XaaS Everything as a Service?

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1 Servicemodelle Chancen und Herausforderungen des Cloud Computing XaaS Everything as a Service? Claudia und Klaus gehen gemeinsam in die Cloud so oder so ähnlich werben aktuell Hersteller und Dienstleistungsanbieter für das Cloud Computing. Aber was ist Cloud Computing eigentlich? Was bedeuten die verschiedenen Servicemodelle (XaaS), wie können sie eingesetzt werden? Und welche sonstigen Herausforderungen müssen Claudia und Klaus meistern? Der vorliegende Artikel beantwortet diese Fragen und erklärt, welchen Businessnutzen Cloud Computing für Ihr Unternehmen bringt. AUTOR: ANDREAS STRÖBEL Die Frage, was Cloud Computing eigentlich ist, lässt sich zunächst gar nicht so einfach beantworten, hat doch jeder Hersteller und Service-Provider seine eigene Definition dafür. Inzwischen setzt sich aber mehr und mehr die Beschreibung des National Institute of Standards and Technology (NIST) als allgemein gültige Definition durch [1]: Cloud computing is a model for enabling convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction. Cloud Computing ist also eine IT-Architektur, die höchst dynamisch auf veränderte oder neue Anforderungen reagieren und deren Nutzung dabei ebenso dynamisch abgerechnet werden kann, und zwar ohne größere administrative Aufwände zu erzeugen. Die einzelnen Ebenen werden als Dienste bereitgestellt, die der Anwender bei Bedarf selbst abrufen kann (On-Demand Self-Service). Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Everything as a Service oder kurz XaaS. Die bekanntesten sind wohl Folgende: Infrastructure as a Service ( IaaS) Platform as a Service ( PaaS) Software as a Service ( SaaS) Es gibt noch eine Reihe weiterer Serviceebenen, wie etwa Database as a Service (DBaaS) oder Humans as a Service (HuaaS). Auf das Servicemodell soll weiter unten detaillierter eingegangen werden. Neben den Serviceebenen ist es jedoch wichtig, beim Cloud Computing auch die organisatorische Form der Wolken zu betrachten. Im Kontext von Unternehmensanwendungen wird häufig von so genannten Private Clouds gesprochen, also einer Infrastruktur, die ausschließlich für die Anwendung innerhalb des Unternehmens genutzt werden kann. Daneben gibt es noch zwei weitere Formen. Beim Public Cloud Computing werden alle Dienste auf öffentlich angebotenen Umgebungen (z. B. PaaS) betrieben. Bekanntester Anbieter derzeit ist hier wohl Amazon Web Services [2], aber auch andere wie Google oder Microsoft dringen mit ihren Angeboten mehr und mehr in den Markt vor. Keine der verwendeten Kom- 16 bt

2 ponenten wird auf der eigenen, privaten Infrastruktur des Unternehmens ausgeführt. In einer Public Cloud ist daher besondere Vorsicht z. B. hinsichtlich der Datensicherheit (Zugriff durch Dritte) geboten. Verschmelzen Private und Public Cloud miteinander, spricht man von einer Hybrid Cloud. Teile der Dienste können auf einer öffentlichen Infrastruktur laufen, werden dann aber zusammen mit privaten Services auf der eigenen, privaten Infrastruktur genutzt. INFRASTRUCTURE AS A SERVICE (IAAS) Die bislang wohl am weitesten verbreitete Serviceebene Infrastructure as a Service (IaaS) beschreibt die Bereitstellung von Infrastrukturkomponenten wie Serversystemen. Der Nutzer kann ein Stück Infrastruktur bedarfsgerecht verwenden. Aus der Cloud kommt dabei im Wesentlichen die Rechenleistung, die Rechnerinstanz muss der Servicenehmer aber weitgehend selbst verwalten. Er entscheidet über Betriebssystem, installierte Software und die Benutzerrechte und ist damit auch dafür verantwortlich, dass die Anwendungen für die User bereitgestellt werden und nutzbar sind. Die Cloud ist ausschließlich für die Bereitstellung der Rechenleistung und gegebenenfalls der