Computing-Plattform
Was ist eine Computing-Plattform?
Eine Computing-Plattform ist eine Datenumgebung, in der Software-Implementierungen erfolgen. Die Plattform kann aus dem Betriebssystem-Framework oder der physischen Hardware-Architektur des Computers bestehen, auf dem die Software ausgeführt wird.
Welche verschiedenen Arten von Computing-Plattformen gibt es?
Es gibt eine breite Palette von modernen und älteren Computing-Plattformen, die in der heutigen Computing-Welt eingesetzt werden. Von Hardware- über Cloud-Plattformen bis hin zur Platform-as-a-Service gibt es in der Tat Computing-Plattformen für jede Umgebung oder Anwendung.
- Hardware-Plattformen arbeiten innerhalb einer Datenarchitektur, die sich aus einer Reihe kompatibler Hardware-Komponenten zusammensetzt, und finden sich häufig in älteren Computing-Systemen. Üblicherweise können sie die Kompatibilität über die Lebensdauer der Datenarchitektur des Unternehmens zurückverfolgen.
- Cloud-Plattformen werden zum Erstellen und Bereitstellen von Anwendungen, sei es Software oder Services, in einer Cloud-Umgebung eingesetzt.
- Platform-as-a-Service (PaaS) besteht aus einem vollständigen Paket für die Entwicklung und Bereitstellung Cloud-basierter Services. Platform-as-a-Service bietet die vollständige Architektur, die Unternehmen zum Hosten ihrer Anwendungen und zum Ausführen ihrer Software benötigen, und wird als Angebot für Computing-Umgebungen immer gängiger.
- Client/Serverplattformen stellen die Computing-Infrastruktur und Kapazität auf physischen Webservern bereit. Vor-Ort-Verfügbarkeit bedeutet, dass Unternehmen bei Bedarf oder aus Sicherheitsgründen sofort Zugriff auf die Hardware haben.
Wie funktionieren Computing-Plattformen?
Der Hauptzweck einer Computing-Plattform besteht in der Aufstellung einer Architektur, die für die Bereitstellung und Verwaltung von Software und Anwendungen erforderlich ist. Das System braucht sowohl Hardware (d. h. Geräte) als auch ein Betriebssystem, auf dem das Programm oder die Anwendung ausgeführt werden kann. Damit ein Programm oder eine Anwendung ausgeführt werden kann, braucht es eine Plattform, auf der das Programm oder die Anwendung gehostet wird – und hier kommt die Computing-Plattform zum Einsatz.
Computing-Plattformen arbeiten über mehrere Komponenten. Um jeweilige Aufgaben zu erledigen, braucht man die einzelnen Komponenten in verschiedenen Umgebungen. Es folgen einige Beispiele für bestimmte Plattform-Komponenten, die je nach Umgebung benötigt werden:
- Die Hardware ist ein kritischer Teil des Computing-Prozesses und nur über integrierte Systeme zugänglich. Dieser Computing-Prozess wird häufig als „Bare-Metal-Ausführung“ bezeichnet.
- Ein Browser spielt eine wesentliche Rolle beim Ausführen webbasierter Software und hostet Software speziell im Browser selbst. Das gilt nicht für den Prozess, bei dem ein Browser auf einem Betriebssystem ausgeführt wird.
- Ein Framework stellt die eigentliche Infrastruktur bereit, die für das Computing erforderlich ist. Einige Frameworks sind unmittelbar gebrauchsfertig. Obwohl sie mehrere Einschränkungen haben, eignen sie sich gut als Element zur Integration in Computing-Umgebungen mit sehr spezifischen Anforderungen.
- Eine virtualisierte Computing-Plattform umfasst die Hardware, ein Betriebssystem, Software und Datenspeicher, die die Ausführung eines bestimmten Programms außerhalb seiner normalen Grenzen ermöglichen. Eine virtualisierte Version würde zum Beispiel die Struktur zum Ausführen einer Mac-nativen Anwendung auf einem Windows-PC bereitstellen.
