Cloud-Architektur

Übersicht
Wechseln zu
Kontakt
Kontaktieren Sie uns!
Unsere Vertriebsexperten helfen Ihnen gerne weiter
E-Mail Vertrieb
E-Mail Vertrieb
Vertriebschat
Vertriebschat

Was ist Cloud-Architektur?

Unter Cloud-Architektur versteht man die Art und Weise, wie eine Reihe miteinander verbundener Komponenten – von Software-Tools und -Anwendungen bis hin zu Netzwerken, Servern und Datenspeichern – zu einer Cloud mit gemeinsam genutzten Ressourcen zusammengeführt werden. Es handelt sich um die komplette Infrastruktur aus Hardware und Software, die Unternehmen und Institutionen zur Erstellung, Indizierung, Speicherung und gemeinsamen Nutzung großer Datenmengen nutzen.

Die grundlegenden Bausteine der Cloud-Architektur werden entweder als Front-End-, Back-End- oder Cloud-basierte Bereitstellung dargestellt.

Cloud-Architektur: Die Grundlagen

Es gibt drei Hauptkomponenten, die in praktisch jedem Cloud-Service vorhanden sind. Das Front-End wird durch die Clients und Geräte repräsentiert, die für die Virtualisierung beziehungsweise den Zugriff und das Management aller Cloud-Daten verwendet werden. Diese Front-End-Tools können von virtuellen Web- und mobilen Anwendungen bis hin zu komplexen Analyse- und Automatisierungs-Tools reichen, je nach den besonderen Anforderungen eines Unternehmens.

Das Back-End besteht aus den virtuellen Servern, dem Datenspeicher und der Infrastruktur wie CPUs und GPUs, Netzwerk-Switches und Beschleunigerkarten, die den Benutzerzugriff und die Abfragen ermöglichen. Im Gegensatz zu herkömmlicher Netzwerk-Hardware und eigenen Rechenzentren können Unternehmen mit der Cloud problemlos skalieren, wenn sich ihre Anforderungen ändern, ohne dass sie eigene Geräte kaufen und instand halten müssen.

Schließlich ist die Cloud-basierte Bereitstellung der kritische Punkt, der das Front- und Back-End verbindet, unterstützt durch SaaS-, PaaS- und IaaS-Plattformen. Es gibt Hunderte verschiedener Anwendungsfälle, die alle leicht an die besonderen Bedürfnisse eines jeden Unternehmens angepasst werden können.

Zugehörige HPE Lösungen, Produkte oder Services

Was ist ein Cloud-Architektur-Framework?

Ein Cloud-Architektur-Framework ist das Regelwerk oder die Best Practice für eine funktionierende Cloud-Umgebung. Während viele Teile der Cloud rein technologiebasiert sind, umfasst das Framework der Cloud-Architektur alles von Komponenten über Rollen, Richtlinien und Sicherheit bis hin zu Schulungen. 

Auf der Ebene der Komponenten und Unterkomponenten sind die beiden wichtigsten Faktoren für den Rahmen der Cloud-Architektur ihre Interoperabilität (ihre Fähigkeit, große Datenmengen zu kommunizieren und zu senden) und ihre Portierbarkeit (ihre Fähigkeit, problemlos in eine andere Cloud oder auf einen anderen Server zu wechseln). Die Bereitstellung ist ein weiterer wichtiger Aspekt: Wie wird sich Ihre Cloud anpassen, wenn sich die verfügbaren Ressourcen ändern oder ein neuer Bedarf entsteht? 

Auch die  Sicherheitgehört zum Framework. Elemente wie die Multi-Faktor-Authentifizierung, die Erstellung und Pflege von Konten, die Datenklassifizierung und die ordnungsgemäße Protokollierung aller Netzwerkaktivitäten müssen bei der Einrichtung des Frameworks Ihrer Cloud-Umgebung sorgfältig berücksichtigt werden.

Schließlich befasst sich ein Framework für die Cloud-Architektur mit der End-to-End-Orchestrierung. Dabei handelt es sich um das koordinierte Management der gesamten Cloud-Umgebung, um sicherzustellen, dass die beabsichtigten Ziele erreicht werden. Dazu gehören häufige Audits der Cloud selbst, von der Sicherheit über die Leistung bis hin zur Compliance.

