Cloud Architektur im Detail: Komponenten, Ebenen & Modelle

Die Cloud Architektur gilt als Bauplan für Bereitstellung und Ausführung verschiedener Ressourcen in der Cloud. Sie soll absichern, dass das Zusammenspiel zwischen allen Ressourcen einwandfrei funktioniert und die Cloud damit gewinnbringend im Unternehmen eingesetzt werden kann. Aber von welchen Ressourcen sprechen wir dabei eigentlich genau und wie kann dieses Zusammenspiel in der Praxis aussehen? Wir geben heute Einblicke in die üblichen Komponenten der Cloud Architektur, erklären die verschiedenen Ebenen und zeigen verschiedene Modelle für die Umsetzung des Cloud Computings.

Die 3 Ebenen jeder Cloud Architektur

Jede Cloud Architektur ist individuell auf die Bedürfnisse und das Betriebsmodell des Unternehmens angepasst. Dennoch lässt sie sich in den meisten Fällen auf 3 übergeordnete Ebenen herunterbrechen.

Ebenen Cloud Architektur

  • Hardware: Die Hardware-Ebene bildet die Grundlage jeder Cloud Architektur. Zur Hardware zählen beispielsweise Server, Storage-Plattformen und Networking-Geräte wie Switche und Router. Betrieben wird die Hardware in einem oder mehreren Rechenzentren – je nachdem, welche Leistungen ein Unternehmen bucht. Von dort aus stellen sie verschiedene Ressourcen wie Computing-, Networking- oder Storage-Leistung zur Verfügung.
  • Virtualisierung: Die nächste Ebene ist die Virtualisierungs-Ebene. Sie bezieht die Ressourcen von der Hardware-Ebene und fasst die in Pools zusammen. Das sorgt dafür, dass Ressourcen nicht mehr physisch auf einen Rechner begrenzt sind, sondern flexibel in virtueller Form von verschiedenen Anwendungen oder Anwendern nutzbar sind.
  • Anwendung: Die oberste Ebene ist schließlich die Anwendungs- und Service-Ebene. Auf dieser Eben stehen die Ressourcen für Endnutzer bereit: über ein Netzwerk in Form von Infrastrukturleistungen, Services, Funktionen oder Anwendungen.

Insgesamt kommen auf den verschiedenen Ebenen zahlreiche Technologiekomponenten zum Einsatz. Darunter fallen zum Beispiel

  • Automatisierungs- und Managementsoftware
  • Datenbanken
  • Virtuelle Maschinen
  • Kommunikationsanwendungen
  • Service-Meshs
  • Container-Umgebungen
  • User Interfaces
  • Front-End-Plattformen
  • APIs

Ergänzen sollten Unternehmen die klassischen Ebenen zusätzlich um eine Cloud Sicherheitsarchitektur. Denn die Verantwortung für die Sicherheit der Cloud Infrastruktur liegt häufig nicht ausschließlich beim Cloud Anbieter, sondern teilweise auch beim Unternehmen selbst. Um die Sicherheit für Daten, Systeme und Infrastruktur zu gewährleisten, sollten Unternehmen auf umfassende Sicherheitsmaßnahmen setzen, wie zum Beispiel

  • Identitäts- und Zugriffmanagement
  • Multi-Faktor-Authentifizierung
  • Firewalls
  • Segmentierung
  • Datenklassifizierung

Grundsätzlich ist es auch sinnvoll, das Zero Trust Security Framework in den Unternehmensalltag zu integrieren, das nach dem Grundsatz „Never Trust, Always Verify“ agiert.

