Was ist Infrastructure as a Service (IaaS)?

IaaS ist ein Cloud-Computing-Servicemodell, das nach Bedarf Rechen-, Speicher- und Netzwerkfunktionen über eine Internetverbindung auf flexibler Preisbasis zur Verfügung stellt. Anstatt physische Server und IT-Infrastruktur zu kaufen, zu installieren und zu verwalten, ermöglichen IaaS-Lösungen Unternehmen den Zugriff auf Rechenressourcen von einem Drittanbieter, der für die Verwaltung, Wartung und Aktualisierung der Infrastruktur verantwortlich ist.

Im IaaS-Modell verwaltet ein Cloudservice-Provider (CSP) große Rechenzentren, die sich in der Regel auf der ganzen Welt befinden, mit physischen Maschinen und virtualisierten Ressourcen, die Server, virtuelle Maschinen (VMs), Speicher- und Netzwerkservices für Kunden über das Internet verfügbar machen können. Kunden mieten den Zugriff auf diese Cloudinfrastruktur-Ressourcen auf flexibler Preisbasis und nutzen dabei so viele oder so wenige Services, wie sie zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigen. Der CSP ist für die Verwaltung und Wartung der Cloudinfrastruktur verantwortlich, wodurch die Belastung der internen IT-Teams minimiert wird. Mit IaaS können Unternehmen auch die Kosten für Aufbau, Wartung, Sicherung und Bereitstellung von Heizung und Kühlung für Rechenzentren vermeiden, die diese Computing-Ressourcen normalerweise vor Ort hosten.

IaaS-Angebote lassen sich in drei Kategorien unterteilen:

• Rechenressourcen. Mit IaaS-Angeboten können Unternehmen auf die für jeden Computer erforderliche Hardware zugreifen: CPUs (Central Processing Units), GPUs (Graphic Processing Units) und RAM (Random Access Memory).
• Datenspeicher. IaaS-Provider bieten Zugriff auf Block-, Datei- und Objektspeichertechnologien.
• Netzwerk. Zu diesen Ressourcen gehören virtualisierte Router, Switches und Load Balancer.

• Geringere Investitionskosten. Mit IaaS sind keine Vorlaufkosten für den Kauf und die Installation von Geräten in einem physischen Rechenzentrum erforderlich.
• Kosten verwalten und optimieren. Die von IaaS-Providern angebotenen nutzungsbasierten Bezahlmodelle ermöglichen es Unternehmen, nur für die Infrastrukturservices zu bezahlen, die sie tatsächlich benötigen, wodurch Betriebskosten gesenkt und IT-Budgets optimiert werden können.
• Einfache Skalierung. IaaS-Lösungen bieten Unternehmen eine höhere Skalierbarkeit, ermöglichen es ihnen, Ressourcen schnell hinzuzufügen oder zu entfernen, um Geschäftsanforderungen zu erfüllen, und beschleunigen die Markteinführung.
• Höhere Zuverlässigkeit. Eine IaaS-Plattform eliminiert den Single Point of Failure – wenn eine Komponente in einer Cloudumgebung ausfällt, stehen IaaS-Services dank der Redundanz der Cloud weiterhin zur Verfügung.
• Verbesserte Sicherheit. Die meisten IaaS-Anbieter sind in der Lage, eine stärkere und fortschrittlichere Sicherheit für die Recheninfrastruktur zu bieten, als Unternehmen intern erreichen können.
• Mehr Agilität. Das IaaS-Modell ermöglicht es Unternehmen, die benötigten Ressourcen innerhalb von Minuten oder Stunden statt Tagen oder Wochen bereitzustellen, sodass sie schneller auf Marktbedingungen und Geschäftschancen reagieren können.

• Sicherheitsrisiken. Wenn Sie sich bei der Verwaltung der Infrastruktur und der damit verbundenen Daten auf einen Drittanbieter verlassen, bedeutet dies einen gewissen Kontrollverlust, der IT-Teams dazu zwingt, den Sicherheitskontrollen des Cloudservice-Providers zu vertrauen.
• Mangelnde Anpassungsmöglichkeiten. IaaS-Lösungen sind möglicherweise weniger individuell anpassbar als interne Technologien.
• Herstellerbindung. Da Unternehmen immer mehr auf IaaS-Anbieter angewiesen sind, kann ein Anbieterwechsel teuer und zeitaufwändig sein und zu einer gewissen Herstellerbindung führen.
• Verbindungsprobleme. Wie bei jeder Cloud-Computing-Lösung können schlechte Verbindungen oder Internetausfälle die Performance von Prozessen beeinträchtigen, die von der IaaS-Infrastruktur abhängig sind.
• Mangelnde Transparenz. Da IT-Teams keinen Zugriff auf die Infrastruktur in IaaS-Lösungen haben, kann es schwieriger sein, Performance und Sicherheit transparent zu machen, was das Systemmanagement komplexer macht.
• Wettbewerb um Ressourcen. Da IaaS-Anbieter dank Virtualisierung über denselben physischen Server Infrastruktur für mehrere Kunden bereitstellen können, kann die Bandbreite eines Kunden durch rechenintensive Aktivitäten eines anderen Kunden beeinträchtigt werden.

IaaS ist ein ausgereiftes Computing-Modell, das vor etwa einem Jahrzehnt zum ersten Mal beliebt wurde. Obwohl sie mit neuen Technologien konkurrieren muss, ist sie derzeit die gängigste Cloud-Computing-Lösung.

