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Was ist Cloud Computing?

Speicherplatz, Rechenpower und komplette Softwarelösungen – alles ist jederzeit und von überall aus verfügbar. Was einst eine Zukunftsvision war, hat die IT-Strukturen von Unternehmen in den vergangenen Jahren grundlegend verändert: Cloud-Computing stellt IT-Strukturen und Netzwerkkomponenten über das Internet bereit.

In der Cloud finden Unternehmen unzählige Ressourcen und Services, mit deren Hilfe sie ihre Geschäftsprozesse teilweise oder sogar komplett dorthin verlagern können. Anstatt zum Beispiel große und entsprechend teure Server zu unterhalten, kaufen sie lediglich die Komponenten und Services ein, die sie gerade benötigen. Speicher, Rechenleistung, Entwicklungsumgebungen und sogar umfangreiche Softwaresuiten – Cloud-Anbieter stellen alles nach Bedarf und von überall zugänglich bereit.

Wie Cloud-Computing funktioniert, welches die wichtigsten Cloud-Modelle und -Services sind und welche Vorteile sie Ihrem Unternehmen bieten, erfahren Sie in diesem Artikel.

Inhaltsverzeichnis

Cloud-Computing: Was ist das?

Laut National Institute of Standards and Technology, kurz NIST, ist Cloud-Computing ein IT-Modell, das die Möglichkeit beschreibt, über das Internet auf Rechenressourcen wie Server, Speicher, Datenbanken, Netzwerkfunktionen, Software und Analysefunktionen zuzugreifen. Anstatt dass Unternehmen diese Ressourcen lokal auf physischen Geräten und Servern selbst betreiben, stellen sie spezialisierte Anbieter in entfernten Rechenzentren bereit.
Das ermöglicht es Unternehmen, flexibel und kosteneffizient auf IT-Ressourcen zuzugreifen und diese zu nutzen, ohne eigene Hardware vorhalten zu müssen. Dabei setzt Cloud-Computing auf folgende Grundprinzipien:
  • On-Demand-Self-Service: Nutzer:innen können nach Bedarf auf Cloud-Ressourcen zugreifen und diese ohne menschliche Interaktion vom Service-Provider bereitstellen lassen.
  • Broad-Network-Access: Cloud-Services sind über das Internet oder private Netzwerke zugänglich. So können viele Geräte darauf zugreifen.
  • Ressource-Pooling: Durch Virtualisierung und Systeme, bei denen mehrere Nutzer:innen dieselben Ressourcen teilen, werden physische Ressourcen gebündelt und dynamisch zugewiesen.
  • Rapid Elasticity: Unternehmen können Cloud-Ressourcen schnell skalieren, um die sich ändernden Anforderungen zu erfüllen – sowohl nach oben als auch nach unten.
  • Measured Service: Cloud-Systeme bieten zahlreiche Überwachungs-, Kontroll- und Abrechnungsmechanismen, die eine transparente Nutzung und Abrechnung ermöglichen.
= Grafik führt Cloud-Grundsätze auf und nennt die vier Cloud-Formen Private Cloud, Public Cloud, Hybrid Cloud und Multi-Cloud sowie die Service-Modelle Software-as-a-Service, Platform-as-a-Service, Infrastructure-as-a-Service und Serverless Computing.
Angebote für das Cloud-Computing folgen fünf Grundsätzen und stehen in unterschiedlichen Formen und Service-Modellen bereit.

Wie funktionieren Cloud-Systeme?

Beim Cloud-Computing findet die Verarbeitung von Daten auf einem anderen Gerät als dem aktuell benutzten statt. Dieses Gerät befindet sich in den meisten Fällen geografisch an einem anderen Ort und ist durch das Internet mit dem genutzten Gerät verbunden. Cloud-Server speichern die Daten, die bei diesem Prozess anfallen.