Speicherkapazität verantwortlich. Wurde bisher bei neuen Anforderungen (z. B. bei der Einführung einer neuen Software) die IT-Umgebung durch neue Hardware wie Storage-Systeme oder Server erweitert, werden die benötigten Systeme jetzt nur noch deployt, d. h. virtuell zur Verfügung gestellt. Ein erster kommerzieller Ansatz wurde von Amazon Web Services mit dem Elastic Cloud Computing EC2 [3] oder dem Simple Storage Service S3 [4] umgesetzt. Hier können die gewünschten Ressourcen via Internet gemietet werden. Die Abrechnung erfolgt nach der Nutzungsdauer, also der tatsächlich benötigten Rechenzeit, oder dem belegten Speicherplatz. Der große Vorteil dieser Serviceebene liegt in der schnellen und einfachen Verfügbarkeit neuer, zusätzlicher Rechenleistung beziehungsweise Speicherkapazität. Und genauso schnell können die Systeme quasi wieder zurückgegeben werden. Es entstehen nur Kosten für die Zeit der tatsächlichen Nutzung. Gerade in Entwicklungsabteilungen, wo beispielsweise kurzfristige Tests, ein Proof of Concept oder Ähnliches durchgeführt werden sollen, bietet das Cloud Computing hier durch IaaS vollkommen neue und vor allem preiswerte Möglichkeiten. Aber auch besondere Aufgaben in den Fachabteilungen wie etwa ein Jahresabschluss oder Saisonzeiten bei Bestellprozessen (z. B. das oft zitierte Weihnachtsgeschäft) können hier einfach, effektiv und günstig mit zusätzlichen Ressourcen ausgestattet werden. Diese Beschreibungen implizieren geradezu die Annahme, dass es sich hier um eine Public Cloud handeln muss. Im Unternehmen nicht vorhandene Infrastruktur kann flexibel, kurzfristig und auf Zeit dazugekauft werden. Nichtsdestoweniger denken auch Verantwortliche in den IT-Abteilungen über die Einführung von Cloud-Technologien für IaaS nach, um auf Anfragen flexibler reagieren und die Dienstleistungen selbst schneller anbieten zu können. In diesem Fall handelt es sich letztlich um eine konsequente Weiterentwicklung bei der Bereitstellung von Systemen mittels der in der Regel ohnehin vorhandenen Virtualisierungstechnologien. PLATFORM AS A SERVICE (PAAS) Platform as a Service (PaaS) kann als eine Erweiterung oder Ergänzung oberhalb von IaaS oder als eigenständige Architektur betrieben werden. Bei PaaS handelt es sich um eine Laufzeitumgebung, die dynamisch genutzt werden kann, und auf der normalerweise unterschiedliche Software und Programme betrieben oder entwickelt werden. Einer der bekanntesten Anbieter für PaaS ist Google mit seiner App Engine [5] für den Betrieb von Java- oder Python-basierten Anwendungen. Die Abrechnung erfolgt anhand von Quotas, die sich auf Anwendungs-Requests, CPU-Zeit oder Bandbreiten beziehen. Auch Windows Azure von Microsoft zählt zu den PaaS- Produkten [6]. Die Hauptkomponente bei PaaS sind Web Services. Anstelle des Einsatzes eines monolithischen Systems werden Anwendungen oder Teile daraus als Services bereitgestellt. So ergeben sich Vorteile für die Wiederverwendung dieser Dienste; beispielsweise kann ein Dienst, der eine Kundennummer liefert, sowohl im Bestellprozess als auch bei der Rechnungsstellung verwendet werden. Im Kontext des Cloud Computing werden diese Dienste nun übergreifend zur Verfügung gestellt, können gegebenenfalls sogar firmenübergreifend zugegriffen werden (B2B). Die Abrechnung der Web Services erfolgt dann ebenfalls bedarfsorientiert auf Basis verschiedener Kennzahlen (z. B. anhand der Anzahl der Aufrufe eines Web Service, des übertragenen Datenvolumens etc.). Der Servicenehmer von PaaS hat im Gegensatz zu IaaS keinen Zugriff auf die hinter den Services liegenden Systeme, auch nicht auf die (virtuellen) Rechnerinstanzen. Er kann lediglich seine selbst- oder fremdentwickelten Programme in einer Laufzeitumgebung aus der Cloud betreiben. Bei Problemen ist er somit auch auf die schnelle und wirksame Unterstützung durch den Service-Provider angewiesen. Seiteneffekte durch andere Programme in der gleichen Cloud-Umgebung kann er selbst nicht beeinflussen, insbesondere dann nicht, wenn die Plattform in einer Public Cloud bereitgestellt wird. bt

