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Native Cloud Computing

Die Basis für moderne IT-Strategien

Cloud-native-Applikationen kommen bereits in vielen Cloud-Umgebungen von Unternehmen zum Einsatz – und das oft unbemerkt. Anwendungsgebiete sind beispielsweise Private Cloud und Public Cloud, aber auch die Mischformen Hybrid Cloud und Multi-Cloud. Expert:innen sprechen hierbei von Native Cloud Applications (NCAs). Diese Struktur bietet hohe Flexibilität und Dynamik bei der Entwicklung und Steuerung von Anwendungen. Hier erfahren Sie, wie Cloud-native-Dienste arbeiten und welche Vorteile sie Ihrem Unternehmen bringen können.

Inhaltsverzeichnis

Native Cloud Computing: Das Wichtigste in Kürze

  • Native Cloud Computing bezeichnet den Ansatz, Anwendungen und Dienste speziell für die Cloud-Umgebung zu entwickeln und dabei Cloud-native-Technologien wie Container und Microservices zu verwenden.
  • Cloud-native-Anwendungen sind stark skalierbar, da sie auf einer verteilten Architektur basieren.
  • Der Einsatz von Microservices und Containern ermöglicht es, Anwendungen schnell und flexibel zu entwickeln, bereitzustellen und zu aktualisieren.
  • Durch bedarfsgerechte Ressourcennutzung und Abrechnung können Unternehmen Kosten reduzieren und ihre Infrastruktur effizienter betreiben.
  • Cloud-native-Anwendungen sind dank verteilter Systeme und Redundanz weniger anfällig für Ausfälle.
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Was ist Native Cloud Computing? Definition und strategische Einordnung für Unternehmen

Unter Native Cloud Computing oder Cloud-native versteht man den Ansatz zur Entwicklung, Bereitstellung und zum Betrieb von Anwendungen, die originär für den Einsatz in der Cloud konzipiert sind, anstatt bestehende Systeme nachträglich dorthin zu migrieren.
Der Begriff „Cloud-native“ setzt sich aus den englischen Wörtern „cloud“ (Wolke) und „native“ (gebürtig) zusammen. Die Daten-Cloud ist demnach der „Entstehungsort“ aller Dienste und Prozesse einer Anwendung – im Gegensatz zu lokalen Umgebungen, also Servern vor Ort (On-Premises).
Ortsunabhängig, nichtlinear, skalierbar – die Prämissen des Cloud-native-Konzepts
Für die Entwicklung und Bereitstellung von Cloud-native-Diensten spielt der Ort eine untergeordnete Rolle – ein festes Rechenzentrum ist nicht nötig. Deshalb eignet sich Cloud Computing ideal, um Cloud-native-Anwendungen zu verwalten.
Ein weiteres Merkmal von Cloud-native-Anwendungen ist der zeitliche Aspekt: Entwickler:innen erschaffen Dienste und Anwendungen nicht linear wie bei herkömmlichen Programmen. Stattdessen zerlegen sie die Software in viele Komponenten, die sie getrennt voneinander entwickeln und aktualisieren. Diese Microservices fügen sich am Ende zu einer kompletten Web-Anwendung zusammen.
Der Entwicklungsprozess profitiert besonders vom Cloud-native-Konzept, da er modularer und flexibler abläuft als bei On-Premises-Lösungen. Auch Updates, Bugfixes und neue Features lassen sich integrieren, ohne die grundlegende Infrastruktur zu verändern. Deshalb stehen Änderungen an der Applikation den Auftraggeber:innen und Anwender:innen meist sehr schnell zur Verfügung.
Mehr zu den Unterschieden zwischen On-Premises- und Cloud-Lösungen erfahren Sie an anderer Stelle im V-Hub.
Vergleich zwischen Cloud-native und On-Premises
Cloud-native-Anwendungen
On-Premises-Anwendungen
zustandslos (stateless) bzw. geteilter Zustand (shared state)
zustandsbehaftet (stateful/sticky)
Betriebssystem-unabhängig
Betriebssystem-abhängig
Auf Last skalierte Größe
Überkapazität
Kollaborativ
Separiert (Silodenken)
Continuos Delivery
Projektphasen (Wasserfallmodell)
Automatische Skalierung
Manuelle Skalierung
Schneller Neustart
Langsamer Neustart
Datenspeicherung in der Cloud
Lokale Datenspeicherung

