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Flexible Services statt starrer Servercluster: Hosting in der Cloud

Im Hosting-Bereich locken Cloud-Computing-Angebote à la Amazon EC2 mit schier unbegrenzter Flexibilität, Skalierbarkeit sowie On-demand-Abrechnung. Doch das Thema ist komplex und zudem werben viele Anbieter rein aus Marketinggründen mit dem Label „Cloud-Hosting“. Wir zeigen, was echtes Cloud-Hosting auszeichnet und zeigen das Potenzial auf.

8 Min. Lesezeit
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Cloud-Hosting erscheint besonders für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) verlockend: Statt einen kleinen bis mittelgroßen Servercluster betreiben zu müssen, können sie Applikationen und Services „in die Cloud“ verlagern und von dort beziehen. Dies entlastet die IT-Abteilung und ermöglicht es, sich auf das Management von IT-Anwendungen und Services zu konzentrieren, anstatt die darunterliegende Infrastruktur zu verwalten. Bei der Entscheidungsfindung, ob Outsourcing „in die Cloud“ wirklich sinnvoll ist, können neben rein technischen Aspekten auch betriebswirtschaftliche Bewertungsmodelle wie Total Cost of Ownership (TCO) und Discounted Cash Flow (DCF) helfen.

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Eine sorgfältige Analyse anderer, nicht-betriebswirtschaftlicher Aspekte ersetzen diese Methoden jedoch nicht. Zudem sollten Projektanforderungen, rechtliche Gegebenheiten und die technische Machbarkeit eines Projekts gründlich geprüft werden, bevor man eine Entscheidung für oder gegen Cloud-Hosting fällt.

Technisch gesehen gibt es zwischen traditionellem Hosting und Cloud-Hosting große Unterschiede. Doch wie genau erkennt man, ob ein Anbieter echtes Cloud-Hosting anbietet? Wesentlich sind dabei die Merkmale „Provisionierung“, „Skalierbarkeit“ und „Bezahlmodell“. Anhand dieser lassen sich die verschiedenen Angebote gut voneinander abgrenzen.

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Die schnelle und automatisierte Provisionierung, also Bereitstellung von Serverleistung, ist ein wichtiges Merkmal von Cloud-Hosting-Angeboten, das es klar von konventionellen Angeboten unterscheidet. Während beim traditionellen Hosting für das Bereitstellen neuer Ressourcen oft Zeitenspannen von mehreren Stunden bis hin zu Tagen üblich sind, dauert dies beim Cloud-Hosting nur wenige Sekunden bis Minuten („on-demand“). Durch diese kurzfristige Bereitstellung von Ressourcen ergeben sich Geschäftsmodelle, die ohne Cloud-Computing nicht möglich wären. Außerdem erhöht sich so die Flexibilität, da man kurzfristig auf einen gesteigerten Ressourcenbedarf reagieren kann.

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In puncto Skalierbarkeit verfolgen Cloud-Hoster den Ansatz, Ressourcen in einer potenziell unbegrenzten Menge zur Verfügung stellen zu können. Für einen Cloud-Hosting-Anbieter stellt es kein Problem dar, Kunden in kurzer Zeit große Mengen an Ressourcen bereitzustellen. Traditionelle Hosting-Anbieter hingegen setzen auf dezidierte Server. Durch diesen Ansatz sind die Ressourcen immer begrenzt.

Aufgrund der feingranularen Provisionierung und der Skalierbarkeit ergeben sich für Cloud-Angebote völlig neue Bezahlmodelle. Während bei klassischen Anbietern Vertragslaufzeiten in der Größenordnung von Monaten bis Jahren üblich sind, bieten Cloud-Hoster eine verbrauchsorientierte Abrechnung an. Kunden zahlen also nur das, was sie auch wirklich konsumieren, ähnlich wie bei einem Prepaid-Handy-Vertrag. Beispiele hierfür sind die Anzahl an Stunden, die ein virtueller Server betrieben wird oder die Gigabyte an Traffic, die vom Server übertragen werden.

