I  Inhaltsverzeichnis  

I  Inhaltsverzeichnis  

I  Inhaltsverzeichnis  

II  Abkürzungsverzeichnis  

III  Abbildungsverzeichnis  

IV  Tabellenverzeichnis  

1  Einführung  1

1.1  Aufbau der Arbeit  2

1.2  Vorgehensweise, Methodik  2

2  Was ist Cloud Computing?  3

2.1  Eigenschaften und Merkmale  4

2.1.1  Standardisierte Multi-Tenant-Dienstleistungen  4

2.1.2  Ergebnisorientierte IT-Leistung  4

2.1.3  Massive Skalierbarkeit  5

2.1.4  Transaktionsbezogene Abrechnung  6

2.1.5  On-Demand  7

2.1.6  Netzwerk-zentrierter, globaler und universaler Zugang  7

2.2  Vorteile von Cloud Computing  7

2.3  Historische Entwicklung  11

2.3.1  Outsourcing  12

2.3.2  Hosting  13

2.3.3  ASP  13

2.3.4  Grid Computing  14

2.3.5  Utility Computing  15

2.3.6  Cloud-Entstehung.  16

3  Basistechnologien  19

3.1  Hardware  19

3.1.1  Client  19

3.1.2  Rechenzentrum  20

3.2  Serviceorientierte Architekturen  22

3.2.1  Web Services  24

3.2.2  Beispiel SOA und Web Services  25

3.3  Virtualisierung  27

4  Architektur und Typologien  31

4.1  Software as a Service  32

4.2  Platform as a Service  33

4.3  Infrastructure as a Service  35

4.4  Human as a Service  36

4.5  Cloud-Typologien  39

5  Cloud-Anwendungen in der Praxis  42

5.1  Anwendungsmöglichkeiten  43

5.2  Cloud Computing und E-Business  45

5.3  Praxisbeispiele  46

5.3.1  Salesforce.com.  46

5.3.2  Praxisbeispiel: W.C. Heraeus  47

5.3.3  Microsoft Azure  49

5.3.4  Fallbeispiel Advanced Telemetry.  50

5.3.5  Amazon EC2  51

4

5.3.6  Fallbeispiel Zoopla.co.uk  53

6  Supply Chain Management mit Cloud Computing  54

6.1  Theoretische Überlegungen  54

6.2  Praxisbeispiel SupplyOn  56

6.3  Kollaborationsdienste.  59

7  Anforderungen der Unternehmen  60

7.1  Sicherheit  60

7.1.1  Cloud Computing-Bedrohungen  61

7.1.2  Chance: Erhöhte Sicherheit durch Zentralisierung?  64

7.2  Rechtliche Rahmenbedingungen  65

7.2.1  Datenschutz  66

7.2.2  SLA  70

7.3  Cloud Management  72

7.4  Technische Leistungsanforderungen  73

7.5  Preismodelle  75

7.6  Standardisierung und Integration  77

8  Cloud-Einführung  80

8.1  Planung  81

8.2  Analyse  81

8.3  Test  82

8.4  Auswahl der Zielplattform und Vertragsgestaltung  82

8.5  Migration  83

9  Ökonomische Betrachtung  85

9.1  Auslastung  88

9.2  Datentransfer  90

9.3  Fazit  91

10  Schlussbetrachtung  93

10.1  Studien  93

10.2  Chancen  94

10.3  Risiken  95

10.4  Fazit und Ausblick  95

V  Literaturverzeichnis  

5

II Abkürzungsverzeichnis

III  Abbildungsverzeichnis  

III  Abbildungsverzeichnis  

Abb.1  Cloud Computing VS. Traditionelle IT-Bereitstellung  1

Abb.2  Meilensteine der Internet-Technologien  11

Abb.3  Vorläufertechnologien  12

Abb.4  Google Trend  18

Abb.5  Datenaustausch  19

Abb.6  Dienstorientiertes Architektur- Grundmodell  23

Abb.7  Web Services-Dreieck  25

Abb.8  Kundenbestellungsprozess mit Hilfe von SOA und Web Services  26

Abb.9  Architekturmodell  31

Abb.10  Cloud-Landkarte  38

Abb.11  Cloud Arten  39

Abb.12  Anbieteranalyse  43

Abb.13  IT-Architektur mit Hilfe von Cloud Computing  45

Abb.14  CRM- Ablösung durch Salesforce.com  48

Abb.15  SaaS-Kollaboration mit SupplyOn  58

Abb.16  Verfügbarkeit Salesforce  71

Abb.17  Zielkonflikt: Standardisierung - Individualisierung  79

Abb.18  Auslastungssituationen  88

Abb.19  Umsatzentwicklung von Cloud Computing in Westeuropa  94

IV  Tabellenverzeichnis  

Tabelle 1  Outsourcing vs. Cloud Computing  12

Tabelle 2  Anwendungsmöglichkeiten  44

Tabelle 3  Vor- und Nachteile Salesforce.com  47

Tabelle 4  Vor- und Nachteile von Microsoft Azure Platform  50

Tabelle 5  Vor- und Nachteile Amazon Web Services  52

Tabelle 6  Aufbau SLA  71

Tabelle 7  Latenzzeiten  74

Tabelle 8  Abrechnungsmodelle  76

Tabelle 9  TCO Framework  92

7

1 Einführung

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem neuartigen Konzept des Cloud Computing und mit der Frage, wie dieses für das E-Business eingesetzt werden kann. Unter E-Business versteht man die Abfolge aller elektronisch und automatisiert abgewickelten Geschäftsabläufe. Um solche elektronischen Geschäftsprozesse durchzuführen, benötigen die Unternehmen eine IT-Infrastruktur. Diese stellt das Fundament dar, auf dem dann die verschiedensten elektronischen Geschäftsanwendungen betrieben werden können. War es bisher erforderlich, diese Infrastruktur in Form von Hardware und Software zu kaufen, wurde in den letzten Jahren ein neuer Pfad beschritten. Das kommt einem Paradigmenwechsel gleich. Die Rede ist von Cloud Computing. Das Konzept steht für die revolutionäre Idee, die benötigte IT einfach von einem Anbieter anzumieten.

