IaaS – Infrastructure as a Service

vom gridscale Team

Was ist Infrastructure as a Service (IaaS)?

Wenn über Cloud Computing gesprochen wird, dann basieren diese Technologien im Regelfall auf Infrastructure as a Service (IaaS). Grob gesagt, gibt es Infrastructure as a Service schon seit mehreren Jahrzehnten. Konzeptionell betrachtet geht es bei IaaS darum, dass Unternehmen die für ein Produkt notwendigen Infrastrukturdienstleistungen einkaufen. Das Konzept IaaS ist dabei gar nicht auf IT-Services beschränkt. In der Immobilienwirtschaft wird ein zu IaaS sehr ähnliches Modell bereits seit vielen Jahren erfolgreich gelebt. Die Investitionen in teure Gebäude und Liegenschaften tätigt das Unternehmen in der Regel nicht mehr selbst, sondern mietet sich die nötigen Ressourcen einfach bei einem auf Gebäude und Liegenschaften spezialisiertes Unternehmen an.

Bezogen auf IT-Services fokussiert sich Infrastructure as a Service meist auf die Bereitstellung teurer Rechenzentrumsinfrastruktur. Moderne IaaS Anbieter betreiben hierzu ganze Serverfarmen, aus denen sich Anwender beliebige Ressourcen zusammenstellen können. Zugriff erhalten die Anwender auf dieses virtuelle Rechenzentrum über das Internet – die sogenannte Cloud. Der Anbieter kümmert sich dabei um alle im Rechenzentrum befindlichen Komponenten, deren Wartung und Konfiguration. So sorgt er für einen stets einwandfreien Betrieb und eine hohe Stabilität. Der Anwender hingegen braucht sich nur noch darauf zu konzentrieren, seine eigene Software zu konfigurieren und zu betreiben.

Inzwischen stellt das Segment Cloud Computing die Grundlagen für fast alle IT-Services des täglichen Bedarfs sicher. Nur noch eine Minderheit von Unternehmen kaufen eigene Hardware und nehmen damit die riskanten Investitionen auf sich. Stattdessen verpflichten sie Cloud Anbieter, jederzeit den bei sich anfallenden Ressourcenbedarf optimal und kosteneffizient zu bedienen. Der Vorteil liegt auf der Hand: Unternehmen zahlen nur noch genau jene Ressourcen (bspw. CPU Cores, Arbeitsspeicher oder Festplattenspeicher), die sie auch wirklich nutzen.

Es gab zwar schon vor vielen Jahren diverse Ansätze den IaaS Markt zu etablieren, allerdings mussten Unternehmen hier teilweise stundenlang auf „angeforderte Ressourcen“ warten. Beispielsweise mussten neue Serverkapazitäten auf Anforderung des Unternehmens erst durch Service-Techniker bereitgestellt werden. Hatte ein Unternehmen einen unerwarteten Ansturm auf seine IT-Services zu bewältigen, waren diese Prozesse meist zu langsam. Die Dynamik nahm jedoch sprunghaft zu, als Amazon mit seinem Angebot Amazon Web Services (AWS) in den Markt eintrat. Zunächst mit seinem Simple Storage Service (S3) und später dann mit den Compute Instanzen EC2 konnte Amazon sich erfolgreich im Infrastructure as a Service Markt etablieren und die Bereitstellungszeiten auf ~30 Minuten reduzieren.

Dieser Markteintritt hat sogenannte Legacy-Anbieter stark unter Druck gesetzt. Denn die alten Technologien, Prozesse und teilweise unflexiblen Abrechnungsmodelle konnten gegen die Services von Amazon einfach nicht mehr standhalten. Doch so eine Marktveränderung bietet immer Chancen für neue Innovationen und neue Ansätze. So konnte sich gridscale zum Beispiel erfolgreich mit seinem Echtzeit-Provisioning von Ressourcen und seiner Zero-Downtime SLA etablieren.