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Praxisbeispiel Media-Hosting

Anbieter von Cloud-Hosting-Lösungen wie Amazon oder Rackspace haben völlig neue Geschäftsmodelle ermöglicht, die mit klassischen Hosting-Konzepten nicht oder nur unter unverhältnismäßig großem Geldeinsatz möglich wären. Einen schönen Überblick über Startups aus verschiedensten Bereichen, die auf Cloud-Services setzen, liefert Amazon auf einer speziellen Case-Study-Seite [1].

Startup-Unternehmen wie SmugMug und Jamglue nutzen beispielsweise Amazon EC2 und S3, um ihren Benutzern innovative Dateiaustauschdienste anzubieten. Das folgende Szenario zeigt anhand von vier möglichen IT-Architekturen, mit denen sich ein ähnlich gearteter Dateiaustauschdienst realisieren ließe, Vor- und Nachteile
unterschiedlicher Hosting-Ansätze auf.

Marke Eigenbau

Ein Ansatz besteht darin, die IT-Infrastruktur komplett selbst aufzubauen und zu betreiben. Dies beinhaltet den Kauf und das regelmäßige Aufrüsten von Servern sowie den Aufbau und den Betrieb einer Netzwerkinfrastruktur mit Routern, Switches et cetera.

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Steht diese Basisinfrastruktur, kann man das Netzwerk in Domänen mit Frontend- und Backend-Servern partitionieren. Auf den Frontend-Servern wird Software installiert, mit der man die Präsentations- und Applikationsschicht des Media-Hosting-Services verwirklicht, zum Beispiel Web- und Application-Server. Auf den Backend-Servern wird Software installiert, die die Speicherung von Medieninhalten unterstützt, zum Beispiel Datenbanken wie MySQL oder Oracle. Dazu müssen noch weitere Mechanismen wie Server-Clustering, Redundanz via RAID sowie regelmäßige Backups eingerichtet werden, um einen störungsfreien und performanten Service anbieten zu können.

Eine solche Infrastruktur kann man in der Regel nur mit Verzögerung erweitern, da Vorlaufzeiten zur Beschaffung neuer Server eingeplant werden müssen. Zudem ist eine inkrementelle Skalierbarkeit der Infrastruktur (Server für Server) unwirtschaftlich, da Liefer- und Verwaltungskosten in diesem Fall stärker ins Gewicht fallen. Das Herunterskalieren der Infrastruktur ist noch weitaus ungünstiger, da gebrauchte Server nur mit großem Preisabschlag und hohen Verwaltungskosten weiterverkauft werden können, sofern dies überhaupt möglich ist.

Cloud-Hosting mit Amazon

Eine Alternative zum Ansatz „Marke Eigenbau“ besteht darin, die Frontend-Server auf Amazon-EC2-Instanzen auszulagern, das Frontend also „in der Cloud“ zu betreiben. Die EC2-Instanzen sind virtuelle Maschinen auf Xen-Basis, die man ebenfalls mit zusätzlicher Software (wieder Webserver bzw. Application-Server) versehen muss. Server-Clustering erreicht man über softwareseitige Management-Funktionen, ähnlich wie bei der Variante „Marke Eigenbau“.

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Das Backend dieser Architektur kann man mit einer Kombination aus Datenbanken, Amazon S3 und Amazon CloudFront verwirklichen. Die Datenbanksoftware wird auf Amazon-EC2-Instanzen installiert und dient der Speicherung von Metadaten. Dies beinhaltet zum Beispiel Text und Zahlen zur Beschreibung der Medieninhalte. Zudem enthalten die Metadaten Verweise auf die Medieninhalte, die als Binärdaten in Amazon S3 gespeichert sind. Amazon CloudFront kann man ergänzend als Content Distribution Network (CDN) nutzen, sofern man welt- oder zumindest europaweit agiert und Zugriffe aus verschiedensten Ländern erwartet.

Eine solche Architektur erlaubt inkrementelle Skalierbarkeit, da man die zugrundeliegenden Basis-Services (EC2 und S3) on-demand beziehen kann. Der S3-Speicher ist automatisch mehrfach redundant gesichert und kann daher als stabil betrachtet werden. Die EC2-Instanzen sind allerdings volatil, sie könnten also zum Beispiel durch eine Störung vernichtet werden. EC2-Instanzen sollte man daher durch zusätzliche Mechanismen schützen, etwa durch Backups in Amazons Elastic Block Storage. Dies verursacht allerdings zusätzliche Design-, Implementierungs- und Administrationskosten.