Zugehörige Themen

Welche Arten von Cloud-Architekturen gibt es?

Mit drei verschiedenen Arten von Cloud-Architekturen für den Zugriff auf und die Speicherung von Daten in der Cloud können Unternehmen das Servicemodell wählen, das ihren speziellen Anforderungen am besten entspricht: öffentlich, privat oder hybrid.

Unabhängig vom Modell ziehen die Sicherheit, die Flexibilität und die Kosteneinsparungen eines Cloud-Erlebnisses jeden Tag neue Unternehmen und IT-Fachleute an.

Public Cloud

Die Public Cloud ist, wie der Name schon sagt, ein komplettes Framework von Drittanbietern von Rechenressourcen wie Netzwerk, Arbeitsspeicher, Verarbeitung und Storage. Dies ist die heute gängigste Form des Cloud Computing, die es Unternehmen ermöglicht, ihre Ressourcen nach Bedarf zu skalieren, ohne eigene Hardware oder Software kaufen oder warten zu müssen.

Private Cloud

Es gibt Zeiten, in denen die Nutzung einer Private Cloud oder On-Premises-Cloud erforderlich ist. Bei diesem Modell wird das gesamte Cloud-System von der Organisation verwaltet. Die Entscheidung für eine Private Cloud-Umgebung ist häufig auf die Datensicherheit und -hoheit, die Einhaltung von Branchenvorschriften oder die Verfügbarkeit von Storage- und Verarbeitungsressourcen zurückzuführen. Eine Private Cloud kann entweder von einem Drittanbieter oder als Teil eines unternehmenseigenen Rechenzentrums gehostet werden.

Hybrid Cloud

Die Hybrid Cloud schließlich bietet das Beste beider Welten, denn ein Unternehmen kann eine optimierte private Cloud für seine eigenen Ressourcen unterhalten und gleichzeitig aus Kosten- und Skalierbarkeitsgründen die umfangreichen Ressourcen der Public Cloud nutzen. Eine Hybrid Cloud kombiniert öffentliche und private Cloud-Elemente, die sicher über ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) oder einen privaten Kanal verbunden sind.

Was ist der Unterschied zwischen dem Front-End und dem Back-End der Cloud?

Das Front-End der Cloud ist der Punkt, an dem ein Nutzer mit den Software-Clients, den Benutzeroberflächen und den Client-Geräten oder -Netzen interagiert. Das kann so einfach sein wie eine E-Mail-Anwendung oder so komplex wie tiefgehende KI-basierte Analysetools. Wird sie dem Nutzer als Anwendung zur Verfügung gestellt, spricht man von Software-as-a-Service (SaaS). Gleichzeitig kann das Back-End der Cloud-Architektur als die eigentliche Hardware hinter der Cloud bezeichnet werden – von der Datenspeicherung über Prozessoren bis hin zu Netzwerk-Switches – auch bekannt als Infrastructure-as-a-Service (IaaS).

Bedeutung und Vorteile der Cloud-Architektur

  • Flexibilität und Skalierbarkeit:

Das Cloud-Design ermöglicht es Unternehmen, ihre Ressourcen je nach Bedarf zu vergrößern oder zu verkleinern. Diese Skalierbarkeit ist wichtig, um die Entwicklung des Unternehmens aufrechtzuerhalten und sich gleichzeitig an veränderte Workloads anzupassen, ohne dass dafür große Hardware-Ausgaben erforderlich sind.

  • Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit:

Cloud-Anbieter liefern durch Redundanz und Failover-Systeme ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Dies trägt zu einer robusteren IT-Umgebung bei, da Daten und Anwendungen auch bei Hardwareausfällen oder -unterbrechungen weiterhin verfügbar sind.

  • Agilität und Innovation

Cloud Computing hilft Unternehmen, die Markteinführungszeit zu verkürzen, indem es eine schnelle Bereitstellung von Anwendungen und Services ermöglicht. Die Agilität der Cloud-Architektur ermöglicht es Unternehmen, in einem wettbewerbsorientierten und dynamischen Umfeld innovativ zu sein, indem sie schnell auf Marktentwicklungen reagieren und neue Konzepte ausprobieren können.

