Was ist eine Cloud-Architektur?
Die Cloud-Architektur ist ein wichtiger Bestandteil der Cloud-Entwicklung. Sie bezieht sich auf das Layout und verbindet alle erforderlichen Komponenten und Technologien, die für Cloud-Computing erforderlich sind.
Die Migration in die Cloud bietet im Vergleich zu lokalen Umgebungen viele geschäftliche Vorteile – von höherer Agilität und Skalierbarkeit bis hin zur Kosteneffizienz. Viele Organisationen beginnen mit einem Lift-and-Shift-Ansatz, bei dem lokale Anwendungen mit minimalen Änderungen verschoben werden. Letztendlich ist es jedoch erforderlich, Anwendungen entsprechend der Bedürfnisse und Anforderungen von Cloud-Umgebungen zu erstellen und bereitzustellen.
Die Cloudarchitektur legt fest, wie Komponenten eingebunden werden, sodass Sie Ressourcen in einem Netzwerk zusammenfassen, freigeben und skalieren können. Sie können sich das als einen Bauplan zum Ausführen und Bereitstellen von Anwendungen in Cloud-Umgebungen vorstellen.
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Definition: Cloud-Architektur
Bei der Cloudarchitektur geht es darum, wie verschiedene Cloud-Technologiekomponenten wie Hardware, virtuelle Ressourcen, Softwarefunktionen und virtuelle Netzwerksysteme interagieren, um Cloud-Computing-Umgebungen zu erstellen. Sie dient als Vorlage, die definiert, wie Ressourcen am besten strategisch kombiniert werden, um eine Cloud-Umgebung für eine bestimmte geschäftliche Anforderung zu erstellen.
Cloud-Architekturkomponenten
Zu den Komponenten der Cloud-Architektur zählen:
- Eine Front-End-Plattform
- Eine Back-End-Plattform
- Ein cloudbasiertes Bereitstellungsmodell
- Ein Netzwerk (Internet, Intranet oder Intercloud)
Beim Cloud-Computing enthalten Front-End-Plattformen die Clientinfrastruktur – Benutzeroberflächen, clientseitige Anwendungen und das Clientgerät oder -netzwerk, über das Nutzer mit Cloud-Computing-Diensten interagieren und auf diese zugreifen können. Beispiel: Sie können den Webbrowser auf Ihrem Smartphone öffnen und ein Google-Dokument bearbeiten. Alle dies drei Elemente beschreiben Komponenten der Front-End-Cloudarchitektur.
Andererseits bezieht sich das Back-End auf die Komponenten der Cloud-Architektur, aus denen die Cloud selbst besteht, darunter Rechenressourcen, Speicher, Sicherheitsmechanismen, Verwaltung und mehr.
Nachfolgend finden Sie eine Liste der wichtigsten Back-End-Komponenten:
Anwendung : Die Back-End-Software oder -Anwendung, auf die der Client über das Front-End zugreift, um Anfragen und Anforderungen des Clients zu koordinieren oder zu erfüllen.
Dienst : Der Dienst ist das Herzstück der Cloud-Architektur und ist für alle Aufgaben zuständig, die in einem Cloud-Computing-System ausgeführt werden. Er verwaltet die Ressourcen, auf die Sie zugreifen können, einschließlich Speicher, Umgebungen zur Anwendungsentwicklung und Webanwendungen.
Laufzeit-Cloud: Die Laufzeit-Cloud stellt bereit die Umgebung, in der Dienste ausgeführt werden. Sie fungiert als Betriebssystem, das die Ausführung von Dienstaufgaben und die Verwaltung übernimmt. Laufzeiten nutzen Virtualisierungstechnologien, um Hypervisoren zu erstellen, die für alle Ihre Dienste stehen, darunter Anwendungen, Server, Speicher und Netzwerke.
Speicher: Die Speicherkomponente im Back-End ist der Ort, an dem Daten für die Ausführung von Anwendungen gespeichert werden. Obwohl die Cloud-Speicheroptionen je nach Anbieter variieren, bieten die meisten Cloud-Dienstanbieter flexible skalierbare Speicherdienste zum Speichern und Verwalten großer Datenmengen in der Cloud an. Der Speicher kann Festplatten, Solid-State-Laufwerke oder nichtflüchtige Speicher in Server Bays umfassen.
Infrastruktur: Die Infrastruktur ist wahrscheinlich die bekannteste Komponente der Cloud-Architektur. Vielleicht dachten Sie sogar, die Cloud-Infrastruktur sei die Cloud-Architektur. Die Cloud-Infrastruktur umfasst jedoch alle wichtigen Hardwarekomponenten, die Cloud-Dienste unterstützen, darunter CPU, Grafikprozessor (GPU), Netzwerkgeräte und anderer Hardwarekomponenten, die für den reibungslosen Betrieb von Systemen erforderlich sind. Die Infrastruktur umfasst auf die gesamte Software, die zum Ausführen und Verwalten von allem erforderlich ist.