Dadurch ist es möglich, eine komplette IT-Infrastruktur fremd zu beziehen. Alternativ werden von den Anbietern auch einzelne Geschäftsanwendungen angeboten. Abbildung 1 zeigt den kontroversen Vergleich zwischen dem Konzept des Cloud Computing und der traditionellen IT-Bereitstellung. Eine Unternehmens-IT-Architektur besteht aus zahlreichen Bausteinen, die miteinander in Beziehung stehen. Die folgende Abbildung (s. Abb.1) macht diese Komplexität deutlich.

Abb.1 Cloud Computing VS. Traditionelle IT-Bereitstellung

1

1.1 Aufbau der Arbeit

Die vorliegende Arbeit ist in zwei Teile gegliedert. Die Kapitel 1-4 stellen die Grundlagen dar, während der Praxisbezug in den Abschnitten 5-10 erörtert wird. Zu Beginn der Arbeit wird der Leser an die Thematik herangeführt. Dieser Teil umfasst die Begriffsdefinitionen, die Entwicklungsgeschichte und welche Basistechnologien eine Rolle spielen. Anschließend werden die wesentlichen Cloud-Konzepte und die Cloud-Typologien vorgestellt. Der nachfolgende Teil umfasst die praxisrelevanten Themen. Welche Anwendungen werden bereits erfolgreich in der Praxis umgesetzt? Welche Fragen sind aus Unternehmenssicht wichtig? Wie kann man Cloud Computing einführen und was ist dabei zu beachten? Eine ökonomische Kostenbetrachtung soll den monetären Nutzen von Cloud Computing aufgezeigt. Den Abschluss der Arbeit bildet ein Ausblick über die zukünftige Entwicklung von Cloud Computing.

1.2 Vorgehensweise, Methodik

Cloud Computing steht erst am Anfang seiner Entwicklung, und als Wissenschaftsgebiet ist es noch relativ überschaubar. Speziell die Grundlagen werden noch sehr unterschiedlich definiert und der Aufbau der wenigen Fachbücher unterscheidet sich zum Teil deutlich. Eine intensive Sichtung von aktuellen Fachquellen soll aus diesem Gemisch meine Interpretation des Themas ergeben. Das beinhaltet die Auswahl an aktuellen Zeitschriften und eine Verdichtung der Expertenmeinungen, um daraus eine klare und auch für Einsteiger verständliche Darstellung zu gewinnen. Durch die Aktualität des Themas und aufgrund des großen öffentlichen Interesses, besitzt das Thema aber auch eine hohe Schnelllebigkeit. So wurden nach Anschluss dieser Arbeit neue interessante Ansätze in den Medien angesprochen, denen aus zeitlichen Gründen leider keine Beachtung mehr geschenkt werden kann.

Auch wenn Unternehmen oder Verbände häufig eigene Interessen verfolgen, eignen sich deren Whitepaper sehr gut, bestimmten Ideen nachzugehen. Weitere interessante Informationen oder Hinweise können aus Blogs gewonnen werden. Deren Ersteller sind meist Experten und besitzen eine besondere Affinität in Bezug auf Internettechnologien. Die Arbeit soll dem Leser einen ersten komprimierten Eindruck über das Thema geben. Auf komplizierte Technische Anleitungen und Detail-Erläuterungen wird in dieser Arbeit weitestgehend verzichtet.

2

2 Was ist Cloud Computing?

Cloud Computing (z. Dt. sinngemäß etwa die „Rechnende Wolke“) steht metamorphorisch für eine IT-Wolke ¹ , die sich aus bestimmten Technologien zusammensetzt. Somit ist das Cloud Computing nicht als eigenständige Technologie zu betrachten, sondern vielmehr als eine Kombination aus bereits mehreren bestehenden Lösungen. Der Grundgedanke besteht darin, Informationstechnologien in Echtzeit über die Infrastruktur von Netzwerken zu beziehen. Selbst die Leistung physikalischer Hardware (z.B. Datenspeicher, Arbeitsspeicher) kann sich zunutze gemacht und auf Abruf bestellt werden. Damit wird Cloud Computing zu einem IT-Bezugsmodell. Zusätzlich erlaubt das Cloud Computing den Betrieb von vollständigen und komplexen Geschäftsprozessen. 2

IT-Anwendungen, gar komplette IT-Infrastrukturen sollen ähnlich dem Verbrauchsgut Strom zu einem Utility Grid werden, welches sich nutzungsvariabel von einem Provider beziehen lässt. Software und Hardware werden dadurch zu einem Mietgegenstand. Man zahlt nur für die Leistung, die man tatsächlich in Anspruch nimmt. Um das komplexe Grundkonzept des Cloud Computing genauer verstehen zu können, müssen zuerst die Basismerkmale und Eigenschaften exakt definiert werden. Die Komplexität des Cloud Computing-Modells wird besonders dadurch deutlich, dass sich bis heute keine einheitliche und standardisierte Definition durchsetzen konnte. So sehen beispielsweise die Experten von Forrester Research im Cloud Computing „einen Pool aus abstrahierter, virtualisierter und hochskalierbarer IT-Infrastruktur, die in beliebiger Größenordnung bezogen und nach Verbrauch abgerechnet wird“. Gartner formuliert den Begriff etwas abstrakter und beschreibt Cloud Computing als „skalierbare IT-Services, die über das Internet für eine potenziell große Zahl externer Kunden bereitgestellt werden“. 3

Die zahlreichen Definitionsversuche des Cloud Computing Journals machen die unterschiedlichen Auslegungen und die Vielzahl von verschiedenen Interpretationen besonders deutlich. 4

Repräsentativ dafür mag die folgende Definition stehen:

¹ Das Symbol der Wolke wird schon seit längerer Zeit für Netzwerk Diagramme benutzt. Es stellt eine „Black Box“ dar, in der nur die äußeren Schnittstellen bekannt sind. Die internen Abläufe und Bearbeitungsprozesse sind für die Nutzer aber nicht ersichtlich. Der Grad der Komplexität bleibt verborgen. Sinngemäß aus RHOTON,J (2009), S.8.