Welche Rolle spielen Computing-Plattformen in der modernen IT-Infrastruktur?
- Leistung und Skalierbarkeit: Computing-Plattformen bieten die erforderliche Verarbeitungsleistung und die benötigten Ressourcen, um komplexe Aufgaben effizient auszuführen. Dadurch können Unternehmen Ihren Betrieb erweitern und High-Performance Computing erzielen.
- Flexibilität und Agilität: Cloudbasierte Computing-Plattformen bieten Ressourcenzuordnung on demand, wodurch eine schnelle Anwendungsbereitstellung, einfache Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit an veränderte Geschäftsanforderungen möglich werden.
- Kostenoptimierung: Da die Computing-Plattformen Vorabinvestitionen in Hardware eliminieren und flexible Preismodelle wie „Pay-as-you-go“ anbieten, was zu einer Senkung der Kosten insgesamt führt, bieten die Plattformen kostensparende Vorteile.
- Verfügbarkeit und Zusammenarbeit: Cloud-basierte Computing-Plattformen ermöglichen den Remote-Zugriff und die Zusammenarbeit zwischen geografisch verteilten Teams und fördern so effiziente Workflows und Projektzusammenarbeit in Echtzeit.
- Zuverlässigkeit und Disaster Recovery: Computing-Plattformen beinhalten Funktionen wie Redundanz und Disaster-Recovery-Mechanismen, die den Schutz von Daten und wichtigen Systemen sicherstellen, Ausfallzeiten minimieren und die Business Continuity gewährleisten.
- Innovation und Experimente: Computing-Plattformen bieten Tools, Frameworks und Services, die die Kreativität unterstützen und die schnelle Entwicklung und Einführung neuer Anwendungen und Services fördern.
Kurz gesagt, sind Computing-Plattformen in der modernen IT-Infrastruktur unverzichtbar, da sie es Unternehmen ermöglichen, den Anforderungen einer digitalen und vernetzten Welt gerecht zu werden.
Was sind traditionelle Computing-Plattformen?
Unter einer traditionellen oder herkömmlichen Computing-Plattform versteht man eine On-Premises-Infrastruktur, die ein Unternehmen in seinem eigenen physischen Rechenzentrum bereitstellt und verwaltet. Es folgen zwei Beispiel für herkömmliche Computing-Plattformen:
- Bare-Metal-Server: Bare-Metal-Server bieten direkten Zugriff auf Hardware-Ressourcen, liefern hohe Leistung und ermöglichen maximale Kontrolle, Sicherheit und Anpassung für bestimmte Workloads.
- Virtualisierungstechnologien: Mit Hypervisoren können mehrere Betriebssysteme und Anwendungen gleichzeitig auf einem einzigen Server ausgeführt werden. Sie optimieren die Ressourcennutzung und bieten Flexibilität durch Hardware-Abstraktion.
Mit traditionellen Computing-Plattformen haben Unternehmen die volle Kontrolle über ihre Infrastruktur, aber sie müssen die Herausforderungen von hohen Kosten und der Wartung bewältigen. Die Umstellung auf Cloud-basierte Lösungen bietet Skalierbarkeit, Kosteneffizienz und Managed Services. Daher setzen Unternehmen auf Cloud Computing, um mehr Agilität zu erreichen und ihre Kosten zu senken.
Was sind Cloud-Computing-Plattformen?
Unter Cloud-Computing-Plattformen versteht man die Infrastruktur und die Services, die Cloud-Dienstanbieter bieten, um es Unternehmen zu ermöglichen, ihre Anwendungen und Prozesse in einer Cloud-basierten Umgebung auszuführen. Hier eine Übersicht über drei Arten von Cloud-Computing-Plattformen:
- Infrastructure-as-a-Service (IaaS)
- Virtuelle Maschinen: IaaS-Plattformen ermöglichen es Unternehmen, virtuelle Maschinen zu erstellen und zu verwalten, was ihnen die Kontrolle über das Betriebssystem und den Software-Stack gibt.