Traditionelles Web-Hosting

Diese Alternative ähnelt der vorangegangenen, da die Systeme auf der Infrastruktur eines externen Service-Providers installiert werden. Allerdings bietet ein Webhoster seine Services nicht mit den typischen Cloud-Hosting-Charakteristika in den Bereichen Provisionierung, Skalierbarkeit und Bezahlmodell an. Mit traditionellem Web-Hosting kann man daher für das Beispiel „Media-Hosting“ keine Architektur aufbauen, die inkrementell skaliert. Zudem fehlen Angebote wie Amazon S3 und CloudFront zur Speicherung und Verteilung von Medieninhalten.

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Mix aus traditionell und Cloud

Eine Erweiterung der Variante „Cloud-Hosting“ könnte darin bestehen, eine IT-Architektur aufzubauen, die die eigene Infrastruktur (oder das eigene Web-Hosting) mit Cloud-Hosting-Infrastruktur verbindet. Die Integration heterogener IT-Infrastrukturen kann jedoch hohe Kosten verursachen, da gegebenenfalls Adapter entwickelt oder gekauft werden müssen und man Softwarekomponenten mehrfach für verschiedene Infrastrukturumgebungen konfigurieren und verwalten muss.

Traditionelles Web-Hosting und „Marke Eigenbau“ sind dann empfehlenswert, wenn die Beanspruchung der Infrastruktur relativ stabil und gut vorhersehbar ist. In Fällen, wo inkrementelle Skalierbarkeit gefordert ist, zum Beispiel weil der Erfolg eines Geschäftsmodells ungewiss ist und wenig Risikokapital zur Verfügung steht, ist Cloud-Hosting empfehlenswert.

Betriebswirtschaftliche Bewertung

Neben den rein technischen Aspekten spielen natürlich auch finanzielle Aspekte eine Rolle, wenn man über den Einsatz von Cloud-Hosting nachdenkt. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist Cloud-Hosting ein IT-Outsourcing-Angebot. Quantitative Bewertungsmodelle können einem dabei helfen, eine Entscheidung über das Outsourcing von IT-Infrastrukturen an einen Cloud-Hosting-Anbieter zu treffen [2].

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Total Cost of Ownership (TCO) ist ein von Gartner entwickeltes Bewertungsmodell, mit dem sich direkte und indirekte Kosten aus IT-Investitionsentscheidungen erfassen lassen. Die Entscheidung für oder gegen den Betrieb einer eigenen IT-Infrastruktur wird durch das Einsatzszenario maßgeblich beeinflusst.

In diesem Zusammenhang existieren Studien, die mittels TCO-Analyse die direkten und indirekten Kosten einer selber betriebenen IT-Infrastruktur berechnen und diese den TCO von Cloud-Hosting-Angeboten wie Amazon EC2 gegenüberstellen. Das Ergebnis dieser Studien zeigt unter anderem, dass eine eigene IT-Infrastruktur dann billiger ist als Cloud-Hosting bei Amazon EC2, wenn die betriebene IT-Infrastruktur eine hohe Ressourcenauslastung aufweist.

Bei einer TCO-Betrachtung und -Analyse kann man beispielsweise CPU-Kosten pro virtueller Maschine in der eigenen IT-Infrastruktur ermitteln und diese mit den Kosten einer extern bezogenen Rechenressource (z. B. EC2-Machine-Image) vergleichen. Dabei sind neben Sachkosten auch Personalkosten zu betrachten. Im Vorfeld einer TCO-Berechnung muss zwischen direkten und indirekten Kosten unterschieden werden. Dies ermöglicht nicht nur, die Anschaffungskosten für den Betrieb einer eigenen IT-Infrastruktur zu berücksichtigen, sondern auch weitere Aspekte der späteren Verwendung. Dabei wird in Investitionskosten (CAPEX, z. B. Hardware) und Betriebskosten (OPEX, z. B. Administration, Energie) unterschieden. Die Gesamtkosten, auch TOTEX genannt, ergeben sich aus CAPEX plus OPEX.