² Vgl. SEMPERT, F.

³ Vgl. ERIKSDOTTER (2008)

⁴ Vgl. CLOUD COMPUTING JOURNAL (2008)

3

„Unter Ausnutzung virtualisierter Rechen- und Speicherressourcen und moderner Web-Technologien stellt Cloud Computing skalierbare, netzwerk-zentrierte, abstrahierte IT-Infrastrukturen, Plattformen und Anwendungen als On-Demand-Dienste zur Verfügung. Die Abrechnung dieser Dienste erfolgt nutzungsabhängig.“ 5

2.1 Eigenschaften und Merkmale

Um die Fülle an Definitionen gewichten zu können, soll der Versuch unternommen werden, einzelne Merkmale und Funktionen genauer zu betrachten, um deren wesentliche Eigenschaften herauszufiltern. Zuerst werden die Leistungsmerkmale angesprochen. 6

Es lassen sich sechs primäre Cloud-Eigenschaften definieren, welche im Folgenden dargestellt werden.

2.1.1 Standardisierte Multi-Tenant-Dienstleistungen

Die Grundleistung, die ein Cloud-Anwender von einem Anbieter bezieht, ist stark standardisiert und für jeden Anwender erst einmal gleich. Da eine Anwendung für eine Vielzahl von Nutzern ausgelegt ist, kann der Anbieter Skaleneffekte erzielen und seine Leitungen günstiger zur Verfügung stellen. ⁷ Man spricht hierbei auch von dem Multi-Tenant-Ansatz oder dem One-to-Many-Ansatz. Dadurch wird der Grad der Leistungsindividualisierung eingeschränkt, kann aber durch benutzerspezifische Anpassungen in den Anwendungen selber wieder erhöht werden. Obwohl die Cloud-Leistungen sehr unterschiedlich ausfallen können, erhöhen einheitliche Schnittstellen die Interoperabilität zwischen den verschiedenen Diensten. ⁸ Das spielt besonders bei komplexeren Geschäftsprozessen eine wichtige Rolle, um Geschäftsanwendungen flexibel einzubinden.

2.1.2 Ergebnisorientierte IT-Leistung

Ohne einen hohen Aufwand zu betreiben, nimmt der Kunde nur das Ergebnis des Cloud-Computing-Services in Anspruch. 9

⁵ Zt. BAUN, C. ET AL. (2010), S.4

⁶ Das häufig genannte Merkmal der Virtualisierung wird wegen seiner technischen Komplexität im Kapitel „Basistechnologien“ ausführlicher dargestellt.

⁷ Vgl. GROHMANN, W. (2007), S.18

⁸ Vgl. RHOTON, J. (2009), S.9

⁹ Vgl. GÜNTHER, L. (2010), S. 237

4

So kann beispielsweise der Ressourcenaufwand erheblich minimiert werden, da typische Vorgänge, die im Zusammenhang mit traditionellen IT-Prozessen stehen, stark reduziert werden. Aufwändige Prozesse wie Consulting, Installationen oder Anpassungen können vermieden werden. Probleme, die im Zusammenhang mit Implementierungen stehen, werden verringert. Es müssen keine zusätzlichen technischen Komponenten (Software, Hardware) beschafft werden. 10

Dadurch entsteht eine neue Form von einfach zu nutzenden IT-Architekturen, die die Wertschöpfung der IT-Prozesse erhöhen kann.

Es handelt sich bei den Cloud Computing-Leistungen um eine Form von Dienstleistung. Diese besitzen die Eigenschaften der Intangibilität. Der Kunde kann die Leistung vorher nicht testen. Da der Kunde den Service nur über das Ergebnis definieren und bewerten kann, muss dieser im Vorfeld exakt festgelegt sein. Die Leistungsbeschaffenheit wird mittels Service Level Agreements (SLA) [s. Kapitel 7.2.2] definiert. Diese werden zwischen dem Anbieter und Anwender vor der Leistungsinanspruchnahme vereinbart.

2.1.3 Massive Skalierbarkeit

Die Skalierbarkeit ¹¹ von IT-Ressourcen ¹² ist ein wesentliches Merkmal des Cloud Computings. Hierdurch können ganze IT-Ressourcen (z.B. Datenspeicher, Rechenleistung) zeitnah und dynamisch an den tatsächlichen Nutzungsgrad des Anwenders angepasst werden.

Diese IT-Ressourcen-Disposition erfolgt je Auslastungssituation nach oben oder unten; ganz an die Bedürfnisse des Kunden angepasst. ¹³ Hierbei spricht man auch von Elastizität. 14

Hat ein Kunde beispielsweise einen zeitkritischen Auftrag, der viel Rechenleistung benötigt (z.B. Digitale Archivierung - Dokumentenmanagement), kann er sich von einem Cloud-Anbieter zusätzliche Rechenleistung anmieten. Durch diese Auslagerung extremer rechenaufwändiger Funktionen, kann der Nutzer seinen Aufwand minimieren und

¹⁰ Vgl. ZEITLER, N. [A] (2008)

¹¹ „Übertragen auf verteilte Architekturen bedeutet der Begriff der Skalierbarkeit die Möglichkeit, ein System im laufenden Betrieb zu erweitern, auszubauen beziehungsweise unter Umständen auch zu verkleinern, also zu skalieren. Vgl. MELZER, I. ET AL (2010), S.174ff. aus [You96]:“The ability to retain performance levels when adding additional processor“.

¹² IT-Ressourcen = Alle Formen von Hard-, Software eines Unternehmens.

¹³ Vgl. BITKOM-LEITFADEN (2010), S.50

¹⁴ Vgl. RHOTON, J. (2009), S.9

5

gleichzeitig den Nutzen erhöhen. ¹⁵ Theoretisch ist es möglich, dass dem Nutzer binnen weniger Minuten die Rechenkraft von mehreren tausend Rechnern zu Verfügung gestellt wird. Hierdurch eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten, wie z.B. Data Mining-Prozesse für KMUs. 16

Die Nützlichkeit dieser Eigenschaft beruht darauf, dass Unternehmen Schwierigkeiten haben, die Auslastung von Servern im Vorfeld exakt zu prognostizieren. Daher sollte es stets ein angestrebtes Ziel sein, diese Server-Über- und Unterauslastungen zu vermeiden ¹⁷ .

