Eine geniale Idee und ihre Umsetzung: Die Bausteine des Cloud-Computings

Die Schlüsseltechnologien des Cloud-Computings: Grundlagen, Komponenten und Erfolgsfaktoren

„Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Einzelteile“ sagt man gerne, wenn aus dem Zusammenspiel verschiedener Einzelkomponenten etwas ganz Neues und Größeres erwächst. Auch ein PKW ist letztendlich nur die Verbindung aus Motor, Getriebe, Lenkrad, Karosserie und Sitzen. Doch was daraus entsteht ist Mobilität: Die Möglichkeit zu reisen, Waren schnell über Grenzen hinweg zu transportieren, eine Kultur der Bewegung, ein Gefühl von Freiheit, mithin die Basis für unsere moderne Zivilisation.

Auch beim Cloud-Computing kommen verschiedene Elemente und Technologien zusammen, die für sich genommen bereits bekannt waren. Doch in ihrer geschickten Verbindung entstehen neue Potenziale, wie Software-Dienste realisiert, verteilt und genutzt werden. Hier sind es nicht mehr Menschen und Waren, die traditionelle Begrenzungen hinter sich lassen, sondern Anwendungen und Daten.

Doch was sind die Elemente, die die Grundlagen für das Cloud-Computing gelegt haben? Hardware- und Software-Komponenten gehen dabei Hand in Hand.

Daten auf der Überholspur

Da sind zum einen schnelle Datenverbindungen und die Standardisierung der Kommunikation durch das Internet (die sogenannten Internet-Protokolle). Glasfaseranschlüsse, DSL-Leitungen und Gigabit-Netzwerke in Unternehmen ermöglichen seit den 2000er Jahren einen extrem schnellen Zugriff auf entfernte Ressourcen.

Anwender spüren kaum noch einen Unterschied, ob Daten lokal oder auf einem entfernten Rechner gespeichert werden. Gleichzeitig machen Mobilfunkstandards wie 4G und 5G diese Verbindungen auch mobil an (fast) jedem Ort verfügbar.
Nicht nur sind die Datenübertragungsraten stark gestiegen, auch die Latenzen haben sich spürbar verringert. Und vor allem dieses Merkmal ist für die gefühlte Interaktivität entfernter Anwendungen von Bedeutung.

Galt in der Anfangszeit des Cloud-Computings noch: Textverarbeitung und Tabellenkalkulation funktionieren als Cloud-Anwendung über das Netz, Videoschnitt und 3D-Spiele hingegen nicht, gelten sogar diese Limitierungen mittlerweile überwunden.

Rechenleistung ohne Grenzen

Zusätzlich ist die Rechenleistung in modernen Servern ist in den letzten Jahren explosionsartig gewachsen. Moderne Server-Prozessoren sind völlig unterfordert, wenn sie gleichzeitig nur einen oder wenige Benutzer bedienen. Und parallel dazu sind die Kosten für CPU-Leistung reziprok gefallen.
Schon in Bezug auf die reine Hardware macht es betriebswirtschaftlich in vielen Szenarien keinen Sinn mehr, für eine überschaubare Anzahl von Nutzern extra einen Server im Unternehmen anzuschaffen. Von den damit verbundenen Personalkosten für Wartung und Betrieb ganz zu schweigen.

Software in Containern

Auf der Software-Seite ist der Siegeszug des Cloud-Computings eng mit der Container-Technik und dem Erfolg der Open-Source-Lösung Docker verbunden. Die Container-Technik ermöglicht es, Software-Anwendungen und ihre Komponenten in standardisierte Einheiten zu verpacken, die beliebig zwischen Servern und Rechenzentren hin- und hergeschoben und werden. Dies bleibt für die Anwender völlig transparent.
Die zugrunde liegende Hardware, die für die Ausführung dieser Software erforderlich ist, wird dadurch immer weniger zum begrenzenden Faktor. Außerdem lässt sich die verfügbare Leistung in Rechenzentren wesentlich besser ausnutzen, was für geringere Ausführungskosten sorgt. Und der Software-Einsatz lässt sich viel schneller und effizienter skalieren, wenn zu verschiedenen Zeitpunkten einmal mehr und einmal weniger Nutzer gleichzeitig eine Anwendung in Anspruch nehmen.

Freiheit bei den Endgeräten

Entscheidend für den Erfolg des Cloud-Computings ist aber auch die Loslösung von bestimmten Endgeräten, Betriebssystemen und Software-Anwendungen, was die Nutzung einer Cloud-Anwendung angeht. Denn viele Cloud-Dienste nutzen HTML, die Seitenbeschreibungssprache des World Wide Web, für den Aufbau und die Übertragung ihrer Benutzeroberflächen.

Nutzer benötigen dadurch nur noch einen aktuellen Webbrowser auf ihrem Endgerät, zusätzliche Software muss nicht installiert werden. Und es spielt bei geschickter Programmierung keine Rolle mehr, ob man mit einem Laptop, Desktop-PC, Tablet oder Smartphone arbeitet. Alle dieser Formate können aus einer einzigen Cloud-Anwendung heraus bedient werden.

So haben diese verschiedenen Elemente – schnelle Datenverbindungen, Verpackung von Software in Containern und die konsequente Nutzung von Internet-Standards – Cloud-Computing erst möglich gemacht und die Welt der Anwendungs-Dienste revolutioniert. Eine Welt ohne Kraftfahrzeuge und Mobilität scheint uns heute unvorstellbar – eine Welt ohne Cloud-Computing vielleicht schon bald auch.