- Datenspeicher: Skalierbare Datenspeicherlösungen werden von IaaS-Plattformen bereitgestellt und ermöglichen das effiziente Speichern und Abrufen von Daten.
- Netzwerk: IaaS bietet virtuelle Netzwerke, Lastverteiler und Firewalls zum Aufbau sicherer Verbindungen und zur Verwaltung des Netzwerkverkehrs.
- Platform-as-a-Service (PaaS)
- Anwendungsbereitstellung: PaaS-Plattformen vereinfachen die Anwendungsbereitstellung mit vorkonfigurierten Umgebungen und automatisierten Prozessen.
- Entwicklungstools und Frameworks: PaaS bietet eine Vielzahl von Programmiersprachen, Bibliotheken und Tools für die Anwendungsentwicklung.
- Skalierbarkeit und Lastausgleich: PaaS handhabt die automatische Skalierung und den Lastausgleich von Anwendungen, um dem zunehmendem Traffic und steigenden Workloads gerecht zu werden.
- Vorteile: PaaS ermöglicht schnellere Entwicklungszyklen mit einfacherer Entwicklung, automatischer Skalierbarkeit und weniger Infrastrukturmanagement.
- Function-as-a-Service (FaaS)
- Event-gestützte Architektur: Funktionen in serverlosen Plattformen werden durch Ereignisse wie HTTP-Anfragen oder Datenbankaktualisierungen ausgelöst.
- Auto-Scaling: Serverlose Plattformen erweitern Funktionen automatisch nach Bedarf und optimieren die Ressourcennutzung.
- Nutzungsabhängiges Bezahlmodell: Unternehmen werden nur die tatsächliche Ausführungszeit und die von den Funktionen verbrauchten Ressourcen in Rechnung gestellt.
- Vorteile: Serverlose Plattformen verringern die betriebliche Komplexität, optimieren Kosten, bieten automatische Skalierbarkeit und ermöglichen eine schnelle Entwicklung und Bereitstellung.
- Überlegungen: Mögliche „Kaltstart“-Verzögerungen und Einschränkungen der Funktionsausführungszeit und Ressourcennutzung müssen berücksichtigt werden.
Cloud-Computing-Plattformen bieten Unternehmen die Flexibilität, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz, die sie zum Erstellen, Bereitstellen und Erweitern von Anwendungen in der Cloud benötigen.
Was sind Container-Computing-Plattformen?
Container-Computing-Plattformen drehen sich um Containerisierungstechnologien und Container-Orchestration-Plattformen. Werfen wir darauf einen genaueren Blick:
- Containerisierungstechnologien (z. B. Docker):
- Isolierung: Container bieten Isolierung auf Prozessebene, sodass Anwendungen unabhängig und ohne Störungen ausgeführt werden können.
- Portierbarkeit: Container können in jedem System bereitgestellt werden, das die Containerisierungstechnologie unterstützt, womit ein konsistentes Verhalten sichergestellt wird.
- Ressourceneffizienz: Container sind unkompliziert, nutzen den selben Systemkern wie der Host und optimieren die Ressourcennutzung für effiziente Leistung.
- Container-Orchestration-Plattform:
- Kubernetes: Eine Open-Source-Plattform, die die Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Containern automatisiert und Funktionen wie Serviceerkennung, Lastausgleich, rollierende Updates und Fähigkeiten zur automatischen Fehlerbehebung bietet.
- Docker Swarm: Eine Container-Orchestration-Plattform in Kombination mit Docker, die die Bereitstellung und Verwaltung von containerisierten Anwendungen über mehrere Knoten hinweg mit Funktionen für Clustering, Serviceerkennung, Skalierung und rollierenden Updates vereinfacht.
