Cloud Computing Grundlagen

1 Technische Grundlagen
    Die wichtigsten Grundlagen von Cloud Computing sind bereits seit Jahren verfügbare und etablierte Technologien. Die ständige Verbesserung dieser Technologien, etwa der Virtualisierung, haben viele in der Cloud verwendete Elemente erst ermöglicht. In diesem Kapitel werden die wichtigsten technischen Grundlagen für Cloud Computing erläutert. Im Normalfall muss man sich mit diesen Elementen jedoch nicht explizit beschäftigen, wenn man Cloud-Computing-basierte Anwendungen erstellt. Viele Hersteller bieten bereits eine abstrakte Plattform mit Funktionen wie Skalierung, Virtualisierung oder Ausfallsicherheit an. Damit die Funktionsweise von Cloud Computing jedoch gänzlich verstanden wird, ist es unerlässlich, sich mit den elementaren Technologien, die Cloud Computing erst ermöglichen, zu befassen.
    1.1Datacenter Design
    Moderne Datacenter sind unerlässlich für funktionierende Cloud-Computing-Anwendungen. Diese Datacenter wurden von den Herstellern und Verbrauchern ständig weiterentwickelt und automatisiert. Cloud Computing hat das Potenzial, das Design von Rechenzentren nachhaltig zu beeinflussen. Derzeit kaufen viele kleine Unternehmen Server für deren In-house-Betrieb. Somit besteht auf Käuferseite ein „Polypol“. Ein Polypol ist das Gegenteil von einem Monopol: Es gibt eine sehr große Anzahl an Kunden. Da immer mehr Dienstleistungen ausgelagert werden, kann sich hier der Markt zu einem Oligopol ändern. Ein Oligopol auf der Käuferseite bedeutet, dass es zwar einige Käufer gibt, diese jedoch nicht mehr als Millionen kleiner Kunden auftreten. Es gibt wesentlich weniger Käufer, die jedoch sehr große Mengen einkaufen. Damit entsteht auf der Anbieterseite ein erhöhter Preisdruck. Ein Unternehmen, das Zehntausende Server einkaufen will, hat logischerweise eine wesentlich größere Verhandlungsmacht als viele individuelle kleine Kunden. Somit entsteht auch eine wesentlich höhere Standardisierung von Rechenzentren.
    Eine sehr interessante Bauweise für Rechenzentren ist jene der Containerbauweise. Hierbei werden Container mit Hardware und Stromanschlüssen nebeneinander aufgestellt. Das erlaubt nicht nur eine modulare Bauweise, sondern bietet auch große Flexibilität im Standort. Sollte ein Standort, aus welchen Gründen auch immer, unbrauchbar sein, kann man die Container einfacher versenden und an anderen Orten wieder neu aufstellen. Der Vorteil von Containern ist auch eine standardisierte Bauweise, da es für den Betreiber eines Rechenzentrums nur noch notwendig ist, sie an eine Stromversorgung anzuschließen.
    Einer der großen Cloud-Computing-Anbieter, Microsoft, hat sein Datacenter Design sehr ausführlich erklärt. Hierbei wird von einem Datacenter der vierten Generation gesprochen, das ein sehr stark modularisiertes Design hat. Konkret bedeutet dies, dass vor allem Container für die einzelnen Module eingesetzt werden. Das neue Design wird folgendermaßen beschrieben „A highly modular, scalable, efficient, just-in-time data center capacity program that can be delivered anywhere in the world very quickly and cheaply, while allowing for continued growth as required”. Das fokussiert stark auf Cloud-Computing-Anwendungen, da hier vor allem Flexibilität und Skalierung notwendig sind. Natürlich soll es auch noch kostengünstig sein.
    1.2Virtualisierung
    Eine wichtige Technik für Cloud-Computing-Umgebungen ist die Virtualisierung, sie ist vor allem auf Hardwareebene unerlässlich. Kurz gesagt erlaubt es die Virtualisierung, ein Betriebssystem in einem anderen laufen zu lassen. Somit kann man zum Beispiel Windows als virtualisiertes Betriebssystem unter Linux als natives Betriebssystem laufen lassen. Durch Virtualisierung täuscht man dem virtualisierten Betriebssystem vor, dass es auf einer realen Hardware läuft. Hierbei können gängige Virtualisierungslösungen Betriebssystemaufrufe auf die Hardware durchtunneln. Der Nutzen von Virtualisierung ist nun, dass man ganze Instanzen von konfigurierten Installationen einfach replizieren kann. Eine Ausprägung dessen könnte es sein, dass man ein Serverbetriebssystem einige Tage richtig konfiguriert und gewisse Dienste wie Webserver und SQL Server aufsetzt. Da diese Konfigurationen in großen Unternehmen oft vorkommen, kann man mithilfe von Virtualisierung die Installation kopieren und auf beliebig vielen Rechnern ausführen, ohne dies neu konfigurieren zu müssen. Ähnlich verhält es sich bei dem Austausch von virtuellen