Die Cloud-Architektur ist hingegen der Plan, der vorgibt, wie Cloud-Ressourcen und -Infrastruktur organisiert sind.
Verwaltung: Cloud-Dienstmodelle erfordern, dass Ressourcen in Echtzeit gemäß den Nutzeranforderungen verwaltet werden. Es ist wichtig, eine Verwaltungs-Software, auch Middleware genannt, zu nutzen, um die Kommunikation zwischen den Back-End- und Front-End-Cloud-Architekturkomponenten zu koordinieren und Ressourcen für bestimmte Aufgaben zuzuweisen. Neben der Middleware bietet die Verwaltungs-Software auch Funktionen für Nutzungsmonitoring, Datenintegration, Anwendungsbereitstellung und Notfallwiederherstellung.
Sicherheit: Immer mehr Organisationen setzen Cloud-Computing ein, deshalb ist die Implementierung von Cloud-Sicherheitsfeatures und -tools für den Schutz von Daten, Anwendungen und Plattformen von entscheidender Bedeutung. Es ist wichtig, Datensicherheit und Netzwerksicherheit zu planen und zu entwerfen, um für Transparenz zu sorgen, Datenverluste und Ausfallzeiten zu vermeiden und für Redundanz zu sorgen. Dies kann regelmäßige Sicherungen, Debugging und virtuelle Firewalls umfassen.
Wie funktioniert die Cloud-Architektur?
In der Cloud-Architektur ergeben die Komponenten zusammen eine Cloud-Computing-Plattform, die Nutzern On-Demand-Zugriff auf Ressourcen und Dienste bietet.
Das Back-End enthält alle Cloud-Computing-Ressourcen, -Dienste, -Datenspeicher und -Anwendungen, die von einem Cloud-Dienstanbieter angeboten werden. Ein Netzwerk dient dazu, die Cloud-Architekturkomponenten von Front-End und Back-End zu verbinden, damit Daten zwischen ihnen ausgetauscht werden können. Wenn Nutzer mit dem Front-End (der clientseitigen Schnittstelle) interagieren, sendet es Anfragen an das Back-End mithilfe der Middleware, wobei das Dienstmodell die spezifische Aufgabe oder Anfrage ausführt.
Welche Dienste verfügbar sind, hängt vom cloudbasierten oder Dienstmodell ab, das Sie ausgewählt haben. Es gibt drei Hauptmodelle für Cloud-Computing-Dienste:
- Infrastructure as a Service (IaaS): Dieses Modell bietet On-Demand-Zugriff auf die Cloud-Infrastruktur, darunter Server, Speicher und Netzwerk. Entsprechend ist es nicht mehr erforderlich, lokale Infrastruktur zu beschaffen, zu verwalten und zu warten.
- Platform as a Service (PaaS): Dieses Modell bietet eine Computing-Plattform mit allen zugrunde liegenden Infrastruktur- und Softwaretools, die benötigt werden, um Anwendungen zu entwickeln, auszuführen und zu verwalten.
- Software as a Service (SaaS): Dieses Modell bietet cloudbasierte Anwendungen, die vom Dienstanbieter bereitgestellt und verwaltet werden. Entsprechend entfällt die Notwendigkeit für Endnutzer, Software lokal bereitzustellen.
Cloud-Architekturebenen
Um die Funktionsweise der Cloud-Architektur zu verstehen ist es von Vorteil, sich alle diese Komponenten als verschiedene übereinanderliegende Ebenen vorzustellen, die zusammen eine Cloud-Plattform ergeben.
Dies sind die grundlegenden Cloud-Architekturebenen:
- Hardware: Server, Speicher, Netzwerkgeräte und andere Hardware, die die Cloud ermöglichen.
- Virtualisierung: Eine Abstraktionsebene, die eine virtuelle Darstellung physischer Rechen- und Speicherressourcen erstellt. Dadurch können mehrere Anwendungen dieselben Ressourcen verwenden.
- Anwendung und Dienst: Diese Ebene koordiniert und unterstützt Anfragen über die Front-End-Benutzeroberfläche, die je nach Cloud-Dienstmodell verschiedene Dienste anbieten – von der Ressourcenzuweisung über Tools zur Anwendungsentwicklung bis hin zu webbasierten Anwendungen.
Arten von Cloud-Architekturen
Die Cloud-Einführung ist keine Einheitslösung. Entscheiden Sie, welche Art von Cloud Sie auf Grundlage Ihrer vorhandenen Technologieinvestitionen, Ihrer spezifischen Geschäftsanforderungen und Ihrer allgemeinen Ziele erstellen möchten.