Native Cloud Applications (NCAs)

Es gibt viele verschiedene Native Cloud Applications, also Anwendungen, die speziell für Cloud-Umgebungen entwickelt wurden. Um einen Überblick über all diese Applikationen zu bekommen, hilft die interaktive Übersichtskarte („Landscape“) der Cloud Native Computing Foundation (CNCF). Sie führt auf, welche Firmen Microservices für die unterschiedlichen Teilbereiche von Native Cloud Applications anbieten.
NCAs bieten innerhalb ihrer Architektur neben flexiblen Lösungen wie Microservices und Containern die Möglichkeit, deklarative Programmiersprachen an entsprechenden Programmierschnittstellen (APIs) einzusetzen. Dabei steht die Problembeschreibung im Fokus. Die Applikation ermittelt darauf aufbauend automatisch einen Lösungsweg, während Service-Meshs den Datenaustausch zwischen den einzelnen Teilen der Applikation organisieren, vor allem zwischen den Microservices.
Eine unveränderliche (immutable) Infrastruktur beschreibt den Grundriss, auf dem eine NCA aufgebaut ist: Sie wird bei Ereignissen oder Änderungen immer wieder neu mit den benötigten Funktionen bestückt. Die Vorteile eines solchen Aufbaus liegen in der geringen Komplexität, einfachen Wartung und höheren Sicherheit.

Native Cloud Services: Die Säulen von Cloud-native-Anwendungen

Im Zentrum moderner Cloud-native-Anwendungen stehen Schlüsseltechnologien wie Containerisierung, Orchestrierung und Microservices.

Microservices

Dies sind kleine, unabhängige Dienste, die an verschiedenen Stellen in der Applikation arbeiten. Innerhalb eines größeren Domänenkontextes bringen sie jeweils eine bestimmte Geschäftsfunktion ein. Microservices können auf jeder aktuellen Entwicklungsplattform erstellt werden und sind zu einem beliebten Stil in der Architektur moderner Web-Anwendungen geworden. Beispielsweise in Online-Shops arbeiten oft einzelne Microservices wie ein Bestell-, ein Bezahlungs- und ein Kundenservice anstatt einer einzelnen monolithischen Applikation.

Container

Container bündeln Datenströme unterschiedlicher Formate zu einem einzigen. Entwickler:innen von Cloud-native-Anwendungen packen dafür Microservices in ein Container-Image. Diese Datei enthält den Code, seine Abhängigkeiten und die Laufzeitumgebung. Die Images lagern in einer Container-Registrierung, die als Bibliothek überall liegen kann: auf dem lokalen Entwicklungsrechner, im Rechenzentrum eines Unternehmens oder in der Cloud.
Programme wie Docker sorgen dabei für die intelligente Verwaltung dieser Container-Bibliotheken. Container und deren Verwaltung können zudem als Containers-as-a-Service (CaaS)
Diagramm der Elemente von Cloud-native-Anwendungen
Systeme im Cloud-native-Umfeld basieren auf den folgenden vier grundlegenden Säulen.

Automatisierung (Continuous Delivery)

Das Prinzip Infrastructure-as-Code (IaC) stellt Plattformen und Anwendungen automatisch bereit. Entwickler:innen müssen daher Cloud-Umgebungen für Microservices nicht mehr manuell konfigurieren. Updates der Microservices erfolgen kontinuierlich und sind Teil der Automatisierung. Die Auslieferung geschieht ohne Zeitverzug. Man spricht von Continuous Delivery (durchgängige Auslieferung), da Anwender:innen bei Cloud-native-Anwendungen nicht auf die Fertigstellung der gesamten Software (Monolith) warten müssen.

