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Business-Virtualisierung geht in die Cloud

09.10.2014 | 11:05 Uhr |

Virtualisierung auf dem Desktop-Rechner war gestern. Virtualisierung drängt trotz berechtigter Sicherheitsbedenken in die Cloud, da sich dort Hardware- und Netzwerkressourcen schnell und kurzfristig anmieten lassen.

„Auf diesem Rack läuft Oracle, in dem alten Schrank dort ist Exchange untergebracht und da drüben, hinter den Getränkekisten steht unser eigener Gameserver.“ Ein Rundgang wie dieser durch einen Serverraum, in dem die Administratoren auf tatsächliche Server-Racks zeigen und diese genau einem Dienst zuordnen können, ist mit fortschreitender Virtualisierung von Serversystemen vorbei.

Virtualisierung und das damit mögliche Ressourcenmanagement umfasst seit seinen bescheidenen Anfängen nicht mehr nur einen einzelnen Rechner oder ein lokales Netzwerk von Servern, sondern springt beherzt in die Cloud. Dort ist dann von der eigentlichen Hardware gar nichts mehr zu sehen. Von einzelnen Servern bis hin zu ganzen Rechnernetzen liegt in der Cloud nahezu alles in Form von virtuellen Systemen vor, die im Rechenzentrum eines Dienstleisters laufen. Obwohl Virtualisierung in der Cloud zahlreichen Administratoren der alten Schule nicht geheuer sein dürfte, hält der Trend aufgrund der damit verbundenen Kostenersparnis an. In der Cloud lassen sich Ressourcen schnell und unkompliziert nach Bedarf anmieten (skalieren).

Virtuelle Systeme: Vom PC zum Server

Ab 1972 stellte IBM mit seinem System/370 erstmals einen Großrechner vor, der routinemäßig mehrere Hardware-gestützte virtuelle Maschinen mit VM/CMS als Betriebssystem starten konnte. Möglich machte dies eine separat erhältliche, virtuelle Speicherverwaltung. Mit dem Niedergang der Mainframes und dem Aufstieg des PCs wurde es zunächst lange still um das Thema Virtualisierung.

Die Hauptkonsole des IBM 370/165: Der Großrechner aus dem Jahr 1972 konnte bereits Hardware-gestützte, virtuelle Maschinen starten und nutzte dazu erstmals Virtual Memory Management.
Vergrößern Die Hauptkonsole des IBM 370/165: Der Großrechner aus dem Jahr 1972 konnte bereits Hardware-gestützte, virtuelle Maschinen starten und nutzte dazu erstmals Virtual Memory Management.
© Quelle: University of Cambridge Computer Laboratory

Ein Comeback erlebte die Technik auf PCs, um dort typische Desktop-Betriebssysteme in virtuellen Maschinen auszuführen, und dies ganz ohne aufwendige Hardware-Unterstützung, allein mit einem Software-Hypervisor. Zuerst stellte Connectix den Virtual PC 1.0 für den Mac vor. 1999 trat Vmware mit der Virtual Platform für x86-Prozessoren, aus der später Vmware Workstation werden sollte, einen Boom los, der bis heute anhält.

Denn Vmware erkannte schnell das Potenzial von Servervirtualisierung und brachte nur ein Jahr später den GSX Server 1.0 heraus, der schon eine Management Console für mehrere virtuelle Maschinen auf verteilten Servern in einem Netzwerk mitbrachte. Von da an erweiterte jeder Entwicklungsschritt von Virtualisierungsumgebungen und Managementwerkzeugen deren Einsatzfeld: Im Mittelpunkt stand dabei nicht mehr ein einzelner Host, sondern ein Netzwerk von Servern und schließlich ganze Rechenzentren. Getrieben wird diese Entwicklung bis heute von den steigenden Energiekosten sowie der Notwendigkeit von Konsolidierung: mit weniger Einsatz mehr erreichen, das Optimum aus den Systemen herausholen und brachliegende Ressourcen nutzen.

Virtualisierung: So arbeitet die Technik unter der Haube

Cloud: Leistung nach Maß für virtuelle Maschinen

Mit Cloud Computing (kurz „die Cloud“) ändert sich an den bestehenden Konzepten von Virtualisierung in Rechnernetzen nichts. Allerdings liefern Cloud-Anbieter die Möglichkeit, virtuelle Systeme in ihren Rechenzentren zu unterhalten. Der große Unterschied zu Virtual-Private-Servern, die es von Hosting-Unternehmen schon länger gibt, ist die vergleichsweise freie Einteilung von benötigter Rechenleistung und Netzwerkdurchsatz ganz nach Bedarf. Das gelingt über Management Consolen, welche als Web-App laufen und vom Kunden direkt bedient werden, damit die Wege kurz bleiben.

