Cloud Computing für kleine und mittelständische Unternehmen. Chancen und Herausforderungen für die IT

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Zielsetzung
1.2 Vorgehensweise

2. Einführung in die Cloud
2.1 Geschichtlicher Rückblick
2.2 Begriffsdefinition und Merkmale
2.3 Cloud-Servicemodelle
2.4 Nutzungsmodelle

3. Auswirkung von Cloud Computing für KMU
3.1 Chancen
3.2 Herausforderungen

4. Fazit

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Amazon VPC Amazon Virtual Private Cloud

AS Anwendungssysteme

ASP Application Service Provider

AWS Amazon Web Services

DB Datenbank

EC2 Elastic Compute Cloud

HaaS Hardware as a Service

IaaS Infrastruktur as a Service

IKT Informations- und Kommunikationstechnologie

KMU Kleine und mittelständische Unternehmen

NIST National-Institutes-of-Techologie

PaaS Platform as a Service

PC Personal Computer

S3 Secure Storage Service

SaaS Software as a Service

TCO Total Cost of Ownership

VMM Virtual-Machine-Monitor

VPN Virtual Private Network, virtuelle private Netzwerkdienste

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Entstehung von Cloud Computing

Abbildung 2 Die 5 Eigenschaften des Cloud-Modells

Abbildung 3 Servicemodelle der Cloud

Abbildung 4 Die Nutzungsmodelle der Cloud

Abbildung 5 Die Herausforderungen von Cloud Computing

Abbildung 6 Die Einstellung der unterschiedlichen Unternehmen in Bezug auf die Einführung von Cloud Computing

1. Einleitung

Mit der Zunahme der weltweiten Vernetzung durch das Internet, steht die Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) zunehmend im Fokus der Öffentlichkeit und insbesondere der Unternehmen. Von den 1990er Jahren bis heute hat das Internet die Computerwelt drastisch verändert. Laut Eurostat waren im Jahr 2018, 90 Prozent der Haushalte in Deutschland mit einem Internetanschluss ausgestattet.¹ Mit dem Anstieg der Verlagerung von Privaten und Geschäftlichen Aktivitäten in die digitale Welt, entwickelte sich eine neue Ära, „Cloud Computing“.² Die Grundidee von Cloud Computing ist die Auslagerung von Speicherplatz, Rechenleistung und Anwendungen in eine virtuelle Plattform, so dass nicht mehr lokal beim Nutzer bearbeitet und gespeichert werden muss.³ Es ist nicht nur für Privatpersonen interessant, die Fotos, Videos, Audio und andere Daten in Google Drive, iCloud oder Telekom-Cloud hochladen, um jederzeit durch eine Internetverbindung darauf zuzugreifen zu können. Vor allem weckt die Cloud-Technologie auch das Interesse von Unternehmen, weil die flexible Bereitstellung von IT-Leistungen in Echtzeit gewährleistet wird. Es ändert nicht nur die Globale Wertschöpfungskette eines Unternehmens, sondern auch die interne Organisation, insbesondere die IT-Abteilung. Laut einer Umfrage der BITKOM, in Zusammenarbeit mit der KPMG, setzten im Jahr 2017 bereits 70 Prozent der Unternehmen in Deutschland Cloud Computing ein.⁴ Vor allem profitieren nicht nur große Unternehmen sondern auch kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) von der Cloud.⁵ Der Einsatz einer cloudbasierten Lösung birgt für KMU enorme Potentiale hinsichtlich der Flexibilität und Kosteneffizienz, weil die Infrastruktur von einem Drittanbieter bereitgestellt wird. Trotz technischer und wirtschaftlicher Vorteile, halten sich gerade KMU weiter zurück, weil sie um ihre Daten fürchten.⁶ Schlussendlich führt der zunehmende Wettbewerbsdruck dazu, dass kleine und mittelständische Unternehmen sich über die Chancen und Herausforderungen einer Einführung von Cloud-Computing in ihrer Organisation Gedanken machen sollten.

1.1 Zielsetzung

Der Einsatz von Cloud Computing bei einem KMU entspricht einer typischen Kauf- oder Mietentscheidung. Dieser Prozess zählt zu den größten Herausforderungen, aber gleichzeitig auch zu den größten Chancen, denen Unternehmen gegenüberstehen. Ziel dieser Seminararbeit ist es einen Überblick über die Chancen und Herausforderungen des Cloud-Computings für kleine und mittelständische Unternehmen zu verschaffen, welche eine strategische Überlegung für die Kostensenkung in der IT veranlassen wollen.