Komponenten der Cloud-Architektur

Cloud-Architektur: Verbindet Front-End- und Back-End-Komponenten, um nahtlose Funktionalität zu ermöglichen. Diese Architektur ist entscheidend für die Ausschöpfung des vollen Potenzials des Cloud-Computing, da sie Flexibilität, Zugänglichkeit und zuverlässige Leistung bietet. Hier sind die grundlegenden Elemente der Front-End- und Back-End-Cloud-Architektur.

  1. Front-End-Cloud-Architektur: Die Benutzeroberfläche ist die visuelle Schnittstelle, die es den Benutzern ermöglicht, mit den Cloud-Services zu interagieren. Sie umfasst Funktionen wie Dashboards, grafische Anzeigen und Navigation, um eine intuitive und benutzerfreundliche Erfahrung zu gewährleisten. 
  • Client-seitige Komponenten: Client-seitige Komponenten sind Software und Programme, die auf den Geräten der Nutzer installiert sind, wie beispielsweise Webbrowser und mobile Anwendungen. Diese Komponenten unterstützen die Verbindung mit der Cloud-Infrastruktur, so dass die Nutzer problemlos auf Daten zugreifen und diese ändern können. Ein wichtiger Aspekt der Front-End-Cloud-Architektur ist die Gewährleistung von Kompatibilität und optimaler Leistung auf verschiedenen Client-Geräten.
  • Optimierung der Benutzerfreundlichkeit: Die Optimierung der gesamten Interaktion zwischen Nutzern und Cloud-Anwendungen ist hier der Kernpunkt. Dazu gehört die Minimierung der Ladezeiten und der Reaktionszeit sowie die Aufrechterhaltung einer einheitlichen Erfahrung auf allen Geräten.

2. Back-End-Cloud-Architektur: Die Serverinfrastruktur dient als Backbone des Cloud-Systems und enthält die für die Verarbeitung und Speicherung von Daten erforderliche Rechenleistung und Speicherressourcen. Backend-Architekten erstellen und warten Server-Cluster und stellen sicher, dass diese dynamisch wachsen können, um sich den wechselnden Anforderungen anzupassen. Lastausgleichs- und Fehlertoleranzmaßnahmen werden eingesetzt, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

  • Datenbankmanagement: Die Back-End-Cloud-Architektur umfasst leistungsstarke Datenbankmanagement-Technologien, die Daten effektiv speichern und abrufen. Dazu gehören die Auswahl geeigneter Datenbankmodelle, die Erstellung von Schemata und die Implementierung von Datensicherheitsmechanismen. Skalierbarkeit und Datenkonsistenz sind wesentliche Aspekte, um sicherzustellen, dass die Datenbank mit den Anforderungen des Unternehmens Schritt halten kann.
  • Maßnahmen für Sicherheit und Compliance: Sicherheit hat bei der Cloud-Architektur oberste Priorität. Backend-Komponenten verwenden Verschlüsselung, Zugriffsbeschränkungen und Authentifizierungsprotokolle, um Daten vor unerwünschtem Zugriff zu schützen. Strenge Sicherheitsmaßnahmen und häufige Audits gewährleisten die Einhaltung von Industrienormen und -standards und fördern das Vertrauen der Nutzer und Beteiligten.

Was ist eine cloudbasierte Bereitstellung?

Die Cloud-basierte Bereitstellung richtet sich danach, wie Nutzer auf die Daten selbst zugreifen, sie verwalten und nutzen. Je nach Art der Anwendung kann es sich dabei um ein einfaches Webportal bis hin zu Analysen oder Netzwerkmanagement handeln. Diese Kombination aus virtueller Software und zentralisierter Hardware ermöglicht den Zugriff und die Flexibilität auf Unternehmensebene und bietet gleichzeitig eine skalierbare, sichere Speicherung großer Datenmengen. Ob öffentlich, privat oder hybrid – Sie passen Ihre IT-Lösung genau an Ihre Workload und Sicherheitsanforderungen an.