3 kritischer Blick auf die entstehenden Gesamtkosten zu werfen. Zudem ist eine Anpassung der Produkte an die individuellen Anforderungen und Prozesse des Unternehmens in der Regel nicht möglich, vielmehr muss sich das Unternehmen an die vom Service angebotenen Standardprozesse angleichen. Auch kann nicht direkt auf eventuell auftretende Bugs, Performanceprobleme etc. reagiert werden, der Servicenehmer ist darauf angewiesen, dass die erforderlichen Konfigurationsanpassungen, Patches und Upgrades durch den Service-Provider zeitnah durchgeführt beziehungsweise eingespielt werden. Abb. 1: Verschiedene Serviceebenen des Cloud Computing Everything as a Service (XaaS) SOFTWARE AS A SERVICE (SAAS) Unter Software as a Service (SaaS) versteht man nun die Bereitstellung der gesamten Anwendung als Dienst. Der Servicenehmer tritt in diesem Fall ausschließlich als Anwender eines Programms auf, er muss sich weder um die darunter liegende Infrastruktur noch um die Bereitstellung der Software an sich kümmern. Sämtliche Funktionalitäten kommen aus den Wolken, Administration und Wartungsarbeiten sowie das Einspielen von Patches oder Updates übernimmt der Service-Provider. Die über SaaS bereitgestellte Software sollte im Regelfall serviceorientiert aufgebaut sein, um eine möglichst gute Integration in die Plattform sicherzustellen. Zudem ist es bei einem Zugriff in der Cloud erforderlich, dass die Informationen gegebenenfalls vor Fremdzugriffen geschützt werden, die Anwendung also mandantenfähig aufgebaut ist. Ein Beispiel für SaaS sind die Office-Web-Apps in Windows Live SkyDrive [7]. Microsoft stellt hier eine Webversion seines Office-Pakets inklusive Word, Excel, PowerPoint und OneNote zur Verfügung. Die erstellten Dokumente sind kompatibel zu den Vollversionen der Produkte und können wahlweise über Web-Apps oder in einer lokalen Office-Installation bearbeitet werden. Inzwischen stehen aber auch große Softwarepakete als Cloud-basierte Unternehmenslösungen zur Verwendung bereit. So bieten beispielsweise SAP mit Business ByDesign [8] oder Oracle mit CRM On Demand [9] entsprechende Dienste an. Enorm von Vorteil ist, dass Unternehmen beim Einsatz von SaaS keine hohen Investitionen in die Lizenzen oder die Einführung der Produkte tätigen müssen. Es ist lediglich eine Registrierung der Anwender erforderlich. Die Gebühren werden monatlich je Nutzungsintensität als laufende Kosten fällig, was SaaS insbesondere für mittelständische Unternehmen interessant macht. Bei längeren Laufzeiten ist hier jedoch durchaus ein DATABASE AS A SERVICE (DBAAS) Unter Database as a Service (DBaaS) wird die Bereitstellung einer Datenbank beziehungsweise derer Funktionalitäten als Dienst verstanden. Damit kann eine vollständige Datenbankinstanz inklusive sämtlicher administrativer Möglichkeiten oder nur eine Datenbank oder ein Schema zur Speicherung von benutzerdefinierten Informationen gemeint sein. Die Benutzer müssen lediglich die Zugriffsinformationen in ihren Anwendungen hinterlegen, die Daten werden dann aus der Cloud gezogen. Ein erster kommerzieller Anbieter von DBaaS ist wiederum Amazon Web Services mit seinem Relational Database Service RDS [10]. Aktuell verfügbar ist RDS für MySQL-Datenbanken in vollem Funktionsumfang, inklusive Patching und Backup der Systeme. Für die zweite Hälfte dieses Jahres ist die Bereitstellung von RDS für Oracle angekündigt. Auch hier soll der volle Funktionsumfang der Oracle-Datenbank bereitgestellt werden, inklusive Backup und diversen