Überblick über die Infrastruktur

  • Rechenzentren sind spezialisierte Einrichtungen, die eine große Anzahl von Servern und Netzwerkausrüstung beherbergen. Moderne Rechenzentren verfügen über Klimakontrolle, Notstromversorgung, physische Sicherheitsmaßnahmen und Feuerlöschsysteme, um einen kontinuierlichen und sicheren Betrieb zu gewährleisten.
  • Server sind leistungsstarke Computer, die Ressourcen und Dienstleistungen für andere Computer und Geräte bereitstellen. In Cloud-Umgebungen werden Server verwendet, um Anwendungen zu hosten, Daten zu speichern und Rechenleistung bereitzustellen.
Prinzipiell steht Cloud-Computing jeder Person mit Internetanschluss zur Verfügung. Allerdings sorgen die Anbieter von Cloud-Services dafür, dass der Zugang auf angemeldete User:innen beschränkt ist. Verschiedene Maßnahmen wie zum Beispiel Passwortabfrage oder Zwei-Faktor-Authentifizierung schützen Ihre Daten in der Cloud vor unbefugtem Zugriff.

Cloud-Computing-Arten: So unterscheiden sich die Bereitstellungsmodelle

Es gibt verschiedene Arten von Cloud-Umgebungen, die sich sowohl in ihrer Architektur unterscheiden, als auch in der Art, wie sie verwaltet und genutzt werden. Die verschiedenen Cloud-Modelle bieten Unternehmen unterschiedliche Vorteile und Einsatzmöglichkeiten. Dazu gehören:
  • Public Cloud
  • Private Cloud
  • Community Cloud
  • Multi-Cloud

Public Cloud

Eine Public Cloud ist eine Cloud-Computing-Umgebung, die ein Drittanbieter betreibt und die über das Internet mehreren Kund:innen zugänglich ist. Diese nutzen Ressourcen wie Server, Speicher und Anwendungen gemeinsam und bezahlen nach dem Pay-as-you-go-Modell. Vorteile sind Kostenersparnis, hohe Skalierbarkeit und ein reduzierter Verwaltungsaufwand.
Public Clouds eignen sich besonders für Start-ups, kleine und mittlere Unternehmen sowie für Anwendungen mit schwankenden Lasten.

Private Cloud

Eine Private Cloud steht exklusiv einem einzigen Unternehmen zur Verfügung und kann vor Ort oder in einem externen Rechenzentrum betrieben werden. Sie bietet höhere Sicherheit und mehr Kontrolle, da Ressourcen nicht geteilt werden.
Private Clouds sind ideal für Unternehmen mit strengen Compliance- und Sicherheitsanforderungen sowie für große Organisationen mit speziellen IT-Bedürfnissen.

Hybrid Cloud

Eine Hybrid Cloud kombiniert Public und Private Cloud, wodurch Workloads zwischen beiden Umgebungen verschoben werden können. Dies ermöglicht die Nutzung kosteneffizienter öffentlicher Cloud-Ressourcen für weniger kritische Aufgaben und die Speicherung sensibler Daten in der privaten Cloud. Hybrid Clouds sind beispielsweise geeignet für Unternehmen, die bestehende IT-Infrastrukturen nutzen und gleichzeitig von den Vorteilen der Cloud profitieren möchten.

Community Cloud

Mehrere Organisationen mit ähnlichen Compliance- und Sicherheitsanforderungen teilen sich eine Community Cloud. Dazu gehören etwa Regierungs- oder Gesundheitsorganisationen.

Multi-Cloud

Unternehmen nutzen bei der Multi-Cloud die Cloud-Services mehrerer Anbieter. Dadurch können sie Abhängigkeiten vermeiden. Außerdem können sie so Kosten und Performance an ihren Bedürfnissen ausrichten.
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Cloud-Computing-Services: IaaS, SaaS, PaaS

Cloud-Computing bietet verschiedene Service-Modelle, die unterschiedliche Aspekte von IT-Infrastruktur, Plattformen und Software umfassen:

Infrastructure-as-a-Service (IaaS)

IaaS bietet grundlegende IT-Ressourcen wie virtuelle Maschinen, Speicher und Netzwerke, die flexibel und skalierbar sind. Unternehmen können auf teure Hardware verzichten und nur für die tatsächlich genutzten Ressourcen zahlen.

Platform-as-a-Service (PaaS)

PaaS stellt neben der Infrastruktur auch Entwicklungs- und Bereitstellungstools bereit, die es Unternehmen erleichtern, Anwendungen zu erstellen, zu verwalten und zu veröffentlichen. Entwickler:innen können sich darauf konzentrieren, Code zu schreiben, während der Anbieter die Infrastruktur verwaltet.

