben – auch wenn niemand die ganze Zeit mit ihnen arbeitet. Ressourcen, die nicht benötigt werden, sollten alleine schon aus Kostengründen heruntergefahren werden. Das reduziert auch die Leistungsaufnahme und damit die ausgestoßenen Emissionen. Wer ein System nur zu bestimmten Zeiten nutzt, braucht keine 24/7-Auslastung. Darüber hinaus sollten Workloads zeitlich geplant werden. Gerade bei berechnungsintensiveren Workloads wie Batch Jobs bietet es sich an, diese in die Nacht zu verlagern: Denn zum einen bieten vielen Cloud Provider ihre Ressourcen günstiger an, wenn die Auslastung niedrig ist, zum anderen profitiert auch die Umwelt von einer zeitlichen Planung. Um die Leistungsaufnahme von Lastspitzen zu decken, kann es passieren, dass Strom aus nicht erneuerbaren Quellen hinzugenommen wird. Das können wir verringern, wenn wir unsere Arbeit abseits von Industrie und Haushalten ausführen.
Tipp 3: Die richtige Cloud-Region wählen
Bei der Auswahl des Cloud-Anbieters sollten sich Unternehmen Gedanken über die Cloud-Region machen. Häufig hat man hier die Wahl, denn heutzutage bieten alle Cloud-Anbieter ihre Services weltweit in unterschiedlichen Regionen an. Um hier eine besonders nachhaltige Auswahl zu treffen, die auch im Sinne der Performance ist, sollten in erster Linie zwei Kriterien herangezogen werden: der Strommix in der Cloud-Region und die Entfernung zum eigenen Standort.
„Wer eine zukunftsfähige Cloud nutzen möchte, sollte die nachhaltige Transformation nicht erst in ferner Zukunft angehen.“
Dennis Breitling, codecentric
Je nachhaltiger der Strommix in der Host-Region ist, desto nachhaltiger ist auch die Nutzung dieser Cloud. Allerdings gibt es hier teils erhebliche Unterschiede, zudem reicht ein klimafreundlicher Strommix alleine nicht aus. Denn Unternehmen müssen auch in Betracht ziehen, welche Distanz sie bei der Cloud-Nutzung überbrücken müssen. Wenn die Daten eine lange Strecke reisen, steigt der Stromverbrauch und damit die Emissionen. Darüber hinaus steigt auch die Latenz, also die Verzögerung in der Netzwerkkommunikation, was sich negativ auf die Performance der Cloud auswirkt.
Tipp 4: Microservices nutzen
Im Allgemeinen ist die Skalierung eine wichtige Komponente bei der nachhaltigen Cloud-Nutzung. Wieso sollten wir das gesamte System dauerhaft laufen lassen, wenn eigentlich nur ein kleiner Teil ständig genutzt wird? Mithilfe von Microservices lassen sich diese einzeln steuern und bei Nichtnutzung herunterfahren. Damit greifen die einzelnen Dienste nur dann auf die Cloud zurück, wenn sie auch gebraucht werden. Grundvoraussetzung dafür ist natürlich ein Überblick über die Nutzungsprofile der einzelnen Microservices im System. Dadurch ist unmittelbar ersichtlich, wann welche Dienste genutzt werden und dementsprechend aktiv sein müssen. Auch hier gilt: Wenn Dienste nicht aktiv sind, entstehen dem Unternehmen keine Kosten für die Cloud-Nutzung und es wird kein Strom verbraucht. Aber egal ob Microservices, Monolith oder etwas dazwischen – wir müssen die Nutzungsprofile unserer Systemkomponenten kennen. Nur dann können wir die beste Kombination von as a service – Angeboten und dedizierten Servern wählen.
Tipp 5: Managed Services in Betracht ziehen
Eine Alternative für grundlegende Compute- und Storage-Dienste können Managed Services sein. Leider geben Anbieter kaum Informationen über Architektur und Auslastung der Managed Services heraus. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Anbieter ihre Serverless-Angebote auf höchste Effizienz optimieren, um den Stromverbrauch so gering wie möglich zu halten und so die Marge zu erhöhen. Der Vorteil für die Kunden liegt auf der Hand, da schon bestehende Ressourcen genutzt werden und der eigene Verbrauch sinkt. Doch Vorsicht: Unternehmen sollten darauf achten, dass der Service auch zu den eigenen Anforderungen passt. Zudem sollte die Auslastung genau analysiert werden. Wer einen Managed Service dauerhaft nutzt, muss häufig höhere Kosten stemmen, als wenn der Dienst auf dem eigenen Server laufen würde. Daher ist die Nutzung von Managed Services immer eine Abwägungssache, die aber in bestimmten Fällen sicherlich sinnvoll sein kann.
Nachhaltigkeit von Beginn an mitdenken
Wir können bereits beim Entwurf einer Architektur darauf achten, ein nachhaltigeres Fundament aufzustellen. Dabei muss es nicht unbedingt auf ein entweder – oder hinauslaufen. Häufig gewinnen wir im Falle einer nachhaltigen Entscheidung auch auf der Kosten- und Performance-Ebene. Je früher die Nachhaltigkeit der eigenen Cloud mitgedacht wird, desto einfacher gestaltet sich am Ende die konkrete Umsetzung. Aber natürlich können auch bestehende Systeme emissionsärmer gestaltet werden. In beiden Fällen gilt: Wer eine zukunftsfähige Cloud nutzen möchte, sollte die nachhaltige Transformation nicht erst in ferner Zukunft angehen.
Über den Autor:
Dennis Breitling ist bei codecentric AG auf die Themen Cloud und Nachhaltigkeit spezialisiert. Mit sieben Jahren Berufserfahrung in der IT versteht er die Gesamtheit von Computersystemen und Anwendungen und berät Kunden in der Planung, Koordination und Umsetzung ihrer Softwareprojekte.
Die Autoren sind für den Inhalt und die Richtigkeit ihrer Beiträge selbst verantwortlich. Die dargelegten Meinungen geben die Ansichten der Autoren wieder.