1.2 Vorgehensweise

Im Kapitel 2 folgt eine Einführung in dem Konzept von Cloud Computing. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie das Cloud-Konzept entstanden ist, wird zunächst im Kapitel 2.1 ein Blick auf die historische Entwicklung der Cloud geworfen.

Nach dem Historischem Rückblick, wird der Terminus Cloud Computing und deren Merkmale im Kapitel 2.2 definiert. Nach der Begriffsdefinition wird im darauffolgenden Kapitel 2.3 und 2.4 die unterschiedlichen Cloud-Service- und Nutzungsmodelle näher betrachtet. Somit wird gezeigt, dass das Cloud Konzept auf verschiedensten Ebenen in der IT verwendet werden kann.

Resultierend aus der genannten Zielstellung, beschreibt der Kapitel 3 die Auswirkung der Cloud für KMU und die Chancen und Herausforderung der Datenspeicherung in der Cloud.

2. Einführung in die Cloud

2.1 Geschichtlicher Rückblick

Das zugrunde liegende Konzept des Cloud Computing trat erstmals im Jahr 2004 in der Öffentlichkeit auf.⁷ Die Cloud-Technik hingegen geht auf die früheren 1960er Jahre zurück, welches von John McCarthy eingeführt wurde. McCarthy stellte sich vor, diese Ressourcen der Öffentlichkeit als eine Public Utility zur Verfügung zu stellen.⁸ Mit dem Auftauchen sogenannter Großrechner, kam erstmals die Idee auf, leistungsfähige Anwendungssysteme (AS) zentral zu halten. Zu diesem Zeitpunkt fand die Interaktion über Terminals statt, die sich in unmittelbarer Nähe zu den Großrechnern befanden.⁹ Nachdem die eigenständigen Personal Computer (PC) leistungsfähiger wurden, erfüllten sie die meisten Benutzeranforderungen. In den 70er Jahren ergriff die IBM-Kooperation die Initiative und erfand so genannte virtuelle Maschinen (VM), welche die Rechnerarchitektur eines real in Hardware existierenden oder hypothetischen Rechners nachbildet.¹⁰ Die Einführung des Internets über das World Wide Web im Jahr 1990 war eine revolutionäre Änderung, die den Nutzern ermöglichte, unabhängig von ihrem Standort viele Informationen schnell und einfach abzurufen. Mit der Schöpfung von Webhosting, konnten die Anbieter ihre Ressourcen als Services über das Internet zugänglich machen.¹¹ Daraufhin begannen die Telekommunikationsunternehmen virtuelle private Netzwerkdienste (VPN) zu deutlich niedrigeren Kosten anzubieten, welche zuvor hauptsächlich dedizierte Punkt-zu-Punkt-Datenverbindungen angeboten hatten. Mit Beginn des 20. Jahrhunderts entstand der Application Service Provider (ASP), welches dem Nutzer die Möglichkeit bietet, Applikationen aus der Ferne zu steuern und zu bedienen.¹² Im selben Zeitraum mit ASP wurde der Terminus „Grid Computing“ eingeführt. Diese verfolgt das Ziel, vorhandene IT-Ressourcen effektiv zu verbinden, um so über ein höheres Maß an Rechenleistung zu verfügen.¹³ Über die folgenden Jahre entwickelte sich auf Basis aller Techniken, der Begriff des Cloud-Computing. Die Idee der Cloud-Technologie ist es, gemeinsam genutzte Ressourcen auf skalierbare und einfache Weise im Internet bereit zu stellen.¹⁴ Die Abbildung 1 verschafft einen Überblick über die sechs Phasen von Rechenparadigmen, Mainframes über PCs bis hin zu Netzwerkcomputern, Grid- und Cloud-Computing.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: vgl. Furth, B. u.a. – Handbook of Cloud Computing, S. 4

Abbildung 1 Entstehung von Cloud Computing

2.2 Begriffsdefinition und Merkmale

Beim Cloud Computing verwenden Nutzer eine Vielzahl von Geräten, einschließlich PCs, Laptops und Smartphones, um über das Internet auf Programme, Speicher und Anwendungsentwicklungsplattformen über Dienste zuzugreifen zu können. Diese werden über Drittanbieter angeboten. Der Terminus Cloud Computing oder zu Deutsch „Rechnen aus der Wolke“¹⁵, wird auf verschiedene Sichtweisen definiert, sodass keine allgemeinverbindliche Definition in der Literatur existiert.¹⁶ Das Cloud Symbol Wolke ist eine Metapher für das Internet, welche für die Netzwerkdiagrammdarstellung verwendet wird.¹⁷ Im Jahr 2011 veröffentlichte die National-Institutes-of-Techologie (NIST), die meist zitierteste Definition zum Thema Cloud-Computing.¹⁸ Laut NIST besteht das Cloud-Modell aus fünf Eigenschaften, drei Servicemodellen und vier Nutzungsmodellen¹⁹ Zu den identifizierten Merkmalen gehören: „Bedarfsgerechter Selbst-Service“, „Internettechnologie“, „Gemeinsamer Resscourcenpool“, „Nutzungsgerechte Abrechnung“, „skalierbar und elastisch“. Abbildung 2 zeigt diese in der Übersicht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Labels, S. – Grundlagen des Cloud Computing, S. 6