Software-as-a-Service (SaaS)

SaaS stellt Anwendungen vollständig über das Internet bereit, ohne dass Nutzer:innen Software installieren oder warten müssen. Unternehmen erhalten sofort Zugang zu leistungsstarker Software ohne Investitionen in Infrastruktur.
SaaS, PaaS und IaaS im hierarchischen Vergleich
Ohne Infrastruktur und Plattform keine Software: Der Zusammenhang zwischen SaaS, PaaS und IaaS ist von hierarchischer Natur.

Serverless Computing

Serverless Computing beschreibt Backend-Dienste, die Daten im Hintergrund von Webanwendugen verarbeiten. Im Gegensatz zu anderen Services basiert das Prinzip nicht auf einer fest gemieteten Bandbreite, Speicherkapazität oder Rechenleistung.

Abgrenzung des Cloud-Computings gegenüber herkömmlichem IT-Outsourcing

Cloud-Computing gleicht in vielen Dingen dem klassischen IT-Outsourcing. Outsourcing bezeichnet die Auslagerung von Arbeits-, Produktions- oder Geschäftsprozessen an einen externen Dienstleister. Dies kann in Teilen oder komplett geschehen und hat sich in Unternehmen im Rahmen moderner Organisationsstrategien längst etabliert.
Beim IT-Outsourcing nutzen einzelne Kund:innen eine komplett gemietete Infrastruktur, während die Dienstleister meist mehrere Kund:innen individuell betreuen. Das Grundprinzip von Cloud-Services gleicht diesem Modell, allerdings teilen sich üblicherweise mehrere Kunden die Infrastruktur einer Cloud, z.B. bei einer Public Cloud. Cloud-Anbieter stellen ihre Infrastruktur dezentral zur Verfügung, anstatt ihr Angebot über ein einzelnes zentrales Rechenzentrum abzuwickeln.
Zudem ist eine Cloud-Architektur üblicherweise dynamisch aufgebaut und verfügt gegenüber dem klassischen IT-Outsourcing über eine größere Flexibilität hinsichtlich des tatsächlichen Bedarfs der Kund:innen. Auch die Nutzung erfolgt unmittelbarer und häufig ohne direkten Kontakt zum Provider: Die Kund:innen greifen per Webschnittstelle auf die Cloud zu, meist im Browser oder über eine App.
Geschäftsmann arbeitet am Notebook

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So profitiert die Industrie von IaaS und Co.

Der Einsatz von IaaS, PaaS und SaaS hat zahlreiche Vorteile: Unternehmen können so Produktionsprozesse und Datenanalyse sowie effizienter verwalten und kommunizieren:
  • Optimierte Produktionsprozesse: Maschinen senden kontinuierlich Daten zur Analyse in die Cloud. Big Data hilft bei der Feinabstimmung der Produktion und bei der Qualitätsverbesserung. Wenn Unternehmen Daten effizient speichern, verarbeiten und analysieren, führt dies oft zu besseren Entscheidungen und höherer Produktivität.
  • Effiziente Verwaltung und Kommunikation: Cloud-native Anwendungen bündeln betriebliche Informationen und Kommunikationskanäle. Sie binden Geschäftspartner:innen und Kund:innen enger in Geschäftsprozesse ein.
  • Datenspeicherung und -sicherung: Daten in der Cloud zu speichern, spart lokale Kapazitäten. Berechtigte können von überall aus auf Daten zugreifen. Backup- und Disaster-Recovery-Funktionen sorgen für hohe Datensicherheit.
  • Verbesserte Administration und Kommunikation: Geschäftsprozesse und Projektmanagement werden über Cloud-Plattformen abgewickelt. Enterprise Social Networks (ESNs) und Suiten für Customer-Relationship-Management (CRM) verbessern die Zusammenarbeit und verkürzen Reaktionszeiten.
  • Erweiterte Datenanalyse: Die Cloud führt Daten aus allen Unternehmensabteilungen zusammen. Maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz ermöglichen tiefgehende Analysen. Dies unterstützt es, fundierte Entscheidungen zu treffen und Geschäftsprozesse zu optimieren.
  • Streaming von Medieninhalten: Die Cloud ermöglicht es, Audio- und Videoinhalte global wiederzugeben. Dies kann auch vorteilhaft für Marketing- und Vertriebsteams sein – um eine breite Zielgruppe anzusprechen.
  • Entwicklung von Anwendungen: Unternehmen können Webanwendungen einfach entwickeln und bereitstellen. Moderne Entwicklungsoptionen wie Container, Kubernetes und Microservices unterstützen eine flexible und skalierbare Architektur.