Das kann mit Hilfe der Cloud-Lösungen realisiert werden, da sich hier die Kapazitäten nur dem tatsächlichen Bedarf anpassen. Die theoretisch grenzenlose Skalierbarkeit muss sich aber im Rahmen der Kapazitäten des Rechenzentrums des Providers bewegen. 18

Es ist anzumerken, dass nicht jede Cloud Computing-Leistung skaliert werden muss, da es in der Cloud auch die Möglichkeit gibt, simple Applikationen zu beziehen (SaaS).

2.1.4 Transaktionsbezogene Abrechnung

Die Abrechnung lehnt sich an das Prinzip des Utility Computing (z. Dt. etwa verbrauchsabhängiges Rechnen) an. ¹⁹ Da die Leistung dem Nutzer proportionsgerecht angeboten wird, ist es möglich, auch die Zahlung transaktionsbedingt erfolgen zu lassen. Das bedeutet, dass der Nutzer nur für die tatsächlich erhaltene Leistung zahlt. Diese Eigenschaft ist ein entscheidendes Merkmal, mit der die Cloud-Anbieter um potentielle Kunden werben.

In diesem Kontext lässt sich der Begriff „pay-per-use“ definieren, der die Kosten in Abhängigkeit der tatsächlichen Leistung setzt. ²⁰ Die Abrechnungseinheiten und Abrechnungsmethoden können hierbei vielfältiger Natur sein [s. Kapitel 7.5].

¹⁵ Beispiel: Die Washington Post nutzte 200 EC2 Einheiten (1.407 Stunden Serverleistung) um 17.481 Seiten von Hillary Clinton`s Terminplan für die Online-Ausgabe zu digitalisieren. Hierfür wurden nur 9 Stunden Arbeitszeit benötigt. Vgl. [online], Washington Post Case Study: Amazon Web Services URL:www.aws.amazon.com/solutions/case-studies/washington-post/. In ARMBRUST, M. ET AL. (2009), S.7

¹⁶ Vgl. MICROSOFT - CASE STUDIES (2009)

¹⁷ Überlastung = zu hohe Kosten; Unterauslastung = mangelnde Leistungsfähigkeit

¹⁸ Vgl. GÜNTHER, L. (2010), S. 238

¹⁹ Vgl. CLOUDUSER - EXPERT, [C]

²⁰ Vgl. GÜNTHER, L. (2010), S. 238

6

2.1.5 On-Demand

On-Demand bedeutet so viel wie „Auf Abruf“. Damit wird der zeitnahe Zugriff auf die Leistung beschrieben. Die benötigte Leistung wird in dem Moment geliefert, in dem sie tatsächlich benötigt wird. Der Anwender kann dadurch auf lange Lieferzeiten, wie beispielsweise bei Hardware (Festplatten, Rechner etc.), verzichten. Auch der Zugriff auf die Daten erfolgt stets in Echtzeit. Es wird immer auf einen aktuellen Datensatz zurückgegriffen. So können Geschäftsreisende stets Anwendungen mit aktuellen Inhalten nutzen. Mittlerweile ist dieser Begriff durch das aktuellere Schlagwort „as a Service“ ersetzt worden.

2.1.6 Netzwerk-zentrierter, globaler und universaler Zugang

Der Cloud Computing-Anbieter verwaltet seine IT-Ressourcen zentral. Dies geschieht in Form von Rechenzentren, die zum Teil über den gesamten Globus verteilt sind. Die Cloud-Leistungen werden aus diesen Rechenzentren bezogen. Der Zugriff erfolgt über das Internet. Durch die weitreichende Vernetzung des Internets (Infrastrukturnutzung) kann von jedem Ort aus auf diese Rechenzentren zugegriffen werden. ²¹ In der internen Unternehmensform, der Private Cloud, wird das Intranet als Kommunikationsnetzwerk genutzt.

Neben dem Vorteil dieser weltweiten Verfügbarkeit ergeben sich dadurch auch neue Anforderungen an die Unternehmen. Da der Dienst die physischen und virtuellen Grenzen der Unternehmung verlässt, ergeben sich neue Sicherheitsanforderungen an die Unternehmen. (z.B. müssen Unternehmens-Firewalls überwunden werden). ²² Auch müssen andere Identifikationssysteme und Authentifizierungsregeln eingerichtet werden, um vor fremden Zugriffen zu schützen [s. Kapitel 7]. Der Zugang erfolgt meist über einen Internet Browser, der die Verbindung zum Internet herstellt ²³ und als Schnittstelle zwischen Client und Anwendung fungiert.

2.2 Vorteile von Cloud Computing

Durch Cloud Computing ergeben sich verschiedene Vorteile.

²¹ Vgl. RHOTON, J. (2009), S.9

²² Vgl. RHOTON, J. (2009), S.9

²³ Vgl. GÜNTHER, L. (2010), S. 237

7

Niedrigere IT-Gesamtkosten

Ausgehend von Massendegressionseffekten bei den Anbietern, können diese ihre Kos-tenvorteile an den Anwender weitergeben. ²⁴ Das Leistungsangebot ist günstiger als lokal ausgeführte IT. Es wird eine Substitution von Fixkosten zu variablen Kosten erreicht. Unternehmen müssen nicht in teure Software, Hardware oder gar ein eigenes Rechenzentrum investieren, sondern können die vorhandenen IT-Strukturen und das Know-How der großen Anbieter nutzen. Desweiteren entfallen Kosten für Software-Lizenzen, die häufig je Arbeitsplatz berechnet werden. Auch teure Instandhaltungskosten müssen nicht berücksichtigt werden [s. Kapitel 9].