- Weitere Container-Orchestration-Lösungen bieten ähnliche Merkmale mit zusätzlichen Cloud-spezifischen Funktionen und Integrationen.
Container-Computing-Plattformen ermöglichen es Unternehmen, Anwendungen auf konsistente und skalierbare Art und Weise zu erstellen und bereitzustellen und dabei von den Vorteilen der Containerisierungs- und Orchestrierungstechnologien zu profitieren.
Was sind Quanteninformatik-Plattformen?
- Übersicht über Quanteninformatik:
Quanteninformatik verwendet Qubits, die in mehreren Zuständen gleichzeitig existieren können, um komplexe Berechnungen effizienter durchzuführen als klassische Computer. Damit bieten sie das Potenzial, rechentechnisch anspruchsvolle Probleme zu lösen.
- Herausforderungen in der Quanteninformatik:
Quanteninformatik befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium und in diesem Zusammenhang gibt es mehrere Herausforderungen zu bewältigen:
- Qubit-Stabilität: Die Qubit-Stabilität aufrechtzuerhalten und Fehler zu reduzieren ist aufgrund von Rauschen und Umgebungsstörungen eine Herausforderung.
- Skalierbarkeit: Quantensysteme auf ein Level zu erweitern, auf dem sie klassische Computer für praktische Anwendungen übertreffen können, bleibt eine große Herausforderung.
- Fehlerkorrektur: Die Entwicklung effektiver Fehlerkorrekturcodes und fehlertoleranter Systeme ist entscheidend für die Wahrung der Genauigkeit in der Quanteninformatik.
- Wenige Anwendungen: Die Erkennung und Entwicklung praktischer Anwendungen außer Kryptographie, Optimierung und Quantensimulation ist eine ständige Herausforderung.
Was sind hybride Computing-Plattformen?
- Hybrid Cloud-Computing:
Hybrid Cloud-Computing integriert die On-Premises-Infrastruktur in Public/Private Clouds, wodurch Skalierbarkeit und Flexibilität mit Datenkontrolle kombiniert werden. Workloads werden zwischen lokalen Standorten und der Cloud verteilt und bieten eine hybride Computing-Plattform.
- Integration von On-Premises- und Cloud-Plattformen:
Hybride Computing-Plattformen umfassen die Integration von Cloud-Plattformen sowie einer On-Premises-Infrastruktur, um eine zusammenhängende Computing-Umgebung zu schaffen. Diese Integration kann verschiedene Formen annehmen, wie zum Beispiel:
- Datenintegration: Integrieren Sie Daten nahtlos zwischen lokalen Systemen und der Cloud für eine sichere Datenübertragung und -synchronisation.
- Anwendungsbereitstellung: Stellen Sie Anwendungen auf der On-Premises-Infrastruktur und in der Cloud bereit, hosten Sie Anwendungen vor Ort und nutzen Sie gleichzeitig Cloud-Komponenten für Skalierbarkeit und mehr Zugänglichkeit.
- Ressourcen-Bursting: Nutzen Sie bei Lastspitzen zusätzliche Cloud-Ressourcen, skalieren Sie die Infrastruktur dynamisch und verlassen Sie sich für den Normalbetrieb auf die On-Premises-Infrastruktur.
- Management und Orchestrierung von hybriden Computing-Umgebungen:
Management und Orchestrierung von hybrigen Computing-Umgebungen erfordern effektive Tools und Strategien. Wesentliche Aspekte sind:
- Cloud-Management-Plattformen (CMP): Managen und steuern Sie On-Premises- und Cloud-Ressourcen zentral und stellen Sie sie über eine einzige Schnittstelle zur Überwachung und Verwaltung bereit.
- Konnektivität und Netzwerk: Stellen Sie mit Technologien wie VPNs, dedizierten Verbindungen und SDN eine zuverlässige und sichere Netzwerkverbindung zwischen der On-Premises-Infrastruktur und Cloud-Anbietern sicher.