Infrastructure as a Service (IaaS) hat sich gerade deswegen zu einem bevorzugtem Modell entwickelt, da eine immer größere Zahl von Software und eine Vielzahl individueller Anwendungen von immer kleineren IT-Teams betreut und betrieben werden müssen. Ein immer höherer Kostendruck auf die IT-Teams führt dazu, dass sich die einzelnen Teams darauf konzentrieren, ihre Kernkompetenzen einzubringen.

Im Bereich Cloud Computing unterscheidet man zwischen mehreren Kategorien:

Public IaaS Cloud: Über das Modell der ‚Public Cloud‘ stellt der Anbieter Hardware-Ressourcen für eine größere Menge von Anwendern bereit. Die Hardware wird dabei über eine Sicherungsschicht virtuell in unterschiedliche Mandanten verteilt, um so den Schutz der persönlichen Daten zu gewährleisten. Dabei setzen Anbieter auf unterschiedlichste Techniken. Wir bei gridscale haben uns bspw. dafür entschieden, einen individuellen Verschlüsselungslayer zwischen pysikalischem Netzwerk und kundeneigenem Netzwerk auf Basis von IPSec einzuziehen und setzen auf eine moderne AES-CBC Verschlüsselungsschicht zwischen dem Blockstorage und dem virtuellen Server des Kunden. Dank modernster CPU Architekturen führt diese Verschlüsselungsschicht ohne Geschwindigkeitseinbußen zu einem Höchstmaß an Sicherheit.
Der wesentliche Vorteil der Public Cloud liegt daran, dass sich Anwender einfach in der Serverfarm des Anbieters „bedienen“. Zu jeder Zeit und mit jeder beliebigen Menge. Der Anwender bezahlt jedoch stets nur die Ressourcen, die er auch wirklich verwendet.

Private IaaS Cloud: Das Modell der ‚Private Cloud‘ ist sehr ähnlich zu dem der Public Cloud. Im Gegesatz zur Public Cloud wird jedoch in der Regel ein Setup pro Mandant eingerichtet, auf das ein Unternehmen exklusiven Zugriff erhält. Diese Private Cloud kann sich sowohl in einem Rechenzentrum (bspw. von gridscale) befinden, wie auch in einem Serverraum innerhalb des Unternehmens. Bei einer Private Cloud steht die exklusive Verfügbarkeit der Ressourcen im Vordergrund. Dadurch können individuelle Anforderungen des Unternehmens bestens erfüllt werden. Wird beim Einsatz einer Private Cloud auf eine Anbindung an das World Wide Web verzichtet, so kann sogar das Argument der höheren Datensicherheit ein sehr gewichtiges sein.

Hybrid IaaS Cloud: Das dritte – und auch eher versteckt anzutreffende Modell ist die sogenannte ‚Hybrid Cloud‘. Dabei werden die beiden zuvor genannten Konzepte miteinander kombiniert. So kann z.B. eine spezielle Hardware-Anforderung besser in einer Private Cloud realisiert werden, wohingegen die öffentlich verfügbaren IT-Services für ein Unternehmen in einer Public Cloud ausgelagert werden. Die Idee der Hybrid Cloud basiert im Wesentlichen darauf, das Beste aus beiden Welten miteinander zu kombinieren.

Für Anwender und Unternehmen, die eine hochverfügbare und verlässliche Infrastruktur benötigen um ihre digitalen Geschäftsmodelle erfolgreich zu betreiben, ist Infrastructure as a Service eine vernünftige Alternative gegenüber dem Kauf und der Betreuung / Wartung eigener Hardware. Hohe Kostenvorteile und eine hohe Flexibilität machen Infrastructure as a Service zum Allrounder für nahezu jeden Anwendungsfall.