Verringertes Risiko von Fehlinvestitionen

Da Cloud Computing ein Mietmodell ist und man keine Hardware oder Software kaufen muss, minimiert sich auch das Risiko von Fehlinvestitionen. IT, die infolge falscher Planung bezogen wird, kann einfacher wieder abgestoßen werden. Zuzüglich können Leistungen im Vorfeld getestet werden, dadurch kann ein potentielles Risiko weiter eingedämmt werden. 25

Bessere Kalkulierbarkeit

In Bedarfsspitzenzeiten wird schnell zusätzliche Kapazität herangezogen, während bei einer Unterauslastung keine IT-Ressourcen unnötig verschwendet werden. ²⁶ Dadurch wird auch der Nachteil einer auf psychologischen Tatbeständen beruhenden Fehlprognose von benötigten Datenvolumen minimiert. Durch die Skalierbarkeit kann exakt die Menge an Ressourcen bezogen werden, die tatsächlich benötigt wird. Beispielsweise können saisonale Schwankungen besser berücksichtigt werden. Größenmäßig falsch ausgelegte Rechenzentren gehören der Vergangenheit an.

Konzentration auf die Kernkompetenzen

Unternehmen streben nach IT-Lösungen, die es ermöglichen, sich voll auf das Kerngeschäft zu konzentrieren. ²⁷ Dabei soll die IT die Geschäftsprozesse unterstützen und die Geschäftslogik abbilden. Eine starre IT-Architektur macht es für Unternehmen schwierig, die Geschäftsprozesse wunschgemäß durchzuführen. Cloud Computing-Lösungen lassen Unternehmen dagegen sehr flexibel auf Umweltänderungen reagieren. In au- ²⁴ Vgl. HERMANN,W. (2009)

²⁵ Vgl. SIRTL, H. (2010), S.311

²⁶ Vgl. HERRMANN, W. (2009), S.14

²⁷ Vgl. SCHULTE, W. (2009) S. 31

8

ßerplanmäßigen Situationen können die IT-Infrastruktur oder spezielle Geschäftsanwendungen schneller angepasst werden. Desweiteren kümmern sich Spezialisten des Providers um zusätzliche administrative Aufgaben, wie z.B. Wartung. Für das nutzende Unternehmen lässt sich ein indirekter Know-How-Gewinn erzielen. Die Mitarbeiter können sich mehr auf das operative Geschäft konzentrieren.

Kürzere Einführungszeiten

Darüber hinaus kann bei speziellen Geschäftsanwendungen der Funktionsumfang schneller angepasst werden, indem die benötigten „Features“ On-Demand geliefert werden. Das führt zu einer drastischen Verkürzung der Anpassungs- und Einrichtungszeiten. Traditionelle IT-Lösungen besitzen hier einen deutlich höheren Wartungs- und Implementierungsaufwand. ²⁸ Die Cloud-Lösungen sind besonders für junge und Startup-Unternehmen höchst interessant. Hier kann sehr schnell eine IT- und Ressourceninfrastruktur ähnlich der eines großen Unternehmens erschaffen werden, ohne ein hohes Startkapital aufbringen zu müssen. Die Umsetzung von innovativen Ideen in die Realität kann mit einer schneller bereitgestellten technischen Infrastruktur effizienter realisiert werden. So können insbesondere Entwicklungsphasen zügiger gestaltet werden, da keine bei Investitionsprojekten typischen zeitaufwendigen Budgetprüfungen oder Genehmigungen durchgeführt werden müssen.

IT-Konsolidierung

Das Konzept führt zu einer schlanken IT. Die Hardware und Software findet sich gebündelt in den Rechenzentren der Provider wieder. Die lokal betriebenen Rechner werden auf das Wesentliche reduziert (z.B. ein Thin-Client [s. Kapitel 3.1.1]). Komplexe und je Unternehmen spezifische Programmierungen von Software Codes entfallen.

Datenverfügbarkeit

Die Dienste sind rund um die Uhr verfügbar und das von jedem Ort weltweit. Das kann besonders für Außendienstmitarbeiter von Vorteil sein, da keine Abhängigkeiten mehr zu fest installierter Hardware bestehen. Zusätzlich wird auch die Nutzung von Home Office-Lösungen begünstigt. 29

²⁸ Vgl. BITKOM-LEITFADEN (2010), S.66

²⁹ Vgl. SEMPERT; F.

9

Bessere globale Zusammenarbeit durch Web Collaboration

Über die Infrastruktur des Internets ist es möglich, dass mehrere Personen zur selben Zeit an den gleichen Daten arbeiten können (Echtzeit-Bearbeitung). ³⁰ Die Bearbeitung von Projekten, an denen verschiedene Personen regional verteilt arbeiten, kann durch diese effektivere Form der Zusammenarbeit erhöht werden.

Kein Verlust von IT-Know-How bei Mitarbeiterfluktuationen

Unternehmens-Software kann von unterschiedlichen Mitarbeitern unterschiedlich interpretiert werden. Programmierer können bevorzugte Programmiersprachen oder spezifische Lösungskompetenzen besitzen. Dadurch können sich Programmcodes in Unternehmen häufig unterscheiden. Wenn einer dieser Programmierer das Unternehmen verlässt, kann es schwierig werden, diesen Kompetenzverlust aufzufangen. Beim Cloud Computing wird fertige Software mit einem standardisierten Quellcode bezogen. . Bessere Leistungen

Bei vergleichbaren Kosten bieten die Cloud-Leistungen höhere Service-Levels als die hausinterne IT. Hier kann besonders vom Know-How der Anbieter profitiert werden. In der aktuellen Diskussion um Cloud Computing werden häufig Sicherheitsbedenken geäußert. Hierbei muss aber beachtet werden, dass bestimmte etablierte Cloud Provider über ausgereifte Sicherheitsmöglichkeiten verfügen und sich diese mittels glaubhafter Zertifikate bestätigen lassen. Diese Sicherheitsvorkehrungen können zum Teil weitaus höher sein als vom Anwenderunternehmen. So ergibt sich insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen die Möglichkeit, komplette und voll funktionsfähige Sicherheitslösungen über die Cloud zu nutzen, anstatt eine eigene aufwändige Sicherheitsinfrastruktur errichten zu müssen. 31

Ökologische Vorteile

Cloud Computing kann einen Schritt in Richtung Green IT machen. Unter dem Konzept von Green IT versteht man eine Ressourcen schonendere Gestaltung der IT. ³² Cloud Computing trägt durch die technologische Konsolidierung und den Einsatz von effizienten Technologien, wie die z.B. Virtualisierung, dazu bei.