- Orchestrierung und Automatisierung: Verwalten Sie containerisierte Workloads in hybriden Umgebungen mit Orchestrierungstools wie Kubernetes und automatisieren Sie die Anwendungsbereitstellung und -skalierung.
- Sicherheit und Compliance: Erfüllen Sie Sicherheits- und Compliance-Anforderungen für On-Premises- und Cloud-Komponenten, einschließlich Zugriffskontrollen, Datenverschlüsselung, Identitätsmanagement und Compliance-Frameworks.
Ein effektives Management und eine effektive Orchestrierung hybrider Computing-Umgebungen stellen eine nahtlose Integration, Ressourcenoptimierung, Sicherheit und Einhaltung von gesetzlichen Vorschriften in der On-Premises- und Cloud-Infrastruktur sicher und ermöglichen es Unternehmen, das Beste aus beiden Welten zu nutzen.
Auflistung einiger Überlegungen zur Auswahl der Computing-Plattform
Folgende drei Kernfaktoren gilt es bei der Wahl einer Computing-Plattform zu berücksichtigen:
- Leistungs- und Skalierbarkeitsanforderungen:
Bewerten Sie Ihre Leistungs- und Skalierbarkeitsanforderungen, um sicherzustellen, dass die Computing-Plattform Ihren Anforderungen gerecht werden kann. Ziehen Sie Faktoren in Betracht wie zum Beispiel:
- Verarbeitungsleistung: Stellen Sie sicher, dass die CPU-, RAM- und Datenspeicheroptionen der Plattform Ihren Leistungsanforderungen gerecht werden, indem Sie die Alternativen bewerten.
- Skalierbarkeit: Ziehen Sie in Betracht, wieviel Kapazität für Erweiterungen die Plattform als Reaktion auf Workload-Änderungen hat, unter anderem für automatische Skalierungsfunktionen und um erhöhten Datenverkehr oder mehr Workloads zu bewältigen.
- Netzwerkleistung: Um eine effektive Kommunikationsgeschwindigkeit zu gewährleisten, bewerten Sie die Netzwerkkonnektivität, Bandbreite und Latenz der Plattform.
- Kosten und Bezahlmodelle:
Entwickeln Sie ein Verständnis für die Kostenstruktur und Preismodelle in Verbindung mit der Computing-Plattform. Berücksichtigen Sie Folgendes:
- Bezahlmodelle: Bewerten Sie, ob die Plattform für Ihre Nutzung geeignete Preismodelle bietet, zum Beispiel Pay-as-you-go- oder abonnementbasierte Pläne.
- Kostenoptimierung: Berücksichtigen Sie die langfristigen Gesamtbetriebskosten, einschließlich Vorlaufkosten, Betriebskosten und potenzieller Einsparungen durch Skalierbarkeit oder Ressourcenoptimierung.
- Kostentransparenz: Stellen Sie einen klaren Überblick über Computing-Ressourcen, Datenspeicher, Datenübertragung und zusätzliche Servicekosten sicher, um die Preisstruktur transparent zu halten.
- Überlegungen zur Sicherheit und Compliance:
Stellen Sie sicher, dass die Computing-Plattform Ihren Sicherheits- und Compliance-Anforderungen entspricht. Berücksichtigen Sie Folgendes:
- Datensicherheit: Um den Datenschutz sicherzustellen, bewerten Sie die Verschlüsselung der Plattform, die Zugriffskontrolle und die Einhaltung von Sicherheitsstandards.
- Compliance-Anforderungen: Ermitteln Sie, ob die Plattform branchenspezifische Vorschriften und Datenverarbeitungsanforderungen erfüllt.
- Audit und Überwachung: Bewerten Sie die Protokollierungs- und Überwachungsfunktionen der Plattform, um Sicherheitsvorfälle oder Compliance-Verstöße zu erkennen und darauf zu reagieren.
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