Abbildung 2 Die 5 Eigenschaften des Cloud-Modells

Der Bedarfsgerechten Selbstervice oder auf Englisch „On-demand Self-service“, wird in der IT als Service verwendet und ist auf Anforderung ohne manuelles Eingreifen verfügbar. Unter dem Begriff „Internettechnologie“ oder „Broad Network Access“ ist gemeint, dass der Dienst unabhängig vom Benutzerendgerät über ein Netzwerk zur Verfügung gestellt wird. Die Netzwerkverbindung muss ausreichend leistungsfähig und für diesen bestimmten Dienst verfügbar sein. Mithilfe eines gemeinsamen Ressourcenpools kann der Anbieter, die erforderlichen Infrastrukturen und Anwendungen mehreren Verbrauchern zur Verfügung stellen, indem er Technologien wie Virtualisierung und Multi-Tenancy-Architektur verwendet. Die Elastizität erlaubt es, dass die erforderlichen Ressourcen, je nach Bedarf des Nutzers, schnell bereitgestellt werden können. Für den Verbraucher sind die für die Bereitstellung verfügbaren Funktionen oft unbegrenzt und können jederzeit in beliebiger Menge erworben werden. Ein in Anspruch genommener Cloud-Dienst muss in Bezug auf die verwendeten Ressourcen messbar sein. Auf diese Weise ist eine nutzungsgerechte Abrechnung möglich. Diese Abrechnungsmodelle werden oftmals auch als „Pay-as-you-o“ oder „Pay-per-Use“ bezeichnet.²⁰ Das grundlegende technologische Cloud-Konzept ist die Virtualisierung. Der Vorteile von der Cloud-Technologie besteht in der Möglichkeit, Ressourcen für verschiedene Anwendungen zu virtualisieren und gemeinsam zu nutzen, um dadurch die Serverauslastung zu verbessern.²¹ Mit der Virtualisierung ist die Zusammenfassung und gemeinsame Verwaltung physikalischer Ressourcen gemeint. Der Hypervisor, auch Virtual-Machine-Monitor (VMM) genannt, teilt die physischen Ressourcen virtuell auf oder fasst diese zusammen.²² Ein Unternehmen kann beispielsweise seine benötigten Anwendungen in das Internet verlagern. Sodass keine lokale Installation auf den Mitarbeiter-Rechner nötig ist. Der Zugriff auf die Anwendungssoftware wird über eine Internetverbindung, zum Beispiel über eine VPN gesteuert. Darüber hinaus werden auch IT-Infrastrukturen über Cloud Computing angeboten, so dass für das Lokale Update und die Wartung nahezu kein Personal mehr erforderlich ist.²³

Da der Nutzer im Cloud Computing, je nach Bedarf, eine Software oder Infrastruktur hinzubuchen oder entfernen kann, führt es zu einer effektiven Auslastung der Cloud-Server.

2.3 Cloud-Servicemodelle

Wie im Unterkapitel 2.2 erwähnt, werden die Cloud-Services in drei Modelle eingeordnet: „Infrastruktur as a Service“, „Platform as a Service“ und „Software as a Service“. Diese Servicemodelle beschreiben die Art von Services, die aus der Cloud bezogen werden können. Je nach ausgewähltem Modell bietet der Anbieter unterschiedliche Dienste an. Die Cloud-Services werden im Allgemeinen nach der Ebene der IT-Architektur klassifiziert. Die folgende Abbildung 3, zeigt die verschiedenen Schichten der Cloud Computing-Architektur.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: SATW – Cloud Computing, https://www.cloud-finder.ch/fileadmin/Dateien/PDF/News/2012-11-06_SATW_White_Paper_Cloud_Computing_EN_1_.pdf , Aufruf am 02.01.2019

Abbildung 3 Servicemodelle der Cloud

Die Infrastruktur as a Service (IaaS) ist die physische unterste Ebene, welche die Grundlage für die folgenden Dienste: Server, Speicher, Router und Switches bildet.²⁴ Da die gesamte Infrastruktur durch Virtualisierung zur Verfügung gestellt und gemietet wird, kann auch in diesem Zusammenhang von Hardware as a Service (HaaS) gesprochen werden.²⁵ Beim IaaS ist die gesamte Infrastruktur so skaliert und flexibel, dass in Zeiten von Spitzenlast dynamisch erweitert wird und deshalb den Auslastungen angepasst werden kann. Der entscheidende Vorteil hier ist, dass der Anwender nur für die Zeit zahlen muss, in der er den Dienst nutzt. Beispiele hierfür sind die Elastic Compute Cloud (EC2) und der Secure Storage Service (S3) von Amazon Web Services.