³⁰ Vgl. CLOUDUSER EXPERT

³¹ Vgl. COMPUTERWOCHE (2009)

³² Vgl. GREEN IT

10

Die Nachteile sollen im Kapitel 7 (Anforderungen der Unternehmen) dargestellt werden.

2.3 Historische Entwicklung

Hinter dem Cloud-Gedanken steckt keine gänzlich neue Idee. Cloud Computing ist nämlich das Produkt eines längeren Evolutionsprozesses und stellt deswegen keine neuartige technologische Revolution dar.

Betrachtet man Cloud Computing im Kontext der Entwicklung von IT-Technologien, so lässt sich der Werdegang in Richtung Cloud Computing besser nachvollziehen. Die Abbildung 2 „Meilensteine der Internet-Technologien“ zeigt auf, dass der Trend in Richtung einer mobilen und einfach zu nutzenden IT-Technologie geht.

Abb.2 Meilensteine der Internet-Technologien 33

Die nachfolgende Abbildung 3 „Vorläufertechnologien“ auf Seite 12 macht die historische Entwicklung des Cloud Computing ersichtlich. Es lassen sich zwei ursprüngliche Trends definieren, aus denen Cloud Computing entstanden ist. Diese Basis-Technologien lassen sich unterteilen in die Konzepte der Infrastrukturvirtualisierung und der Applikationsbereitstellung. Wie die Grafik zeigt, beinhalten beide Quellen jeweils zwei weitere wichtige Technologien. Diese besitzen spezifische Eigenschaften, von denen das Cloud Computing einige übernommen hat. Diese Technologien werden

³³ Vgl. BITKOM-LEITFADEN (2010), S.20ff.

11

von dem Grundmuster des Outsourcings gestützt. Diese Form der Auslagerung kann als Antreiber für das Cloud Computing betrachtet werden.

Abb.3 Vorläufertechnologien 34

Im Folgenden werden die wichtigsten Entwicklungen kurz skizziert.

2.3.1 Outsourcing

Unter Outsourcing versteht man die Auslagerung bestimmter Aufgaben an einen Dritten. Dieser Grundgedanke spiegelt sich auch im Cloud Computing wieder, denn es erfolgt ein Outsourcing des IT-Betriebs. Dennoch gibt es Unterschiede zwischen den beiden Konzepten. Beim Cloud Computing wird die Leistung weiterhin vom Anwender ausgeführt, während beim Outsourcing komplette Geschäftsprozesse oder Anwendungen extern vergeben werden (s.Tab.1). Die Ressourcenverteilung bei Cloud Computing ist im Gegensatz zum klassischen Outsourcing nicht vollständig fest zugeordnet. Weiterhin erweist sich Outsourcing häufig als eine kurzfristige, nicht strategisch wirksame Kostensenkungsmaßnahme.

³⁴ Vgl. T-SYSTEMS, S.4

12

2.3.2 Hosting

Ein Namensvorläufer des Cloud Computing ist das Hosting. Hier werden ebenfalls IT-Ressourcen durch eine externe Auslagerung von einem Dritten bezogen. Ein Provider stellt dabei verschiedenste, individuell konfigurierbare Services zur Verfügung (Domains, Web-Sites, Mail-Server, virtueller und dezidierter Server). Dabei bezieht sich das Hosting meist auf die Bereitstellung von Speicherplatz, der für den Betrieb einer Webseite erforderlich ist. ³⁵ Im Gegensatz zum Cloud Computing ist die Menge der IT-Ressourcen aber vorab festgelegt, so dass extreme kurzfristige Erweiterungen nicht möglich sind. Auch kann die Leistung nicht verbrauchsabhängig bezahlt werden. Obwohl der Anwender Einfluss auf die Serverkonfiguration ausüben kann, besitzt die IT-Architektur nicht die „Elastizität“ der Cloud-Modelle, um eine flexible Skalierbarkeit zu ermöglichen. Für Erweiterungen muss der Hosting-Anbieter zusätzliche Hardware installieren, dadurch wird auch das Angebot der möglichen Mengen begrenzt. ³⁶ In den traditionellen Hosting-Modellen erwirbt der Käufer eine Software und lässt diese dann im Rechenzentrum des Providers ausführen. Cloud-Lösungen basieren dagegen auf dem „Miet-Modell“, welches dem Cloud-Anwender eine höhere Kontrolle der Anwendung ermöglicht 37

2.3.3 ASP

Ausgelöst durch weltweite, positive Prognosen über die „Dienstleistung aus der Steckdose“, entstand um die Jahrtausendwende der so genannte „ASP-Hype“. Unter ASP (Application Service Provider) versteht man einen Dienstleister, der vorkonfigurierte serverbasierte Anwendungssoftware gegen eine Nutzungsgebühr an Kunden vermietet. Demnach ist ASP ein Software-Mietmodell mit Outsourcing-Charakter. Der Kunde hat keinerlei Administrationsaufwand, da der komplette Service vom Provider gemanagt wird. 38

Um das Jahr 2000 investierten viele Start-up-Unternehmen und Branchenneulinge in die dafür benötigten technischen Infrastrukturen. In den Jahren 2002-2004 fand dieser Hype aber ein jähes Ende. Die Branchenneulinge hatten die Komplexität von ASP unterschätzt. Der Zeitaufwand, um eine voll funktionsfähige Infrastruktur zu errichten, war

³⁵ Vgl. FÖCKELER, C. (2009), S.31. i. V. m. ITWissen

³⁶ Vgl. BITKOM-LEITFADEN (2010), S.25ff.

