Was ist IaaS (Infrastructure as a Service)?

Infrastructure as a Service (IaaS), auch bekannt als Cloud-Infrastruktur-Services, ist eine Form des Cloud Computing, bei der Nutzerinnen und Nutzern eine IT-Infrastruktur per Internet bereitgestellt wird. IaaS wird häufig mit Serverless Computing in Verbindung gebracht.

IaaS ist neben Platform as a Service (PaaS) und Software as a Service (SaaS) eines von drei allgemein anerkannten Cloud-Service-Modellen, mit denen Nutzende die Vorteile von On-Premise-Computing-Ressourcen ohne Overhead nutzen können. Beim IaaS-Modell verwalten die Nutzenden Anwendungen, Daten, Betriebssystem, Middleware und Runtimes.

Der IaaS-Anbieter ist für das Bereitstellen von Virtualisierung, Storage, Netzwerk und Servern verantwortlich. Dadurch benötigen Nutzende kein lokales Rechenzentrum und müssen sich auch nicht selbst um die physische Aktualisierung und Wartung dieser Komponenten kümmern.

In den meisten Fällen hat der IaaS-Nutzende über eine API (Application Programming Interface) oder ein Dashboard die vollständige Kontrolle über die Infrastruktur. Dieses flexibelste der „as a Service" Cloud-Modelle ermöglicht eine einfache Skalierung und Aktualisierung sowie das Hinzufügen von Ressourcen – wie Cloud Storage – bei Bedarf. So müssen keine zukünftigen Bedürfnisse prognostiziert und ggf. im Voraus bezahlt werden.

Der Begriff „as a Service" meint im Allgemeinen einen Cloud Computing-Service, der für Sie gemanagt wird, damit Sie sich auf das wirklich Wichtige konzentrieren können, wie etwa Ihren Code oder die Beziehung zu Ihren Kunden. Diese Angebote sind aufgrund ihrer Preismodelle, die kostengünstiger sein können als selbstverwaltete On-Premise-Infrastrukturen, zunehmend beliebt. Gleichzeitig erweitert sich das Ökosystem verfügbarer Technologien, Partner und Integrationen, die von Cloud-Serviceanbietern in der Cloud angeboten werden, ständig.

Im Allgemeinen müssen Kunden bei IaaS-Angeboten mehr Verwaltungsebenen übernehmen als bei PaaS- und SaaS-Optionen.

Beim PaaS-Modell werden Hardware und Anwendungssoftwareplattform von einem externen Serviceanbieter bereitgestellt und gemanagt. Die Nutzenden verwalten die eigentliche Anwendung und die Daten. Die Lösung, die primär für Entwicklungs- und Programmierteams gedacht ist, bietet Nutzenden eine Plattform für die Entwicklung, Ausführung und Verwaltung eigener Anwendungen, ohne dass sie die üblicherweise für den Prozess benötigte Infrastruktur bauen und verwalten müssen. Cloud-Plattformen sind eine Art von PaaS, zu der Services gehören, die von Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, Google Cloud, und IBM Cloud bereitgestellt werden.

SaaS ist ein Service, der seinen Nutzenden – in der Regel über einen Webbrowser – eine Webanwendung bereitstellt, die der Serviceanbieter managt. Software-Updates, Fehlerbehebungen und andere allgemeine Softwarewartungen werden für die Nutzenden erledigt. Über ein Dashboard oder eine API halten die Nutzenden dabei die Verbindung zu der Anwendung. SaaS macht es außerdem überflüssig, eine Anwendung lokal auf dem Computer einzelner Nutzender zu installieren, und ermöglicht Methoden eines umfassenden Gruppen- oder Teamzugriffs auf die Software.

As-a-Service-Angebote sind besonders für Kunden interessant, deren Workloads sich ändern, da die Serviceanbieter das Know-how und den Aufwand für Skalierbarkeit und Load Balancing bereitstellen können.

IaaS-Anbieter können die Arbeit der Entwicklerinnen und Entwickler vereinfachen, indem sie den Overhead für die Installation und Verwaltung von Servern beseitigen. Dies beruht in der Regel auf einer Cloud Computing-Architektur, die durch Virtualisierung, Container und Automatisierung unterstützt wird. Entwicklungsteams können Anwendungen so einfach entwickeln und bereitstellen, da die Serververwaltung entfällt.

Durch Virtualisierung bieten virtuelle Maschinen (VMs) vollständige Umgebungen, die als virtuelles Computersystem mit eigenen CPUs, Arbeitsspeicher, Netzwerkschnittstellen und Storage funktionieren. Bei IaaS werden diese auf einem physischen Hardwaresystem in einem Rechenzentrum erstellt. Eine Software namens Hypervisor trennt die Rechnerressourcen von der Hardware und provisioniert sie so, dass sie von der VM genutzt werden können. 

Die IT-Automatisierung steht hinter dem Service der IaaS-Angebote und ermöglicht die nahtlose Bereitstellung der entsprechenden virtuellen Maschinen und anderer Infrastrukturen sowie die bedarfsgerechte horizontale und vertikale Skalierung. Die Automatisierung mehrerer Aufgaben und Konfigurationen in Gruppen von Systemen oder Maschinen wird als Orchestrierung bezeichnet.

Ein IaaS-Angebot kann auch Support für die Containerisierung bieten, bei der der Softwarecode mit den notwendigen Komponenten wie Libraries, Frameworks und anderen Abhängigkeiten in einen eigenen Linux®-Container gebündelt wird, der für die Bereitstellung in einer Computing-Umgebung (die eine VM sein kann) bereit ist. Im Gegensatz zu virtuellen Maschinen verfügen Container nicht über ein eigenes Betriebssystem und können daher wesentlich kleiner ausfallen.

