Distributed Cloud – einfach erklärt

Distributed Cloud wird von Nutzern in Anspruch genommen, die keine eigene IT-Infrastruktur entwickeln, erwerben oder warten möchten. Sie können dabei auch auf das klassische Cloud-Computing-Modell zurückgreifen. Zudem bietet dieses Modell einen bedarfsgerechten und verbrauchsabhängig abgerechneten Zugriff auf Rechenressourcen. Zu diesen Ressourcen zählen unter anderem Speicher, Server, Datenbanken und Anwendungen.

Virtualisierungstechniken ermöglichen die Isolierung und den Schutz der Daten einzelner Nutzer. Darüber hinaus betreiben Anbieter öffentlicher Cloud-Dienste (Public-Cloud-Anbieter) riesige Serverfarmen. Diese Ressourcen werden von den Kunden gemeinsam genutzt.

Sämtliche Überwachungs- und Verwaltungskomponenten sind für die Cloud-Nutzer transparent; sie gewährleisten den laufenden Betrieb der Cloud. Zudem ermöglicht Standortredundanz über verschiedene Regionen hinweg die Wiederherstellung des Betriebs nach Ausfällen oder Katastrophen.

Distributed Cloud Computing erweitert das verteilte Rechnen auf die Cloud-Infrastruktur selbst.

Dadurch wird der Verarbeitungsaufwand auf mehrere vernetzte Server verteilt. Eine verteilte Cloud ist eine Umgebung für die Ausführung von Anwendungen.

Bei diesem Ansatz werden Komponenten an geografisch getrennten Standorten gehostet, die auf die spezifischen Anforderungen des Programms abgestimmt sind.

Ein Public-Cloud-Dienst ermöglicht die Verwaltung einer Public-Cloud-Infrastruktur über zahlreiche Standorte hinweg. Dies umfasst auch lokale (On-Premises-)Umgebungen, Rechenzentren anderer Cloud-Anbieter sowie Rechenzentren von Drittanbietern oder Colocation-Zentren. All diese Ressourcen werden über eine zentrale Steuerungsebene verwaltet.

Ihr Unternehmen kann Anwendungen oder spezifische Anwendungskomponenten bereitstellen und ausführen – und zwar in einer Kombination aus verschiedenen Cloud-Standorten und -Konfigurationen. Diese Einstellungen sind zudem optimal auf Ihre Anforderungen hinsichtlich Leistung, Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und weiterer Aspekte abgestimmt.

Der Zugriff darauf erfolgt über die gezielte, zentral verwaltete Bereitstellung von Public-Cloud-Diensten. In Hybrid- oder Multi-Cloud-Umgebungen kann es jedoch zu Inkonsistenzen bei Betrieb und Verwaltung kommen. Distributed Cloud löst dieses Problem.

Wie funktioniert Distributed Cloud?

Cloud Computing ermöglicht es Nutzern, auf die eigene Wartung und den Betrieb einer IT-Infrastruktur zu verzichten. Zudem wandelt es Investitionsausgaben (CAPEX) in Betriebsausgaben (OPEX) um. Dies geschieht durch ein nutzungsbasiertes Modell für den Bezug von Rechenleistung. Der bedarfsgerechte Abruf von Speicherplatz (Storage on Demand) ist ein wesentlicher Vorteil der Nutzung von Cloud-Diensten.

Im Rahmen von Distributed Cloud Computing stehen weitere Funktionen zur Verfügung. Dazu gehört beispielsweise die Möglichkeit, die Speicherung bestimmter Daten in festgelegten Ländern zu verlangen. Zudem lassen sich spezifische Leistungsziele hinsichtlich Latenz oder Durchsatz erreichen. Diese werden in Service Level Agreements (SLAs) zwischen dem Nutzer und dem Cloud-Anbieter verbindlich geregelt.

Die Aufgabe des Cloud-Anbieters besteht darin, die Komplexität der Einhaltung solcher SLAs zu verbergen. Dies kann auch den Aufbau zusätzlicher Cloud-Infrastruktur in bestimmten Regionen sowie das Eingehen von Partnerschaften mit Cloud-Anbietern, die bereits in diesen Gebieten tätig sind, umfassen. Zudem müssen Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungen zwischen diesen geografisch verteilten Rechenzentren eingerichtet werden.

Große Cloud-Anbieter verfügen über eigene Technologien.

Sie integrieren diese Komponenten in die verteilten Cloud-Rechenzentren. Dadurch werden Daten, Rechenleistung und Speicher intelligent platziert, um die Service-Level-Agreements (SLAs) zu erfüllen. Gleichzeitig bleibt dieser Prozess für die Nutzer der Cloud-Dienste transparent.

Aus Sicht des Nutzers ist die weltweite Verteilung von Cloud-Rechenressourcen einfach. Zudem können Nutzer Rechenlasten auf eine Vielzahl von Standorten (Points of Presence, PoPs) verteilen. Ermöglicht wird dies durch die weltweit unterschiedlichen Leistungsstufen der CPU-Ressourcen.