Wie wird die Cloud-Architektur genutzt?

Eine Cloud-native Architektur ist ein System, das speziell für den Betrieb in einer modernen Cloud entwickelt wurde. Der wichtigste Vorteil gegenüber älteren Systemen wie Vor-Ort-Servern ist die Flexibilität und Skalierbarkeit. Wenn es um moderne Cloud-Anwendungen geht (im Gegensatz zum herkömmlichen „monolithischen“ Anwendungsmodell), ist die Verwendung spezialisierter Microservices eine bedeutende Entwicklung.

Eine Cloud-native Anwendung kann man sich wie eine große Anwendung vorstellen, die aus Dutzenden, wenn nicht Hunderten oder Tausenden dieser Microservices oder Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs) besteht. Dieses Modell ermöglicht auch eine einfachere Entwicklung von Anwendungen und die Bereitstellung wichtiger Updates innerhalb von Tagen statt Wochen oder Monaten. Entwicklungsteams und IT-Experten profitieren in hohem Maße von dieser integrierten Arbeitsumgebung, die es den Teammitgliedern ermöglicht, spezifische Aufgaben zu erledigen und gleichzeitig Prozesse wie Kompilierung und Bereitstellung zu automatisieren.

Die Zahl der Anwendungen der Cloud-Architektur nimmt in fast allen Branchen rasant zu. Spezialisierte Anwendungen (z. B. SalesForce und Marketo) ermöglichen Unternehmen eine bessere Zusammenarbeit und Iteration bei gleichzeitiger Steigerung der Produktivität und Reduzierung von Ausfallzeiten.

Implementierung und Migration von Cloud-Architekturen:

Strategie für die Implementierung und Migration von Cloud-Architekturen:

Die Planung und der Aufbau der Cloud-Architektur sowie die Implementierung von Migrationstechniken erfordern wichtige Details:

  1. Planung und Entwurf einer Cloud-Architektur:
  • Bewertung der aktuellen Infrastruktur: Bewerten Sie zunächst die Infrastruktur, die Anwendungen und die Daten, um festzustellen, welche Workloads in die Cloud verlagert werden können und welche neu konzipiert werden müssen.
  • Definieren Sie Ziele und Anforderungen: Skizzieren Sie die Geschäftsziele, die die Cloud-Migration vorantreiben. Bestimmen Sie Leistung, Skalierbarkeit und Sicherheit. Diese Phase ist entscheidend für die Abstimmung der Cloud-Architektur auf die Unternehmensziele.
  • Auswahl der geeigneten Cloud-Services: Wählen Sie die richtigen Cloud-Services auf der Grundlage Ihrer Anforderungen aus. Wählen Sie IaaS, PaaS und SaaS je nach Anwendungsbedarf.
  • Architekturdesign: Planung einer skalierbaren, sicheren und integrierten Cloud-Infrastruktur. Definieren Sie das Zusammenspiel der Komponenten, um ein einheitliches, effizientes Framework zu schaffen. Verwenden Sie Best Practices für Hochverfügbarkeit und Disaster Recovery.
  • Kostenabschätzung und -optimierung: Schätzen Sie die Kosten für eine neue Cloud-Architektur mit einer umfassenden Kostenstudie. Um die Kosten mit der Auslastung in Einklang zu bringen, verwenden Sie reservierte Instanzen, Rightsizing von Ressourcen und automatische Skalierung.

 

2. Überlegungen und Strategie zur Migration

  • Der schrittweise Migrationsansatz: Priorisieren Sie wichtige, komplexe und abhängige Workloads für eine schrittweise Migration. Dies verringert das Risiko und macht jeden Migrationsschritt zu einer Lernerfahrung.
  • Datenmigration: Datenmigrationstechniken sollten Datenvolumen, Konsistenz und Ausfallzeiten berücksichtigen. Cloud-Technologien und -Services vereinfachen die Migration.
  • Anwendungs-Refactoring: Erwägen Sie die Umstrukturierung oder Neuarchitektur von Anwendungen, die für die Cloud-Kompatibilität geändert werden müssen. Dies kann Codeanpassungen, die Nutzung von Cloud-nativen Diensten oder eine Leistungsoptimierung für die Cloud beinhalten.
  • Testen und Validieren: Testen Sie Anwendungen vor der Bereitstellung ausgiebig in der Cloud. Überprüfen Sie Leistung, Sicherheit und Funktionalität, um eine reibungslose Übertragung zu gewährleisten und etwaige Probleme schnell zu beheben.
  • Überwachen und optimieren: Verwenden Sie umfassende Überwachungstechnologien, um die Leistung zu verfolgen und Probleme nach der Migration zu erkennen. Nutzen Sie Echtzeitdaten und Benutzereingaben zur Optimierung von Ressourcen, Setups und Preisen.