Spezielle IaaS-Lösungen können Entwicklungsteams bei der Arbeit mit Containern unterstützen. Eine Lösung ist Kubernetes: eine Open Source-Plattform zur Container-Orchestrierung, mit der verteilte, containerisierte Anwendungen in riesigem Umfang verwaltet werden können. Kubernetes wurde entwickelt, um die Bereitstellung und Verwaltung von Containern zu automatisieren. Einige IaaS-Anbieter bieten Kubernetes als Service an.

DevOps steht für einen Arbeitsansatz, der an der Schnittstelle zwischen Entwicklung und Operationen ansetzt. Im Mittelpunkt steht dabei eine kürzere Zeitspanne für Softwareverbesserungen bis zum Deployment, damit die Nutzenden schneller Zugang zu neuen Anwendungen erhalten. DevOps-Ansätze erfordern, dass Entwicklungsteams und Operations-Teams häufig kommunizieren und als Team zusammenarbeiten. 

DevOps bringt häufige Code-Änderungen und eine dynamische Infrastrukturnutzung mit sich – und eignet sich daher gut für IaaS. DevOps konzentriert sich auf die Automatisierung routinemäßiger Aufgaben sowie der Standardisierung von Umgebungen über den gesamten Lifecycle einer App. DevOps-Teams entwickeln ihre Software oft mithilfe einer Microservice-Architektur und verknüpfen diese Services mit APIs. So können Teams Software schneller bereitstellen, weil sie sich auf die Entwicklung kleiner Funktionseinheiten konzentrieren und dann Strategien wie die agile Methodik anwenden, um die Komponenten zusammenzuführen.

IaaS kann DevOps-Workflows unterstützen, indem es die erforderliche Wartung der Serverinfrastruktur reduziert und ein einfacheres, automatisiertes Entwicklungserlebnis bietet.

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Serverless Computing steht für ein cloudnatives Entwicklungsmodell, bei dem Server von der App-Entwicklung getrennt werden und das meist in Verbindung mit IaaS.

Serverless stützt sich auf einen Cloud-Anbieter, der sowohl die Infrastruktur als auch die Skalierung der Anwendungen verwaltet. Serverless-Apps werden in Containern bereitgestellt, die bei Bedarf automatisch aktiviert werden.

Bei IaaS bleibt es dem Nutzer überlassen, in Zeiten mit hohem oder niedrigem Bedarf entsprechend nach oben oder unten zu skalieren. Dabei ist die zur Ausführung der Apps notwendige Cloud-Infrastruktur auch dann aktiv, wenn die Anwendungen nicht genutzt werden.

Bei einem Serverless-Modell hingegen werden Apps nur bei Bedarf ausgeführt. Wenn ein App-Code durch ein Ereignis ausgelöst wird, weist der Public Cloud-Anbieter dafür dynamisch Ressourcen zu. Wenn der Code nicht mehr ausgeführt wird, fallen auch keine Kosten mehr an. Beim Serverless-Prinzip ist für Routineaufgaben (wie die Verwaltung von Betriebs- und Dateisystem, Sicherheits-Patches, Load Balancing, Kapazitätsmanagement, Skalierung, Protokollierung und Überwachung) der Cloud Service-Anbieter zuständig.

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• Flexibilität: Schaffen Sie nur die Komponenten an, die Sie für Ihren Use Case benötigen, und skalieren Sie basierend auf geschäftlichen Anforderungen.
• Erschwinglichkeit: Niedrige Betriebsausgaben und null Wartungskosten machen IaaS zu einer sehr günstigen Option. So zahlen Sie nur für das, was und wenn Sie es benötigen – ähnlich wie bei einer Stromrechnung.
• Kontrolle: Der Nutzende hat die vollständige Kontrolle über die Infrastruktur.
• Sicherheit: Ist der Anbieter vertrauenswürdig und besitzt er die Ressourcen, um jegliche Sicherheitsbedrohungen vermeiden und/oder verwalten zu können? Gibt es dokumentierte Disaster-Recovery-Protokolle, die die Geschäftskontinuität gewährleisten?
• Mandantensysteme: IaaS-Anbieter tendieren dazu, mehreren Kunden Infrastrukturressourcen je nach Bedarf zur Verfügung zu stellen. Deshalb müssen sie gewährleisten, dass ein Kunde nicht auf die Informationen eines anderen zugreifen kann. Die Nutzung einer Infrastruktur durch mehrere Kunden kann zum sogenannten „Noisy Neighbour"-Effekt führen. Dabei kann ein Nutzender spezifische Ressourcen belegen und so deren Leistung für andere einschränken, weshalb Anbieter ihre Zuweisung sorgfältig planen müssen. Aus diesem Grund sollte man unbedingt verstehen, wie Anbieter ihre Verbraucherlasten skalieren.
• Service: Wie lauten die Service Level Agreements (SLAs) des Serviceanbieters – der minimale Zeit- und Arbeitsaufwand, den der Anbieter zur Lösung von Problemen beim Provisionieren von Ressourcen garantiert?
• Zuverlässigkeit: Performance und Geschwindigkeit sind in erster Linie vom Anbieter abhängig. Jegliche Software- oder Hardwareprobleme beeinträchtigen die Laufzeiten der Nutzer.

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