DevOps (Developers & Operations)

DevOps bezieht sich auf die enge Zusammenarbeit von Entwickler:innen (Developers) und Anwender:innen in Unternehmen oder bei Kunden (Operations). Ihr ständiger Austausch bei der Entwicklung von Cloud-Anwendungen stellt sicher, dass die Applikationen die Unternehmensbedürfnisse erfüllen und sich bei veränderten Bedingungen anpassen lassen. DevOps zielen darauf ab, alle Microservices von Cloud-native-Anwendungen reibungslos zu integrieren, um eine kontinuierliche Auslieferung zu gewährleisten.

Architekturprinzipien von Native-Cloud-Systemen

Cloud-native-Anwendungen transformieren statische und monolithische Software zu dynamischen und weitgehend selbststeuernden Systemen: Entwicklung, Betrieb und Skalierung greifen nahtlos ineinander. Diesem Konzept liegen folgende Prinzipien zugrunde:
1. Das Fundament: Containerisierung (Docker)
Container bilden die technische Basis von Cloud‑native-Anwendungen. Mithilfe von Docker werden Microservices samt Abhängigkeiten in portablen, isolierten Laufzeitumgebungen verpackt. Das hat verschiedene Vorteile:
  • Ein eigener Container pro Microservice
  • Einheitliche Laufzeitumgebung vom Development bis zur Produktion
  • Hohe Portabilität zwischen Cloud‑Providern und Umgebungen
Container unterstützen die lose Kopplung der Services und ermöglichen eine klare Registrierungs- und Bereitstellungsstruktur. Änderungen an einem Service wirken sich nicht auf die Gesamtanwendung aus.
2. Steuerung und Skalierung mit Kubernetes
Kubernetes übernimmt die Orchestrierung der Container und bildet das Rückgrat des Betriebs. Die Container-Verwaltung übernimmt:
  • Die automatisierte Bereitstellung und Verwaltung von Containern
  • Die horizontale Skalierung einzelner Microservices nach Bedarf
  • Service Discovery und Lastverteilung über standardisierte APIs
Kubernetes ermöglicht eine automatisierte, ereignisgesteuerte Skalierung: Anstatt die gesamte Anwendung aufzurüsten, werden gezielt einzelne Services skaliert oder aktualisiert.
3. Continuous Integration und Delivery (CI/CD)
CI/CD-Pipelines sind der Kern der strategischen Automatisierung in Cloud‑native-Architekturen, sie ermöglichen:
  • Automatisches Bauen, Testen und Ausrollen von Containern
  • Enge Verzahnung von Entwicklung (Dev) und Betrieb (Ops)
  • Schnelle Feedback-Zyklen und kontinuierliche Verbesserung
Neue Funktionen können dadurch in Echtzeit integriert und ohne Downtime ausgerollt werden. Anders als bei On‑Premises‑Systemen sind keine Wartungsfenster erforderlich.
4. Ereignisgetriebene Erweiterung durch Serverless Computing
Serverless Computing ergänzt klassische Microservices um feingranulare, ereignisbasierte Funktionen. Das hat folgende Vorteile:
  • Kein Management von Servern oder Laufzeitumgebungen
  • Abrechnung nach tatsächlicher Nutzung
  • Ideal für sporadische oder reaktive Aufgaben (z.B. Events, Trigger)
Serverless Computing fügt sich perfekt in die Cloud‑native-Philosophie ein. Die Skalierung erfolgt automatisch, und Entwickler:innen können sich ausschließlich auf Business‑Logik konzentrieren.
5. Self-Healing: Resilienz durch Automatisierung
Ein wesentliches Merkmal von Cloud‑native-Systemen ist ihre Selbstheilungsfähigkeit:
  • Kubernetes erkennt fehlerhafte Container automatisch.
  • Neustart, Ersatz oder Umschaltung erfolgt ohne manuelle Eingriffe.
  • Hohe Verfügbarkeit trotz Ausfällen einzelner Komponenten ist garantiert.
Dadurch bleibt die Applikation für Anwender:innen stabil – selbst wenn einzelne Microservices ausfallen. Fehler werden isoliert behandelt, ohne das Gesamtsystem zu beeinträchtigen.
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Vorteile von Native Cloud Computing für Ihr Unternehmen