³⁷ Vgl. GROHMANN, W. (2007), S.18

³⁸ Vgl. CLOUDUSER - EXPERT [B]

13

in der damaligen Zeit zu hoch. Auch führte die Menge an unterschiedlichen technischen Begriffen und Definitionen zu einer Intransparenz bei den Marktteilnehmern. Desweiteren beklagten Kunden die mangelhaften Sicherheitsstandards. ³⁹ Besonders schwer wogen die externen negativen Effekte, wie das „Platzen der Internetblase“ ⁴⁰ oder Probleme bei der technischen Infrastruktur. ⁴¹ ASP-Leistungen galten auch als äußerst unflexibel, da die meist vorgefertigten Applikationen eine Standardisierungsquote von 90-100% besitzen und demnach nur schwer an benutzerspezifische Bedürfnisse angepasst werden konnten. ⁴² Wiedergeboren wurde das ASP-Konzept im Jahr 2006 unter dem Namen Software as a Service (SaaS). Diesmal wurde das Leistungsangebot auch an die Bedürfnisse von kleinen und mittleren Unternehmen angepasst 43

Da das SaaS-Prinzip fundamentaler Bestandteil der Cloud-Architektur ist, wird im Kapitel „Architektur und Typologien“ [s. Kapitel 4] näher darauf eingegangen.

2.3.4 Grid Computing

Das Grid Computing steht für eine Anhäufung von Rechnern, die über eine Netzwerkinfrastruktur zur gleichen Zeit an einem Projekt arbeiten können. Hierdurch entsteht eine Art von „Supercomputer“ ⁴⁴ der die Leistung geographisch verstreuter Rechner bündelt. ⁴⁵ Die Projekte sind meist wissenschaftlicher oder technischer Natur und benötigen gewaltige Mengen IT-Ressourcenkapazitäten. Ein Beispiel stellt SETI ⁴⁶ dar. Grid Computing ähnelt dem Cloud Computing, da auch in diesem Modell die Infrastruktur des Internets genutzt wird, um IT-Leistung zu transferieren. Ein entscheidender Unterschied zwischen den beiden Modellen ist aber der, dass das Grid Computing auf eine dezentrale Ressourcenkontrolle zielt. Dadurch kann eine spezielle Anwendung auf mehrere Rechner verteilt und kooperativ ausgeführt werden. Dagegen zielt Cloud

³⁹ Vgl. SPITH, E. (2009), S.16

⁴⁰ Unternehmen der New Economy konnten die erwarteten Gewinnprognosen nicht erfüllen. Nachdem im Jahr 2000 die ersten Unternehmen Zahlungsunfähigkeit anmeldeten, entwickelte sich an der Börse eine Sogwirkung, die die Kurse weltweit zum einstürzen ließ. Vgl. FRENTZ, C. VON. (2010)

⁴¹ Vgl. GROHMANN, W. (2007), S.7ff.

⁴² Vgl. SANDER, P. (2009)

⁴³ Vgl. SPITH, E. (2009), S.16

⁴⁴ Hochleistungsrechner mit extrem hoher Verarbeitungsleistung. Durch das Array von Prozes-soren verfügt er über eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit. Vgl. CLOUDUSER - EXPERT [A].

⁴⁵ Vgl. KÖHLER-SCHULTE (2009), S.155ff.

⁴⁶ SETI = SEARCH for Extraterrestrial Intelligence @Home project. Hierbei stellen die Teilnehmer ihre ungenutzten Rechnerressourcen zur Verfügung, um tausende von Stunden an aufgezeichneten Radiodaten nach Außerirdischen Tonspuren zu durchsuchen. VELTE, A. T. (2010) , S.8

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Computing auf eine zentralisierte und gebündelte Datenbereitstellung, in der eine Vielzahl von kleineren Anwendungen zur selben Zeit betrieben werden kann. ⁴⁷ Das Grid stellt Rechen- und Speicherkraft zur Verfügung, mit der hauptsächlich Forschung betrieben wird. Dagegen bietet das Cloud Computing meist eine Symbiose mit einem betrieblichen Geschäftsmodell. 48

Auf betrieblicher Ebene konnte sich das Grid Computing nicht durchsetzen. Ein Grund könnten die damals zu hohen Start-Investitionen für eine Teilnahme und eine zu hohe Komplexität gewesen sein. Ein weiterer Grund ist, dass die Grid-Struktur relativ unflexibel und für einen längeren Zeitraum ausgelegt ist. Cloud Computing-Anwendungen können sich dabei schon bei kleineren Projekten als wirtschaftlich erweisen.

2.3.5 Utility Computing

Bereits 1961 sprach der Experte John McCarthy von der visionären Vorstellung, dass Rechenkapazitäten eines Tages möglicherweise durch öffentliche Versorgungsunternehmen bereit gestellt werden können, ähnlich wie das heute bereits mit Telefonsystemen oder der Wasserversorgung der Fall ist. Den Wunsch, von der „IT aus der Steckdose“ konnte das Utility Computing nicht erfüllen. Die Abgrenzungen zu Cloud Computing sind in der Fachliteratur nur schwammig definiert. Die Ähnlichkeit zu Cloud Computing macht folgende Definition deutlich: „Utility Computing beschreibt eine grundlegende Transformation der Bereitstellung und des Managements von IT-Services - von einem technologieorientierten zu einem geschäftsorientierten Ansatz. Diese Umstellung erfordert eine äußerst flexible und effizient verwaltete dynamische IT-Infrastruktur mit vollständiger Kostenkontrolle, flexibler Kostenverrechnung und aktivem SLA-Management. 49

Utility Computing dient in Verbindung mit Software as a Service als eine Grundlage für das Cloud Computing. Beiden Vorläufer-Entwicklungen ist gemeinsam, dass sie das On-Demand-Konzept nutzen. 50

Es ist anzunehmen, dass der Markt nach dem ASP-Verfall noch nicht bereit war, dieses Modell umfassend umzusetzen. Dadurch konnte sich die Wiedereinführung des Utility Computing zu Beginn des 21.Jahrhunderts nicht durchsetzen. Ein weiterer möglicher Grund für den mangelnden Erfolg aller Vorgängertechnologien lag auch in der

⁴⁷ Vgl. VELTE, A. T. (2010) , S.8 i. V. m. WEINHARDT, C. ET AL. (2009), S.454

⁴⁸ Vgl. KUNZE, M. (2010), S.66

⁴⁹ Vgl. CLOUDUSER - EXPERT, [C]

⁵⁰ Vgl. SCHULTE, W. (2009)

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nicht ausreichend ausgereiften Leistungsfähigkeit, der technischen Infrastruktur begründet. Die Kommunikationsbandbreiten waren nicht leistungsstark genug, um die riesigen Datenmengen zeitgerecht zu transferieren.