Umsetzung im Detail: verschiedene Modelle des Cloud Computings

Wie die konkrete Umsetzung der Cloud Architektur im Detail aussieht, hängt vor allem von den gewählten Modellen ab. Diese 3 Modelle bestimmen, welche Dienste für Unternehmen verfügbar sind:

  • IaaS: Mit dem Infrastructure as a Service (IaaS) Modell benötigen Unternehmen keine lokale IT-Infrastruktur mehr. Stattdessen erhalten sie On-Demand-Zugriff auf eine cloudbasierte Infrastruktur, die sowohl Server als auch Speicher und Netzwerk umfasst.
  • PaaS: Das Platform as a Service (PaaS) Modell stellt eine Cloud Computing Plattform zur Verfügung, über die Unternehmen eigenständig Anwendungen entwickeln, verwalten und ausführen können.
  • SaaS: Im Software as a Service (SaaS) Modell haben Unternehmen Zugriff auf cloudbasierte Anwendungen. Verwaltet wird diese Software vom Dienstanbieter, sodass die Beschaffung lokaler Software für Unternehmen entfällt.

Zusätzlich stehen Unternehmen vor der Entscheidung, welchen Typ von Cloud Architektur sie verwenden möchten:

  • Private: Im Zuge einer Private Cloud Architektur verfügen Unternehmen über eine konkrete Cloud, die nur ihnen gehört und eigenständig verwaltet wird. Das bietet maximale Sicherheit und Kontrolle über alle Ressourcen.
  • Open: Ein Open Cloud Modell bietet eine öffentliche Cloud Infrastruktur, die auch anderen Unternehmen zur Verfügung gestellt wird. Unternehmen können ihre Ressourcen hier besonders unkompliziert skalieren und haben damit maximale Flexibilität.
  • Hybrid: Ein Hybrid Cloud Modell verbindet Open Cloud Services mit Private Cloud Services, sodass Unternehmen beispielsweise besonders sensible Daten in der Private Cloud verwalten und gleichzeitig von der Flexibilität der Open Cloud profitieren können.
  • Multi: Inzwischen nutzen Unternehmen immer mehr Cloud Leistungen von unterschiedlichen Cloud Anbietern, wobei wir von einer Multi Cloud Architektur sprechen. Eine Multi Cloud Strategie hat vor allem den Vorteil, dass Unternehmen einen Vendor Lock-In vermeiden können und sich somit nicht von einem einzigen Anbieter abhängig machen. Stattdessen können sie verschiedene Ressourcen von den Cloud Anbietern beziehen, die genau die Ressourcen anbieten, die zu ihren Zielen passen.

Die Aufgabe des Cloud Architekten im Unternehmen

Eine optimale Cloud Architektur für ein Unternehmen zu entwickeln und umzusetzen, ist die Hauptaufgabe eines Cloud Architekten. Bei dieser Rolle handelt es sich um IT-Experten, die sowohl die Entwicklung als auch die Implementierung und anschließende Verwaltung der Cloud Architektur betreut. Je nach Rollenverteilung laut Cloud Betriebsmodell kann für diese Aufgabe entweder ein externer IT-Dienstleister beauftragt werden oder alternativ ein interner Mitarbeiter als Teil des Cloud Competence Centers mit der Aufgabe beauftragt werden. Da Cloud Strategien und die dazugehörigen Architekturen immer komplexer werden, ist inzwischen umfassendes Fachwissen nötig – einige Unternehmen stellen deshalb speziell für diese Aufgabe einen Cloud Architekten ein, der die Transformation zuverlässig begleitet.

Individuelle Strategie als Basis für jede Cloud Architektur

Die Erarbeitung einer individuellen Cloud Architektur erfordert eine maßgeschneiderte Herangehensweise. Unternehmen sollten ihre Cloud-Landschaft auf ihre spezifischen Anforderungen zuschneiden, sei es durch IaaS, PaaS oder SaaS, kombiniert mit einer Private, Open, Hybrid oder Multi-Cloud-Strategie. Eine sorgfältige Auswahl von Technologiekomponenten und Sicherheitsmaßnahmen ist unerlässlich. Der Cloud Architekt spielt dabei eine zentrale Rolle, indem er Fachwissen und Erfahrung einbringt, um die Transformation erfolgreich zu gestalten und die Unternehmensziele zu unterstützen.

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Fabian Brechlin

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