Möglichkeiten, die Systeme hochverfügbar auszulegen (z. B. durch Replikation). Die Oracle-Lizenzen können dabei von den Servicenehmern selbst beigestellt oder in den Mietgebühren für die Nutzung mit bezahlt werden. Mit DBaaS können Datenbanken schnell und zuverlässig angelegt und verwendet werden. Bei der Einführung neuer Software kann die Datenspeicherung ohne zusätzliche Investitionen in der Cloud erfolgen. Die Nutzung bedingt allerdings auch eine Anbindung mit einer entsprechend hohen Bandbreite, was heute im Regelfall jedoch kein Problem mehr darstellt. Zudem erfordert insbesondere der Datenschutz hier ein besonderes Augenmerk, der Einsatz von Verschlüsselungstechnologien oder Ähnliches sollte neben den üblichen Zugriffsbeschränkungen erwogen werden. Als problematisch könnte sich jedoch erweisen, dass auch bei DBaaS der Servicenehmer keinerlei Zugriff auf das darunter liegende System hat. Die Auswertung von Trace, Alert oder sonstigen Log Files ist damit nur durch den Service-Provider möglich. Auch das Einspie- 18 bt

4 len von Patches und Upgrades oder die Bearbeitung von Service-Requests durch die entsprechenden Supportorganisationen der Datenbankhersteller kann nur in Zusammenarbeit mit dem Dienstanbieter erfolgen. Die Definition von zuverlässigen Service Level Agreements (SLAs) wird hier also zu einem noch wichtigeren Bestandteil, als es für die bisher besprochenen Serviceebenen der Fall ist. EIN SONDERFALL: HUMANS AS A SERVICE (HUAAS) Eine im ersten Augenblick etwas seltsam anmutende Ausprägung einer Serviceebene für Cloud Computing ist Humans as a Service (HuaaS), also die Bereitstellung menschlicher Intelligenz für die Bearbeitung von Aufgaben. Man könnte denken, dass es nichts Besonderes ist, Aufgaben über das Internet zu vergeben beziehungsweise entsprechende Dienste anzubieten. Das Hauptaugenmerk liegt hier auf gegebenenfalls sehr kleinen Einzelaufgaben, die erledigt werden sollen, dabei aber gewissen Qualitätsstandards genügen müssen. Als Beispiel kann z. B. die Erfassung von Adressdaten in ein IT-System (das ggf. über SaaS bereitgestellt wird) genannt werden. Und es gibt tatsächlich bereits Anbieter, die Plattformen für HuaaS bereitstellen. Auch hier ist Amazon Web Services mit Mechanical Turk Vorreiter [11]. Registrierte Anwender können Aufgaben einstellen, jeder ebenfalls registrierte und geeignet qualifizierte Nutzer kann die Tätigkeiten annehmen und durchführen. Die Bezahlung erfolgt dann z. B. nach Stückpreisen pro erfasster Adresse. Um einen Arbeitsschritt, der menschliche Intelligenz erfordert, in einen Workflow einzubinden, bietet Amazon Web Services eine entsprechende Programmierschnittstelle (API) an. Dadurch kann ein manueller Schritt in einer Cloud-Anwendung als regulärer Prozessschritt integriert werden. Inwieweit HuaaS sich als fester und wichtiger Servicebestandteil im Cloud Computing etablieren wird, ist derzeit nicht abschließend einzuschätzen. Es ergeben sich jedoch Vorteile für Dienstanbieter und Servicenehmer. Unternehmen, die HuaaS in Anspruch nehmen, können auf die Einstellung eigener Mitarbeiter für die Tätigkeiten verzichten, hingegen gibt es inzwischen ANZEIGE Anzeige

5 durchaus eine relevante Anzahl von Menschen, die ihre Dienste für solche Aufgaben anbieten. SPEZIELLE HERAUSFORDERUNGEN Anhand der genannten fünf Beispiele für die Serviceebenen wird deutlich, dass es doch erhebliche Unterschiede in den Einsatzbereichen gibt. Darüber hinaus ist es erforderlich, sich vor der Einführung über die Rahmenbedingungen klar zu werden. Als wesentliche Stichpunkte wurden bereits die Themen Datensicherheit und Service Level Agreements (SLAs) genannt. Beide Themen hat ein Unternehmen sehr gut selbst im Griff, bewegt es sich ausschließlich in einer Private Cloud, also im