Der Einsatz von Cloud-native-Anwendungen bietet gegenüber On-Premises-Lösungen verschiedene Vorteile:
  • Geschwindigkeit: Cloud-Anwendungen lassen sich schnell an veränderte Marktbedingungen anpassen. Updates sind ohne Verzögerung möglich.
  • Zuverlässigkeit: Bei Problemen bleiben Cloud-Anwendungen funktionsfähig. Wartungen sind ohne kompletten Systemausfall möglich.
  • Flexibilität: Funktionen und Kapazitäten lassen sich jederzeit an den Bedarf anpassen.
  • Verfügbarkeit: Mitarbeiter:innen können von überall und mit jedem Gerät auf die Anwendungen zugreifen.
  • Kosten: Statt teurer Einmallizenzen fallen moderate, anpassbare Abogebühren an.
Eine übersichtliche Zusammenfassung genereller Cloud-Vorteile finden Sie an anderer Stelle im V-Hub.
Herausforderungen und Fragestellungen
Der Einsatz von Microservices kann Herausforderungen für Unternehmen mit sich bringen. Folgende Fragen sollten Sie beantworten, bevor Sie eine Cloud-native-Architektur auf der Basis von Microservices nutzen:
  • Kommunikation: Wie interagieren Ihre Frontend-Anwendungen mit Backend-Diensten? Ist ein Gateway für Kontrolle und Sicherheit nötig? Wie kommunizieren Backend-Dienste untereinander bei hoher Last?
  • Ausfallsicherheit: Was passiert, wenn ein Dienst nicht antwortet oder ausfällt? Wie wird die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems sichergestellt?
  • Datenverwaltung: Wie greifen Sie auf Daten verschiedener Microservices zu und wie übertragen Sie diese zwischen Diensten?
  • Sicherheit: Welchen Sicherheitsanforderungen unterliegen Ihre Microservices in Bezug auf Ihre Geschäfts- und Kundendaten? Sind die Dienste in der Lage, vertrauliche Daten sicher zu speichern und zu verwalten? Entspricht der Umgang mit den Daten den Anforderungen der europäischen Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO)?
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Sicherheits-, Compliance- und Governance-Anforderungen

Bei Native Cloud Computing steigen allgemein die Anforderungen an Sicherheit, Compliance und Governance, da Anwendungen verteilt, hochdynamisch und stark automatisiert betrieben werden.
Sicherheitsanforderungen
Cloud‑native-Systeme nutzen Microservices, Container und APIs, wodurch sich die Angriffsfläche potenziell vergrößert. Deshalb sind zentrale Sicherheitsprinzipien notwendig: Identitäts‑ und Zugriffsmanagement, Netzwerksegmentierung, Verschlüsselung von Daten im Ruhezustand und bei der Übertragung sowie kontinuierliches Monitoring. Daneben sollten Sie Container‑Images regelmäßig prüfen und aktualisieren, während Plattformen wie Kubernetes Sicherheitsrichtlinien automatisiert durchsetzen (z.B. Pod Security, Network Policies). Security wird dabei „shift left“ (bereits sehr früh) in den Entwicklungsprozess integriert.
Compliance-Anforderungen
Als Unternehmen müssen Sie gesetzliche und regulatorische Vorgaben einhalten, etwa die DSGVO, ISO 27001 oder branchenspezifische Regelwerke. In Cloud‑native-Umgebungen bedeutet dies: klare Datenklassifizierung, Nachvollziehbarkeit von Zugriffen (Audit Logs) sowie die Kontrolle darüber, wo Daten gespeichert und verarbeitet werden. Automatisierung spielt eine zentrale Rolle, um Compliance‑Regeln konsistent über alle Services hinweg durchzusetzen. An anderer Stelle im V-Hub erfahren Sie mehr zu Cloud Compliance.
Governance-Anforderungen
Governance stellt sicher, dass Sie Cloud‑Ressourcen kontrolliert, effizient und regelkonform nutzen. Dazu gehören unter anderem:
  • Richtlinien für Kostenmanagement (FinOps)
  • Namens‑ und Strukturkonventionen
  • Rollenverteilung zwischen Teams
  • Vorgaben für Deployment und Betrieb
Infrastructure‑as‑Code und zentrale Richtlinienmechanismen sorgen dafür, dass Sie Standards nicht manuell, sondern automatisch einhalten.
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So bereiten Sie Ihr Business auf den Umstieg vor