Best Practices der Cloud-Architektur

Die folgenden Aspekte sind für den Aufbau und die Ausführung von Cloud-Architekturen entscheidend.

  • Skalierbarkeit und Flexibilität:

Nutzen Sie Methoden der automatischen Skalierung, um Ressourcen dynamisch und bedarfsgerecht zu verändern und die Kosteneffizienz zu maximieren. Vergewissern Sie sich, dass das Design einen höheren Datenverkehr ohne Leistungseinbußen bewältigen kann, indem Sie die Ressourcen horizontal skalieren. Eine flexible Architektur hilft Unternehmen, sich an veränderte Anforderungen anzupassen.

  • Sicherheits- und Compliance-Standards:

Der Schutz von Daten und Infrastrukturen erfordert ein hohes Maß an Sicherheit. Verwenden Sie Verschlüsselung für vertrauliche Daten bei Übertragung und Inaktivität. Implementieren Sie starke Authentifizierungs-, Autorisierungs- und Zugriffskontrollen. Führen Sie regelmäßig Sicherheitsaudits durch, um Probleme zu finden und zu beheben. Um die gesetzliche Compliance und das Vertrauen der Nutzer zu gewährleisten, sollten Sie die branchenspezifischen Normen und Gesetze für die Datenverarbeitung beachten.

  • Integration und Interoperabilität:

Schaffen Sie eine Integration zwischen Cloud-Services und Systemen vor Ort. Nahtlose Kommunikation zwischen Komponenten und Services über APIs. Wählen Sie Cloud-Lösungen mit offenen Standards für Plattformkompatibilität. Die Integration von Daten und Zusammenarbeit im gesamten Unternehmen optimiert die Abläufe und maximiert die Cloud-Investitionen.

  • Strategien zur Leistungsoptimierung:

Nutzen Sie die Leistungsoptimierung, um die Ressourcennutzung zu maximieren. Nutzen Sie CDNs, um die Bereitstellung von Inhalten und die Latenz zu verbessern. Die Zwischenspeicherung häufig angeforderter Daten verkürzt die Reaktionszeiten. Verfolgen Sie Leistungsdaten, um Engpässe zu finden und die Ressourcenzuweisung zu verbessern.

HPE und Cloud-Architektur

HPE entwickelt und integriert weiterhin alle Komponenten, die für die Schaffung einer funktionierenden Cloud-Umgebung erforderlich sind. Aufbauend auf unserer Tradition im Bereich High-Performance-Computing und Datenspeicherung hat HPE den gleichen Fokus auf die Entwicklung des gesamten Cloud-Ökosystems gelegt – vom Edge über den Core bis hin zur Cloud und zurück.

Die Cloud-Architekturlösungen von HPE gehen über einfache Hardware und Software hinaus. Die Möglichkeit, Ihre gesamte Cloud-Umgebung zu visualisieren und zu verwalten, kombiniert mit Analysen und KI-gestützten Tools mit nahezu unbegrenzten Möglichkeiten, gibt Unternehmen mehr Flexibilität als je zuvor.

Ob Plattform-, Software- oder Infrastructure-as-a-Service (PaaS, SaaS bzw. IaaS), HPE ist führend bei der Integration von Unternehmen und Industrie in die Cloud-Umgebung. Im Vergleich zu herkömmlichen Netzwerkmodellen bietet die Cloud-Architektur von HPE erstklassige Sicherheit, Flexibilität und Skalierbarkeit – und gleichzeitig enorme Kosteneinsparungen.