Dieses Dilemma machen die Aussagen des Intel-Ingenieurs Gordon Moore deutlich, der 1965 ein wichtiges Gesetz formulierte. Er erklärte, dass sich die Leistungsfähigkeit der Mikroprozessoren alle 18 Monate verdoppeln würde. 1990 stellte sein Kollege Andy Grove eine gegenteilige These auf. Er sprach davon, dass sich die Telekommunika-tionsbandbreite nur jedes Jahrhundert verdoppeln würde. Diese Diskrepanz zwischen den beiden Gesetzen macht deutlich, dass die technologischen Eigenschaften der Infrastruktur immens wichtig sind, um das Cloud Computing-Konzept durchzusetzen. ⁵¹ Durch den Einzug des Glasfaserkabels konnte das Manko einer unzureichenden IT-Leistungsfähigkeit behoben werden. Zusätzliche wichtige Schlüsseltechnologien, wie z.B. die Virtualisierung, sind ebenfalls erst in letzter Zeit technisch vollständig ausgereift. 52

Anscheinend gastierte der Utility Computing-Begriff zu lange in der Branche, so dass dieser keine Schubwirkung mehr entfalten konnte. Das könnte ein Grund sein, warum nun das Schlagwort Cloud Computing genutzt wird.

2.3.6 Cloud-Entstehung

Man kann davon ausgehen, dass Cloud Computing aus allen Fehlern der Vorläufertechnologien gelernt hat und deren beste Eigenschaften übernommen hat. Hier sind insbesondere die kurzfristige elastische und grenzenlose Skalierbarkeit, die Lösung von langfristigen vertraglichen Bindungen und die Möglichkeit der verbrauchsabhängigen Bezahlung zu nennen. Cloud Computing steht für eine Vereinigung dieser Merkmale. 53

Doch das Cloud Computing-Konzept kann noch einen weiteren mächtigen Antreiber für sich nutzen: die private Benutzergemeinde des Internets. Als Vorläufer können daher Plattformen wie Facebook.com ⁵⁴ oder YouTube.com ⁵⁵ angesehen werden.

⁵¹ Vgl. CARR, N. (2009), S.73 ff.

⁵² Vgl. HERMANN, W. (2008)

⁵³ Vgl. ARMBRUST, M ET AL. (2009), S.5

⁵⁴ Facebook.com wurde im Februar 2004 gegründet und ist ein kostenfreies soziales Netzwerk, auf dem sich Menschen aus der ganzen Welt miteinander vernetzen können. Hierdurch wird ein globaler Informationsaustausch angeregt. [www.facebook.com]

⁵⁵ Youtube.com wurde im Februar 2005 gegründet und ist die weltweit größte Online-Video-Community. Hier können die Nutzer beliebig viele Videos hochladen und bewerten. [www.Youtube.com]

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Diese basieren auf dem Web 2.0-Prinzip, welches von der Interaktion mit den Usern lebt. [Stichwort: Social Networking]. So konnte sich ein gewisses Vertrauen in die Basis-Technologien aufbauen, das von den privaten Nutzern bis in die Unternehmen getragen wurde. Für die privaten Nutzer gibt es mittlerweile eine Vielzahl an Diensten und Services, die elementare Eigenschaften des Cloud Computing beinhalten. Die Möglichkeit, über Facebook.com eine unbegrenzte Anzahl von Fotos hochzuladen, deutet auf die Cloud Computing-Eigenschaft der unbegrenzten Skalierbarkeit. Dazu bietet die Facebook.com-Plattform alle Tools an, um die Umgebung benutzerspezifisch zu gestalten. Diese Eigenschaft ist gleichzusetzen mit dem Merkmal der standardisierten Dienstleistung von Cloud Computing. Es wird nur eine standardisierte Leistung als Basis angeboten, die aber ausreichend flexibel ist, um benutzerspezifisch angepasst zu werden.

Auch einfache öffentliche Single-Anwendungen wie z.B. Google Maps API ⁵⁶ existieren schon seit längerem und werden vielfach genutzt. Mittlerweile binden Unternehmen diese Anwendungen in ihre Homepages ein, um die Anfahrtsbeschreibung zu visualisieren. Solche Anwendungen funktionieren gänzlich ohne Software und ebnen den Weg, den das Cloud Computing bis zu seiner vollständigen Verbreitung noch vor sich hat. Das Angebot von kostenlosen Internet-Applikationen ist mittlerweile sehr gestiegen und deckt viele Bereiche ab, wie z.B. Bürosoftware. 57

Auf den 24.August 2006 könnte die Geburtsstunde des Cloud Computing datiert werden.

An diesem Tag führte Amazon eine Testversion ihrer Elastic Compute Cloud ein [Business World 2006]. Wikipedia verzeichnet den ersten Eintrag am 23.März 2007. ⁵⁸ Mittels Google-Trend, ebenfalls einer über das Internet bereitgestellten Anwendung, ist es möglich, das Sucherverhalten der Internetnutzer zu analysieren. Die Abbildung 4 „Google Trend“ auf Seite 18 zeigt das Google-Suchverhalten nach dem Begriff „Cloud Computing“.

⁵⁶ Mit Hilfe von Google Maps-API kann Google Maps mittels JavaScript auf die eigene Website eingebettet werden. Google Maps ist eine interaktive Karte, die zusätzliche Optionen und Informationen bietet.

⁵⁷ So wurden die Grafiken dieser Diplomarbeit mit Hilfe von www.pixlr.com erstellt. Hier wird ein vollständiges und leistungsstarkes Grafikprogramm als kostenlose Anwendung über das Internet bereit gestellt.

⁵⁸ Vgl. T-SYTEMS, S.4.

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