eigenen Rechenzentrum mit eigenen Systemen und Mitarbeitern. Der Nachteil dabei ist jedoch, dass hier sämtliche Ressourcen weiterhin intern vorgehalten werden müssen und somit die Einsparungspotenziale begrenzt sind. Werden Komponenten jedoch in eine Public Cloud ausgelagert, so ergeben sich vollkommen veränderte Rahmenbedingungen. Die Einsparungspotenziale bezüglich der Systeme im Rechenzentrum können hier zwar gehoben werden, allerdings sind die Möglichkeiten zur Einflussnahme entsprechend geringer. Die Herausforderung liegt hier insbesondere in der Vereinbarung effizienter und realistischer SLAs, um die vollständige Verfügbarkeit der Funktionalitäten sicherzustellen. Darüber hinaus werden gegebenenfalls sehr sensible Daten z. B. von Mitarbeitern, aus der Entwicklungsabteilung oder dem Finanzwesen in ein fremdgehostetes Rechenzentrum ausgelagert. Entsprechend muss ein effektiver Zugriffsschutz für diese Informationen gewährleistet sein. Reichen im eigenen Rechenzentrum passende Berechtigungsstrukturen und ein angemessenes Netzwerkdesign, so ist das in einer Public Cloud möglicherweise zu wenig. Verschlüsselungstechnologien für die Speicherung und die Übertragung der Daten können erforderlich werden. UND DIE KOSTEN? Ein wesentliches Merkmal von Cloud Computing ist die Abrechnung mit den Servicenehmern nach Verbrauch. Das setzt voraus, dass der Verbrauch auch gemessen werden kann, was in manchen Punkten durchaus einige spezielle Herangehensweisen erfordert. Rechnerlaufzeiten oder belegter Speicherplatz lassen sich hier noch recht einfach messen und mit einem Preis versehen. Problematischer wird es, wenn es neben der Infrastruktur weitere Komponenten wie Lizenzen abzurechnen gilt. Die Lizenzmodelle der meisten Hersteller sind nicht für das Cloud Computing ausgelegt, die Nutzungsrechte für die Software müssen in der Regel in vollem Umfang erworben werden. Zumeist ist es nicht möglich, Lizenzen für einen Zeitraum von zwei Wochen oder für ein Jahr, jeweils nur montags bis freitags zu erwerben. Lizenzmodelle, die Cloud Computing in vollem Umfang unterstützen, müssen diese Flexibilität aber aufweisen, um die Vorteile entsprechend nutzen zu können. Für die Einführung des Relational Database Service RDS für Oracle hat Amazon Web Services eine sämtlichen technischen und kaufmännischen Anforderungen genügende Regelung gefunden, um die Oracle-Datenbank on Demand abrechnen zu können. Mit den Standardlizenzierungsregeln der meisten Hersteller lassen sich solche Modelle jedoch nicht abbilden. FAZIT Cloud Computing ist über den Status eines Hypethemas bereits hinaus. Die kommerziellen Anbieter erfreuen sich steigender Nachfrage, viele Unternehmen nutzen für weniger kritische Anforderungen bereits heute die Möglichkeiten einer Public Cloud. Und auch für die kritischeren Themen gibt es vielerorts Überlegungen, wie diese mit den Vorteilen einer Cloud kombiniert werden können. Die verschiedenen Serviceebenen bieten das dazu erforderliche Potenzial. In jedem Fall ist es notwendig, sich über Rahmenbedingungen und Anforderungen im Vorfeld genauestens Gedanken zu machen. Sind diese klar, können durch den Einsatz der entsprechenden XaaS-Ebenen enorme Vorteile hinsichtlich Flexibilität und Kosten erzielt werden. In den IT-Abteilungen der Unternehmen ist hierfür jedoch ein Umdenken erforderlich. Schafft man aber diese Herausforderungen, werden auch dort die Vorzüge spürbar werden. Andreas Ströbel arbeitet als Bereichsleiter bei OPITZ CONSULTING München GmbH. Er ist verantwortlich für den Geschäftsbereich Service Engineering, der sich mit der Planung und Realisierung von Infrastrukturprojekten mit Schwerpunkt auf Technologien von Oracle beschäftigt. Links & Literatur [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] 20 bt