Welche Vorteile bietet Cloud-Computing?

Cloud-Dienste haben die Art und Weise revolutioniert, wie Anbieter IT-Ressourcen zur Verfügung stellen und verwalten. So fördern sie unter anderem Effizienz, Flexibilität und Innovationskraft von Unternehmen. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile von Cloud-Computing:
  • Kosteneffizienz: Cloud-Computing reduziert Kosten, da Unternehmen IT-Ressourcen bedarfsgerecht mieten, anstatt in teure Hardware zu investieren.
  • Skalierbarkeit und Implementierung: Unternehmen können die IT-Ressourcen flexibel an aktuelle Bedürfnisse anpassen, also schnell hinzufügen oder reduzieren. Neue Anwendungen und IT-Ressourcen stehen direkt zur Verfügung.
  • Zugänglichkeit und Mobilität: Der Zugriff auf Cloud-Dienste über das Internet ermöglicht Remote-Arbeit und andere flexible Arbeitsmodelle. Teams können standortunabhängig zusammenarbeiten.
  • Automatische Updates: Cloud-Anbieter übernehmen Wartung und Aktualisierung der IT-Infrastruktur, sodass Unternehmen immer die neuesten Funktionen und Softwareversionen nutzen können. Außerdem ist so die größtmögliche Sicherheit gewährleistet.
  • Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit: Geografisch verteilte Rechenzentren sichern Daten und Anwendungen auch bei lokalen Ausfällen.
  • Förderung von Innovation: Unternehmen können neueste Technologien und Entwicklungstools ohne große Investitionen nutzen – wie KI, maschinelles Lernen, Big Data und das Internet of Things.
Grafische Darstellung einer Cloud mit ihren Vorteilen
Der Einsatz von Cloud-Computing wirkt sich für Unternehmen positiv auf die Geschäftsprozesse und Rentabilität aus.

Nachteile und Herausforderungen im Cloud-Umfeld

Trotz der zahlreichen Vorteile von Cloud-Computing gibt es auch einige Nachteile und Herausforderungen, die Unternehmen berücksichtigen müssen. Diese Herausforderungen können von technischen und sicherheitsrelevanten Aspekten bis hin zu organisatorischen und rechtlichen Fragen reichen:
  • Sicherheitsrisiken: Trotz erheblicher Investitionen in Sicherheitsmaßnahmen bestehen Risiken durch Cyberangriffe und Datenlecks. Unternehmen sollten ihre Daten schützen, indem sie diese verschlüsseln, den Zugriff begrenzen und sie regelmäßig überprüfen.
  • Abhängigkeit von Drittanbietern: Cloud-Dienste führen zu Abhängigkeit von Drittanbietern, was bei Ausfällen oder Leistungsproblemen die Geschäftskontinuität beeinträchtigen kann. Sorgfältige Prüfung der Service Level Agreements (SLAs) und Multi-Cloud-Strategien können Abhängigkeiten aber minimieren.
  • Kostenkontrolle: Nutzungsbasierte Abrechnung kann zu unvorhersehbaren Kosten führen. Unternehmen sollten ihre Nutzung deshalb genau überwachen sowie Budgetierungs- und Überwachungstools implementieren.
  • Datenmigration und Integration: Der Übergang zur Cloud kann komplex und zeitaufwändig sein. Sorgfältige Planung ist notwendig, um Kompatibilitätsprobleme und Dateninkonsistenzen zu vermeiden.