Sie können bestehende On-Premises-Lösungen nicht von heute auf morgen auf Cloud-native umstellen. Bevor Sie eine Cloud-native-Entwicklung einführen, sollten Sie deshalb folgende Dinge berücksichtigen:
  • Konzeptionierung: Erstellen Sie mit Ihren Mitarbeiter:innen einen Anforderungskatalog.
  • Sicherheitskonzept prüfen: Etablieren Sie ein cloudzentriertes Sicherheitsmodell.
  • Anpassung von Anwendungen: Lösen Sie monolithische Anwendungen in Microservices auf.
  • Schulung der Beschäftigten: Die Nutzung von Cloud-Diensten kann neue Fähigkeiten erfordern. Ihr Personal benötigt unter Umständen Schulungen für die neuen Tools.
  • Kostenanalyse: Erstellen Sie ein geändertes Kostenprofil.
  • Schrittweise vorgehen: Migrieren Sie nicht alles auf einmal. Beginnen Sie mit weniger kritischen Anwendungen und sammeln Sie Erfahrungen. So können Sie Risiken minimieren.
Wenn Sie einen Wandel in der Entwicklungs- und Projektarbeit anstreben, sollten Sie jedoch nicht nur NCAs einführen. Nutzen Sie stattdessen den Cloud-native-Ansatz als grundlegendes Organisationsprinzip für Ihre Projektarbeit und -koordination.
Hier erfahren Sie mehr zur virtuellen Zusammenarbeit auf Basis von Cloud Computing.
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Unser Fazit: Native Cloud Computing macht Unternehmen flexibler und produktiver

Native Cloud Computing befähigt Sie als Unternehmen dazu, Ihre IT-Landschaft dynamischer und leichter skalierbar zu gestalten – und auf kontinuierliche Weiterentwicklung auszurichten. Durch den Einsatz von Cloud‑native-Prinzipien wie Microservices, Containerisierung, Automatisierung und DevOps entstehen Anwendungen, die nicht mehr starr und monolithisch sind. Stattdessen können Sie diese modular, ereignisgesteuert und bedarfsgerecht anpassen.
Sie können neue Funktionen ohne Downtime ausrollen und Ressourcen automatisch nach dem tatsächlichen Bedarf skalieren. Zudem beeinträchtigen Ausfälle einzelner Komponenten nicht das Gesamtsystem. Der Cloud‑native‑Ansatz fördert gleichzeitig eine engere Zusammenarbeit zwischen Entwicklung und Betrieb sowie agile Arbeitsweisen, die Prozesse transparenter und effizienter machen.
Dadurch verkürzen sich Innovationszyklen erheblich, und Sie können als Unternehmen schneller auf Marktveränderungen reagieren – dies steigert nachhaltig Ihre Produktivität. Native Cloud Computing ist damit nicht nur eine technologische Weiterentwicklung. Es ist ein zentraler Hebel für mehr Flexibilität, Wettbewerbsfähigkeit und Zukunftssicherheit in Unternehmen. Die Einführung sollten Sie jedoch auf Basis einer guten Planung und Schritt für Schritt angehen. Vodafone unterstützt Sie gerne dabei.
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Native Cloud Computing: Häufig gestellte Fragen (FAQ)

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