IaaS-Cloudanbieter (wie auch Akamai) bieten IaaS-Services über ihren umfangreichen Pool physischer Server in ihren Rechenzentren an. Diese Anbieter verwenden einen Hypervisor, der auch als VMM (Virtual Machine Monitor) bezeichnet wird, um den virtuellen Service zu erstellen. Ein Hypervisor ist ein Art Emulator, der auf einem tatsächlichen Hardware-Host (der Host-Rechner) ausgeführt wird. Er führt eine virtuelle Maschine (VM) aus, die einen tatsächlichen Server oder ein tatsächliches Netzwerk imitiert. Zu den gängigen Hypervisoren gehören Xen, Oracle VirtualBox, Oracle VM, KVM und VMware ESX.

Die häufigste Methode zum Erstellen einer IaaS-VM ist die Verwendung von Cloud-Orchestrierungstechnologien wie OpenStack oder Apache CloudStack. Diese Programme wählen einen Hypervisor aus, auf dem die VM ausgeführt wird, und erstellen dann die virtuelle Maschine. Außerdem weisen sie häufig Speicher zu und fügen Firewalls, Protokollierungsservices und grundlegende Netzwerkfunktionen einschließlich IP-Adressen hinzu. Zu den erweiterten Services gehören Clustering, Verschlüsselung, Abrechnung, Lastausgleich und kompliziertere virtuelle lokale Netzwerke (VLANs). Eine virtuelle private Cloud (VPC) kann bei der weiteren Isolierung der Cloud-Ressourcen helfen. Sowohl Systeme für die Central Processing Unit (CPU) als auch die Graphics Processing Unit (GPU) sind in der Regel verfügbar.

IaaS-Kunden greifen über das Internet auf ihre virtualisierte Infrastruktur zu. Sie verwenden ein visuelles Dashboard oder eine grafische Nutzeroberfläche (graphical user interface, GUI), um schnell Geräte zu erstellen oder zu anzupassen – oft auf Knopfdruck. Das Dashboard kann auch verwendet werden, um die Performance zu überwachen, Daten zu sammeln, Fehler zu beheben und Kosten im Blick zu behalten. Alle Service werden auf flexibler Preisbasis zur Verfügung gestellt. Einige Unternehmen entwickeln möglicherweise ihre eigene Private Cloud statt die eines Providers zu nutzen, aber dieses Modell wird in der Regel nur von großen Technologieunternehmen verwendet.

Services können auch programmgesteuert über APIs bereitgestellt werden. Diese Technik wird häufig zusammen mit IAC-Technologien (Infrastructure as Code) verwendet, die die Infrastruktur mithilfe von Skripten bereitstellen. Mit IAC können Nutzer allgemeine Infrastrukturaufgaben standardisieren und ihre Bereitstellungen mithilfe von Automatisierung testen.

Ein wichtiger Punkt zu IaaS: Der Kunde hat keine Kontrolle über die zugrunde liegenden physischen Hardwarekomponenten und Verbindungen. Diese unterliegen weiterhin der Kontrolle des Cloudanbieters. Nutzer von IaaS sind in der Regel für die Auswahl und Installation des Betriebssystems und aller Softwareanwendungen, einschließlich Datenbanken und Middleware, verantwortlich.

Unternehmen verlassen sich für eine Vielzahl von Anwendungen auf IaaS-Lösungen.

• Tests und Entwicklung. DevOps-Teams können schnell Umgebungen einrichten und herunterfahren, um Software zu entwickeln und zu testen, wodurch Anwendungen schneller auf den Markt gebracht werden können.
• Hosting von Webanwendungen. IaaS-Angebote stellen die gesamte Infrastruktur bereit, die zur Unterstützung von Webanwendungen erforderlich ist, einschließlich Servern, Speicher und Netzwerkressourcen.
• High-Performance-Computing (HPC). IaaS-Lösungen eignen sich ideal für rechenintensive Workloads wie Finanzmodelle, KI und maschinelles Lernen, wissenschaftliche Berechnungen und andere Szenarien, in denen enorme Mengen an kurzfristiger Verarbeitungsleistung erforderlich sind.
• Big-Data-Analyse. IaaS kann Rechen- und Verarbeitungsleistung bereitstellen, um außergewöhnlich große Datensätze zu bearbeiten und zu analysieren.
• Cloudspeicher, Backup und Wiederherstellung. Die Verlagerung des Datenspeichers in eine IaaS-Infrastruktur kann kostengünstiger sein und IT-Teams die Arbeit abnehmen, Datenspeicher vor Ort zu verwalten.

Viele IaaS-Anbieter investieren stark in Sicherheitstechnologie, um ihre Cloudinfrastruktur und die darauf gespeicherten Kundendaten zu schützen. Da jedoch über das Internet auf IaaS-Services zugegriffen wird, ist die Wahrscheinlichkeit von Cyberangriffen höher. IaaS-Anbieter können außerdem von Insider-Angriffen betroffen sein. Konfigurationsfehler eines IaaS-Anbieters können zu Schwachstellen führen, die von Angreifern ausgenutzt werden können. Da die Transparenz bei IaaS-Angeboten weiter eingeschränkt ist, kann es für Unternehmen schwierig sein, Compliance in stark regulierten Branchen nachzuverfolgen, in denen Daten auf bestimmte Weise gespeichert werden dürfen.