Gerade für kleine Unternehmen oder auch Startups, die ihr Geschäftsmodell noch nicht etablieren konnten (oder sich noch in der Entwicklungsphase befinden), bietet Infrastructure as a Service die Möglichkeit, von Beginn an auf Enterprise-Technologie zu setzen, ohne das nötige Kapital für den Erwerb investieren zu müssen.

Historie von Cloud Computing, Entwicklung und Trends

Die Entwicklung von Infrastructure as a Service hat sich seit 2008 stark beschleunigt. Im Wesentlichen sind dafür drei Treiber verantwortlich:

Technologische Entwicklung: Durch den rasanten Fortschritt mit Blick auf z.B. Virtualisierungstechnologien und hervoragende Storage-Leistungen, ist es für Anbieter inzwischen möglich, Cloud Ressourcen zwischen mehreren Anwendern so zu partitionieren, dass sich die Anwender nicht gegenseitig stören können (Bad Neighbour). Diese Entwicklung kommt in vollem Maße der erlebten Qualität im Bereich Cloud Computing zu Gute und stellt sicher, dass moderne Cloud Architekturen den sogenannten Legacy-Architekturen in nichts nachstehen.

US-Finanzkrise: Vor der Finanzkrise haben Unternehmen in der Regel große und riskante Investitionen in Hardware- und Rechenzentrumsinfrastruktur getätigt. Im Rahmen der Finanzkrise haben die Unternehmen jedoch Probleme gehabt, mit dem gebundenen Kapital zu arbeiten. Die Unternehmen mussten ihre Investitionsbudgets an die damaligen Gegebenheiten anpassen und sich über Maßnahmen zur Kostenoptimierung Gedanken machen. IaaS war für die Mehrheit der damaligen Unternehmen eine Lösung, die den eigenen Architekturen sehr ähnlich war, aber wesentlich kostengünstiger und effizienter zu betreiben waren. Zunächst begannen die Unternehmen seinerzeit unwichtige Dienste auf IaaS Infrastrukturen auszulagern. Nach und nach folgten weitere IT-Services und Software, bis schlussendlich ein großer Teil der „IT in die Cloud“ migriert worden ist. Zeitgleich entwickelten sich die IaaS Anbieter weiter, um neue Anforderungen besser zu verstehen und besser bedienen zu können.

Technologischer Vorsprung: Angefeuert von einer Vielzahl erfolgreicher Projekte und einer Vielzahl von Unternehmen, die zunehmend auf Infrastructure as a Service vertrauten, wuchs der Markt zuletzt mit mehr als 30% pro Jahr auf ein erwartetes Marktvolumen von ca. 20 Milliarden USD in 2016. Bis 2020 wird erwartet, dass sich das Marktvolumen auf 50-60 Milliarden USD belaufen wird und damit gegenüber heute fast verdreifacht. Diese Entwicklung lässt sich zum einen dadurch erklären, dass inzwischen der technologische Vorsprung im Bereich von Cloud Computing so hoch ist, dass dedizierte Infrastrukturen hier nicht mehr mithalten können. Innovationen wie die Zero-Downtime-Architektur von gridscale erlauben es Unternehmen, IT-Service bei geringen Kosten in einer bislang nicht möglichen Zuverlässigkeit zu betreiben. Eine Entwicklung, die in privaten Infrastrukturen nicht finanzierbar ist und sich nur dadurch rechnet, dass die Forschungs- und Entwicklungskosten auf eine Vielzahl von Unternehmen umgelegt werden können.

Es ist zu erwarten, dass die Entwicklungen mit ungeahnter Geschwindigkeit voranschreiten werden. Täglich werden neue Startups in der digitalen Welt gegründet, mit kreativen und innovativen – aber vor allen Dingen digitalen Geschäftsmodellen. Diese Geschäftsmodelle brauchen von Beginn an eine verlässliche Enterprise Infrastruktur, um ihre Nutzer erfolgreich bedienen zu können. Hier sind Infrastructure as a Service und Platform as a Service Modelle ideal für einsetzbar.