Die eigenen Server virtuell in fernen, fremden Rechenzentren: Amazon bietet mit EC2 (Elastic Compute Cloud) die Möglichkeit, die verfügbaren Ressourcen für virtuelle Maschinen on Demand mitzunutzen.
Vergrößern Die eigenen Server virtuell in fernen, fremden Rechenzentren: Amazon bietet mit EC2 (Elastic Compute Cloud) die Möglichkeit, die verfügbaren Ressourcen für virtuelle Maschinen on Demand mitzunutzen.
© Quelle: Amazon

Der Kunde bestellt per Klick Rechenleistung, installiert virtuelle Systeme oder fügt Ressourcen einer laufenden, virtuellen Maschine hinzu – und der Anbieter belastet dann je nach bestellter Leistung die Kreditkarte des Kunden. Dieser Service nennt sich „Infrastructure as a Service“ (IaaS). Amazon hat dieses Modell 2008 als Erster zur Marktreife gebracht. Zur Bestellabwicklung und Koordination muss Amazon sowieso eigene Rechenzentren unterhalten und bietet mit Elastic Compute Cloud (kurz: Amazon EC2) die Möglichkeit, das Rechenzentrum mitzunutzen. Die virtuellen Systeme, die unter Xen laufen, kann der Kunde mit Linux oder Windows selbst aufsetzen, und die kleinste verfügbare Rechnerinstanz für eine Maschine mit Linux kostet rund 15 Dollar pro Monat.

IP-Adressen, Load Balancing und ausgehender Netzwerk-Traffic werden pro Gigabyte abgerechnet, was die Kostenberechnung bei Amazon EC2 sehr kompliziert macht. Auf die Kritik antwortete Amazon mit einem Preisrechner , Neukunden wirbt das Unternehmen mit Micro-Instanzen an, die ein Jahr lang kostenlos sind.

Risiken: Datenschutz und Verfügbarkeit

Das Loblied auf die Cloud erklingt in diesen Tagen leiser, da der Skandal um die Spähprogramme der amerikanischen und britischen Geheimdienste dem Cloud-Boom einen empfindlichen Dämpfer verpasst hat. Es kommen Zweifel auf, ob es eine gute Idee ist, vertrauliche Daten in der Cloud zu speichern. Für Service-Anbieter in Deutschland wie QSC, Lufthansa Systems Cloud-Lounge und Nionex, die ein hiesiges Rechenzentrum haben, sowie Verträgen nach deutschem Recht, eröffnet sich durch diese Zweifel jedoch eine Chance. Ein anderes Problem ist die Anbindung an die Cloud: Hundert Prozent Uptime gibt es auch hier nicht. Und große Rechenzentren sind ebenfalls nicht immun gegen Ausfälle. So legte 2011 ein Blitzschlag im Amazon-Rechenzentrum in Irland Teile der EC2-Dienste für mehrere Stunden lahm. Ausgerechnet am 24. Dezember 2012 war ein Amazon-Rechenzentrum im Nordosten der USA von einem Programmierfehler betroffen und sogar Großkunden wie Netflix gingen in der Folge einen halben Tag offline.

Glossar IaaS, PaaS, SaaS

Die Service-Modelle von Cloud-Anbietern, die größtenteils auf Virtualisierung beruhen, sind in drei Ebenen unterteilt.
Vergrößern Die Service-Modelle von Cloud-Anbietern, die größtenteils auf Virtualisierung beruhen, sind in drei Ebenen unterteilt.

Kaum ein IT-Hype kommt ohne seinen eigenen Zoo an höchst eigenwilligen Abkürzungen aus. Die Service-Modelle von Cloud-Anbietern, die größtenteils auf Virtualisierung beruhen, sind in drei Ebenen unterteilt.

Infrastructure as a Service (IaaS): Der Kunde bekommt nur grundlegende Ressourcen, wie beispielsweise Rechenleistung, Speicher und Netzwerkkapazitäten im Rechenzentrum des Anbieters zur Verfügung gestellt. Was darauf läuft, kontrolliert der Kunde. Auf die tatsächliche Hardware im Rechenzentrum hat er allerdings keinen Einfluss. Die Abkürzung IaaS wird oft synonym mit Cloud-Virtualisierung verwendet.

Platform as a Service (PaaS): Anstatt sich mit der Infrastruktur von Betriebssystemen und Netzwerken abzugeben, kümmert sich der Kunde bei PaaS nur um seine Anwendungen. Der Cloud-Anbieter stellt dafür auf seinen fertig eingerichteten, virtuellen Systemen ein Set an Entwicklungswerkzeugen bereit. Die Entwicklungsumgebungen sind meist Java, Python, Ruby oder Node.js.

Software as a Service (SaaS): Der Cloud-Anbieter erlaubt dem Kunden den Zugriff auf eigene Anwendungen und gibt ihm lediglich die Kontrolle über die gespeicherten Daten und einige Einstellungen. SaaS verwendet heute im Alltag fast jeder: So fallen Webmailer wie Google Mail, GMX oder Web.de beispielsweise in diese Kategorie, da sie Funktionen eines Mailprogramms als Web-App abbilden.

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