Sicherheit im Cloud-Computing

Da sensible Daten und Geschäftsprozesse in die Cloud verlagert werden, müssen Unternehmen und Anbieter Maßnahmen ergreifen, um deren Integrität, Vertraulichkeit und Verfügbarkeit zu gewährleisten:
  • Datenverschlüsselung: Verschlüsselung schützt Daten während der Übertragung und im Ruhezustand. Cloud-Anbieter sollten asymmetrische Verschlüsselungsstandards nutzen und es Unternehmen ermöglichen, eigene Schlüssel zu verwalten.
  • Zugriffssteuerung und Identitätsmanagement: Effektive Kontrolle entsteht durch Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA), rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC) und das Prinzip der geringsten Privilegien. Integrierte Identitäts- und Zugriffsmanagement-Tools sind dabei hilfreich.
  • Regelmäßige Sicherheitsupdates: Cloud-Anbieter oder Unternehmen müssen regelmäßig Infrastruktur, Anwendungen und Betriebssysteme aktualisieren und Sicherheitslücken schließen.
  • Netzwerksicherheit: Sichere Netzwerke und VPNs sowie Firewalls und Intrusion Detection/Prevention Systeme (IDS/IPS) schützen die Datenübertragung. Cloud-Anbieter bieten oft eigene Lösungen an.
  • Notfallwiederherstellung und Business Continuity: Effektive Disaster-Recovery- und Business-Continuity-Strategien sichern die Verfügbarkeit von Daten und Anwendungen bei Ausfällen. Cloud-Anbieter bieten integrierte Backup- und Wiederherstellungsdienste.
  • Schulung und Sensibilisierung: Es sollten regelmäßige Schulungen und Sensibilisierungsprogramme für Mitarbeiter:innen stattfinden, um sicherzustellen, dass sie die besten Sicherheitspraktiken kennen und anwenden.
Ein Mann mit Kapuze sitzt vor einer Tastatur, im Vordergrund grüne Viren- und Datensymbole

Risikofreies Cloud-Computing: Vodafone Total Cloud Security

Immer mehr DDoS-Attacken, professionellere Hacker-Angriffe, gestiegene Compliance-Anforderungen – nie war es wichtiger, Ihre Infrastruktur vor Risiken zu schützen als heute.

Unser DDoS Mitigation Service analysiert einlaufenden Traffic und alarmiert Sie automatisch bei drohenden Attacken. Mit Managed Firewall bekommen Sie umfassenden hardware-dedizierten Schutz vor IT-Gefahren. Außerdem verfügen wir über die ISO 27001-Zertifizierung für Cloud & Hosting Services und für Rechenzentrums-Dienstleister in Deutschland.

Nachhaltigkeit in der Cloud

Cloud-Computing kann erheblich zur Verbesserung der ökologischen Bilanz von Unternehmen beitragen, indem es den Energieverbrauch optimiert und den CO2-Ausstoß reduziert. Hier sind einige wichtige Aspekte, wie Cloud-Computing zur Nachhaltigkeit beiträgt:
  • Reduzierung des CO2-Fußabdrucks: Der Umstieg auf optimierte Cloud-Lösungen verringert den Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu eigenen Rechenzentren.
  • Vermeidung von Elektroschrott: Cloud-Anbieter verwenden Hardware wieder und tragen so zur Reduzierung von Elektroschrott bei.
  • Nachhaltige Softwareentwicklung: Technologien wie Virtualisierung und Containerisierung fördern ressourceneffiziente und skalierbare Anwendungen, die den Energieverbrauch reduzieren.

Cloud-Computing: Das Wichtigste in Kürze

  • Cloud-Computing beschreibt ein IT-Modell, bei dem Benutzer:innen über das Internet auf Rechenressourcen wie Server, Speicher und Anwendungen zugreifen.
  • Cloud-Systeme nutzen zentralisierte Rechenzentren, die Server, Speicher und Netzwerkausrüstung bereitstellen.
  • Es gibt Public Clouds, Private Clouds, Hybrid Clouds und weitere Cloud-Computing-Arten.
  • Die grundlegenden Cloud-Computing-Services sind IaaS, PaaS und SaaS. Serverlesss Computing stellt daneben Mikroprozesse in der Cloud zur Verfügung.
  • Cloud-Computing bietet Unternehmen viele Vorteile, wie Kosteneffizienz, Skalierbarkeit und Ortsunabhängigkeit.
  • Unternehmen, die ihre Geschäftsprozesse teilweise oder komplett in die Cloud verlagern, arbeiten effizienter und flexibler. Gleichzeitig sind sie dank Cloud-Computing besser für die Herausforderungen der Zukunft aufgestellt und können ihren ökologischen Fußabdruck verkleinern.
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