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Einen anderen Ansatz schlägt Edward Walker von der Universität Texas in Austin vor [3]. Er ermittelt den Wert einer CPU-Stunde mit Hilfe einer Analyse des Discounted-Cash-Flow (DCF). Diese ermöglicht es, die Kosten aus Kauf und Betrieb eines Serverclusters mit den Kosten gemieteter CPU-Zeit „in der Cloud“ zu vergleichen.

Fazit

Cloud Computing kombiniert Best-Practices aus dem Enterprise-Computing der vergangenen Jahre und ermöglicht durch Aggregation mehrerer Ressourcen zu einer abstrakten Ressource „Cloud“ eine dynamische und flexible Nutzung. Standardisierung und Virtualisierung sind die Treiber für eine Kostensenkung und zeitgleich fester Bestandteil von Cloud Computing.

Die Versprechen von Cloud-Hosting lauten: On-demand-Provisionierung und Skalierbarkeit von IT-Ressourcen mit Pay-per-use-Abrechnung. Werden diese Versprechen eingelöst, ist es möglich, neue Projekte schneller zu starten – und wieder zu beenden. Da sich das Management und die Bezahlung von Cloud-Hosting-Angeboten am tatsächlichen Ressourcenverbrauch orientieren, werden dynamische IT-Prozesse also kostengünstiger. Bei klassischen Web-Hosting-Projekten, deren Ressourcenverbrauch eher linear verläuft, ist Cloud-Hosting hingegen oft vergleichsweise teuer und der initiale Einrichtungsaufwand nicht zu unterschätzen.

Bestehende Cloud-Hosting-Angebote [4] scheinen besonders für kleine und mittlere Unternehmen aus Kostensicht attraktiv, da die Anfangsinvestitionen in eigene IT-Hardware entfallen und Cloud-Hosting-Anbieter ihre spezialisierten Leistungen sehr kostengünstig anbieten können. Niedrige Kosten für Internet-Traffic begünstigen zudem das Outsourcing „in die Cloud“.

Neben einer rein quantitativen Analyse ist es aber unbedingt notwendig, auch qualitative Aspekte in die Entscheidungsfindung für oder gegen Cloud-Hosting einzubeziehen. Dafür bedarf es einer IT-Strategie, die in die Zukunft blickt und etwa potenzielle Technologie-Lock-in-Situationen antizipiert. Zudem können juristische Vorgaben, fehlende Service Level Agreements (SLA) und organisatorische Hindernisse den Einsatz von Cloud-Hosting erschweren. Auf operationeller Ebene muss zudem untersucht werden, welche neuen Anwendungen und Services sich mit Cloud-Hosting-Angeboten „bauen“ und welche bestehenden Anwendungen und Services sich in eine solche Umgebung migrieren lassen.

Cloud-Hosting-Anbieter

Wie in vielen Bereichen sind die USA auch beim Thema Cloud-Hosting Vorreiter. Neben Cloud-Pionier Amazon gibt es zahlreiche weitere Anbieter, die Services im Bereich Cloud-Hosting anbieten. Nachdem Amazon seine Web Services bereits seit Ende 2008 auch in Europa anbietet, hat Rackspace mittlerweile mit einem europäischen Rechenzentrum in London nachgezogen.

In Deutschland ist der Markt derzeit noch sehr überschaubar. Neben Zimory, einem Spin-off der Deutschen Telekom, gibt es einige Anbieter wie Nionex, todo oder Netmonic (Österreich), die man zwar ansatzweise als Cloud-Hoster bezeichen kann, die aber nicht alle oben genannten Merkmale eines reinen Cloud-Hosters erfüllen. Hier gilt es im Einzelfall zu prüfen, ob die Angebote den eigenen Anforderungen in puncto Provisionierung, Skalierbarkeit und Bezahlmodell genügen.

Cloud-Hosting-Anbieter Firmensitz Website
Amazon USA aws.amazon.com
ElasticHosts UK www.elastichosts.com
Flexiscale UK www.flexiscale.com
GoGrid USA www.gogrid.com
Joyent USA www.joyent.com
Rackspace USA www.rackspacecloud.com
Zimory Deutschland www.zimory.com
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