Es gibt drei Haupttypen der Cloud-Architektur, unter denen Sie wählen können: öffentlich, privat und gemischt.
| Die öffentliche Cloud-Architektur nutzt Cloud-Computing-Ressourcen und physische Infrastrukturen, die einem Cloud-Drittanbieter gehören und von diesem betrieben werden. Mit öffentlichen Clouds können Sie Ressourcen einfach skalieren, ohne in eigene Hardware oder Software investieren zu müssen. Sie können aber auch mehrmandantenfähige Architekturen nutzen, die anderen Kunden gleichzeitig bedienen. |
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Private Cloud-Architektur bezieht sich auf eine dedizierte Cloud, die Ihrer Organisation gehört und von dieser verwaltet wird. Sie wird lokal in Ihrem eigenen Rechenzentrum gehostet, sodass Sie mehr Kontrolle über Ressourcen sowie mehr Sicherheit in Sachen Daten und Infrastruktur haben. Diese Architektur ist jedoch erheblich teurer und ihre Pflege erfordert mehr IT-Fachwissen. |
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Die Hybrid-Cloud-Architektur nutzt sowohl die öffentliche als auch die private Cloud-Architektur, um eine flexible Mischung aus Cloud-Diensten bereitzustellen. Mit einer Hybrid-Cloud können Sie Arbeitslasten zwischen Umgebungen migrieren und so die Dienste nutzen, die am besten zu Ihren geschäftlichen Anforderungen und der Arbeitslast passen. Hybride Cloud-Architekturen sind häufig die richtige Wahl für Unternehmen, die Kontrolle über ihre Daten benötigen, aber auch die Vorteile öffentlicher Clouds nutzen möchten. |
In den letzten Jahren hat sich auch die Multi-Cloud-Architektur etabliert, da immer mehr Unternehmen Cloud-Dienste von mehreren Cloud-Anbietern nutzen. Multi-Cloud-Umgebungen werden immer beliebter, weil sie flexibel sind und es mit ihnen einfacher ist, Anwendungsfälle auf zu bestimmte Angebote abstimmen, ohne an einen Anbieter gebunden zu sein.
Was macht ein Cloud Architect?
Ein Cloud Architect ist ein IT-Experte, der für die Entwicklung, Implementierung und Verwaltung der Cloudarchitektur eines Unternehmens verantwortlich ist. Cloud-Strategien werden immer komplexer, Entsprechend werden die Fähigkeiten und das Fachwissen von Cloud-Architekten wichtiger, um Unternehmen dabei zu helfen, die Herausforderungen von Cloud-Umgebungen zu bewältigen, erfolgreiche Strategien umzusetzen und ihre Cloud-Systeme reibungslos funktionieren zu lassen.
Vorteile der Cloud-Architektur
Unternehmen profitieren unter anderem von folgenden Vorteilen der Cloud-Architektur:
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Kostengünstig Anstatt in Vorabkosten für Server zu investieren, können Sie die Infrastruktur eines Cloud-Dienstanbieters verwenden. Mit der dynamischen Bereitstellung können Sie Ihre Ausgaben weiter optimieren, da Sie nur für die von Ihnen verwendeten Rechenressourcen zahlen. |
Kürzere Produkteinführungszeit Sie müssen nicht mehr warten, bis Sie eine Computing-Infrastruktur beschafft, eingerichtet und konfiguriert haben. Mit Cloud-Architekturen sind Sie schnell startklar. So bleibt mehr Zeit für die Entwicklung und Bereitstellung neuer Produkte. |
Skalierbarkeit Cloud-Architekturen bieten Ihnen mehr Flexibilität bei der Skalierung von Rechenressourcen je nach Infrastrukturanforderungen. Sie können ganz einfach skalieren, um der höheren Nachfrage gerecht zu werden, egal, ob diese durch Wachstum oder saisonale Traffic-Spitzen bedingt ist. |
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Beschleunigte Transformation Mit cloudnativen Architekturen wie Kubernetes können Sie Cloud-Dienste und automatisierte Umgebungen optimal nutzen, um die Modernisierung zu beschleunigen und die digitale Transformation voranzutreiben. |
Mehr Innovation Mit Cloud-Architekturen können Sie die neuesten Technologien für Speicher, Sicherheit, Analysen und KI, darunter das maschinelle Lernen, nutzen. |
Hochverfügbarkeit Anwendungen, die in Cloudarchitekturen ausgeführt und verwaltet werden, profitieren von leistungsstarken Computing-Ressourcen, die für eine ständige Verfügbarkeit sorgen, unabhängig von schwankenden Lasten. |
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Starke Sicherheitsmaßnahmen Anbieter von Cloud-Diensten verbessern und aktualisieren ihre Sicherheitsmechanismen kontinuierlich, wobei Experten und die neuesten Technologien zum Einsatz kommen, um Ihre Daten, Systeme und Arbeitslasten zu schützen. |
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