[...]

¹ vgl. Statista - Eurostat, https://de.statista.com/statistik/daten/studie/158800/umfrage/haushalte-in-deutschland-mit-breitband-internetzugang-seit-2004/, Aufruf 10.12.2018

² vgl. Klees, F. u.a. (2018), Cloud Computing, S. 3

³ vgl. Kroschwald, S. (2016), Informationelle Selbstbestimmung in der Cloud, S. 2

⁴ vgl. BITKOM – Cloud Monitor, https://www.bitkom-research.de/WebRoot/Store19/Shops/63742557/5B1E/8DF1/2C88/6021/35E9/0A0C/6D0A/982B/180607_Bitkom_KPMG_PK_Cloud_Monitor.pdf, Abruf am 12.12.2018

⁵ vgl. BITKOM - Cloud Computing – Was Entscheider wissen müssen https://www.bitkom.org/sites/default/files/pdf/noindex/Publikationen/2010/Leitfaden/Leitfaden-Cloud-Computing-Was-Entscheider-wissen-muessen/BITKOM-Leitfaden-Cloud-Computing-Was-Entscheider-wissen-muessen.pdf , Abruf am 12.12.2018

⁶ vgl. Kroschwald, S. (2016), Informationelle Selbstbestimmung in der Cloud, S. 17

⁷ vgl. Kaiserswerth, M. – Cloud Computing, https://www.cloud-finder.ch/fileadmin/Dateien/PDF/News/2012-11-06_SATW_White_Paper_Cloud_Computing_EN_1_.pdf , Aufruf am 15.12.2018

⁸ vgl. Rajaraman, V. – Cloud Computing, https://www.ias.ac.in/article/fulltext/reso/019/03/0242-0258, Aufruf am 15.12.2018

⁹ vgl. BITKOM - Cloud Computing - Evolution in der Technik, Revolution im Buness, https://www.cloud-finder.ch/fileadmin/Dateien/Studien/BITKOM-Leitfaden-CloudComputing.pdf , Aufruf am 15.12.2018

¹⁰ vgl. Jatain,A. u.a., CLOUD COMPUTING: A NEW AGE OF COMPUTING, https://www.computer.org/csdl/proceedings/acct/2014/4910/00/06783459.pdf, Aufruf am 16.12.2018

¹¹ vgl. Labels, S. – Grundlagen des Cloud Computing, S. 6

¹² vgl. Kaiserswerth, M. – Cloud Computing, https://www.cloud-finder.ch/fileadmin/Dateien/PDF/News/2012-11-06_SATW_White_Paper_Cloud_Computing_EN_1_.pdf, Aufruf am 15.12.2018

¹³ vgl. Furth, B. u.a. – Handbook of Cloud Computing, S. 4

¹⁴ vgl. Furth, B. u.a. – Handbook of Cloud Computing, S. 4

¹⁵ Reinheimer, S. (2018), Cloud Computing, S. 4

¹⁶ vgl. Kroschwald, S. (2016), Informationelle Selbstbestimmung in der Cloud, S. 7

¹⁷ vgl. Reinheimer, S. (2018), Cloud Computing, S. 4

¹⁸ vgl. Kroschwald, S. (2016), Informationelle Selbstbestimmung in der Cloud, S. 8

¹⁹ vgl. Mell, P. u.a.- The NIST Definition of Cloud Computing, http://faculty.winthrop.edu/domanm/csci411/Handouts/NIST.pdf, Aufruf am 20.12.2018

²⁰ vgl. Schneider, S. u.a. (2015) - Cloud-Service-Zertifizierung, S. 7

²¹ vgl. Furth, B. u.a. – Handbook of Cloud Computing, S. 9

²² vgl. Bender, M. (2013) - Cloud Computing: Technik, Sicherheit und rechtliche Gestaltung, S. 43

²³ vgl. Dr. Höllwarth, T. (2011) – Cloud Migration, S. 29

²⁴ Münzl, G. u.a. (2015), Einführung: Cloud Computing, S. 10

²⁵ vgl. Wang, L. u.a. – Scientific Computing: Early Definition and Experience, http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.564.3847&rep=rep1&type=pdf, Aufruf am 04.01.2019