Distributed Cloud erweitert im Grunde die zentralisierte Cloud des Anbieters. Dies geschieht durch den Einsatz von Micro-Cloud-Satelliten rund um den Globus. Der Cloud-Anbieter ist für sämtliche Aspekte der verteilten Infrastruktur verantwortlich – von Betrieb, Updates und Governance bis hin zu Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Zudem nimmt der Nutzer das System als eine einzige Cloud wahr. Dies umfasst sowohl die zentralen Cloud-Dienste als auch die Satelliten, unabhängig von deren Standort. Zudem lässt sich das gesamte System über eine einzige Steuerungsebene verwalten.

Vorteile der Distributed Cloud

Von einer vereinfachten Multi-Cloud-Verwaltung bis hin zu besserer Skalierbarkeit – all dies wird durch die Distributed Cloud ermöglicht. Zudem unterstützt die Distributed Cloud die Bereitstellung modernster Anwendungen für Automatisierung und Entscheidungsunterstützung.

Verbesserte Transparenz und Verwaltbarkeit von Hybrid-Cloud-/Multi-Cloud-Architekturen

Distributed Cloud unterstützt Unternehmen dabei, mehr Kontrolle über ihre hybride Multi-Cloud-Infrastruktur zu gewinnen. Sie ermöglicht Transparenz und Verwaltung über eine einheitliche Schnittstelle mit einer Reihe von Tools.

Skalierbarkeit und Agilität, die sowohl effizient als auch kosteneffizient sind.

Die Erweiterung eines spezialisierten Rechenzentrums oder der Bau neuer Rechenzentrumsstandorte in verschiedenen Regionen ist kostspielig und zudem zeitaufwendig. Mit der Distributed Cloud kann ein Unternehmen Anwendungen in jeder beliebigen Umgebung erstellen und bereitstellen – und das unter Einsatz derselben Tools und desselben Personals. Zudem entfällt die Notwendigkeit, neue Infrastrukturen oder Edge-Standorte aufzubauen.

Einfachere Einhaltung branchenspezifischer oder regionaler Vorschriften

Viele Datenschutzgesetze schreiben vor, dass personenbezogene Daten eines Nutzers nicht aus dessen Rechtsgebiet heraus übertragen werden dürfen. Organisationen können personenbezogene Daten im jeweiligen Wohnsitzland des Nutzers verarbeiten; eine verteilte Cloud-Infrastruktur ermöglicht dies. Dies ist insbesondere in Branchen wie dem Gesundheitswesen, der Telekommunikation und anderen Wirtschaftszweigen von Vorteil.

Die Verarbeitung von Daten an der Quelle kann die Einhaltung von Datenschutzanforderungen erleichtern.

Schnellere Bereitstellung von Inhalten

Die Speicherung und Bereitstellung von Inhalten von Standorten aus, die näher an den Nutzern liegen, verbessert die Übertragungsgeschwindigkeit. Ein Content Delivery Network (CDN) auf Basis einer verteilten Cloud steigert die Leistung beim Streaming von Videoinhalten. Zudem verbessert es das Nutzererlebnis.

Anwendungen in den Bereichen Internet der Dinge (IoT), künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen:

Videoüberwachung, Fertigungsautomatisierung, selbstfahrende Autos usw. erfordern eine Echtzeit-Datenverarbeitung.
Auch Anwendungen im Gesundheitswesen können nicht darauf warten, dass Daten an ein zentrales Cloud-Rechenzentrum und wieder zurück übertragen werden. Diese Anwendungen benötigen eine minimale Latenz. Dieser Bedarf wird durch Distributed Cloud und Edge Computing gedeckt.

Nachteile des verteilten Rechnens

Komplexität

Im Vergleich zu ihren zentralisierten Pendants sind verteilte Rechensysteme schwieriger bereitzustellen. Zudem sind sie schwer zu verwalten sowie bei der Fehlersuche und Fehlerbehebung anspruchsvoll. Verteilte Systeme benötigen Software, die Sicherheits- und Kommunikationsaufgaben bewältigen kann. Auch beschränkt sich die zunehmende Komplexität nicht auf die Hardware.

Die anfänglichen Investitionskosten sind höher.

Eine verteilte Cloud verursacht höhere Bereitstellungskosten als ein einzelnes System. Sie ist mit einem höheren Aufwand für den Verarbeitungs-Overhead verbunden. Dies ist auf den erhöhten Rechen- und Informationsaustauschaufwand zurückzuführen, der die Kosten in die Höhe treibt.

Sicherheitsbedenken

In einem zentralisierten Rechensystem lässt sich der Datenzugriff regeln. Die Gewährleistung der Sicherheit in verteilten Systemen ist hingegen eine schwierige Aufgabe. Benutzer müssen in der Lage sein, replizierte Daten an verschiedenen Standorten zu verwalten. Zudem ist es erforderlich, die Sicherheit des Netzwerks zu gewährleisten.

Ausfallzeit

Viele Nutzer von Cloud-Computing-Diensten haben bereits Ausfallzeiten erlebt. Stromausfälle, langsames Internet, Wartungsarbeiten sowie technische Probleme kommen als Ursachen infrage.

Leistungsschwankung

Ein weiterer Nachteil der Arbeit in einer Cloud-Umgebung sind Leistungsschwankungen. Zudem laufen viele Anwendungen gleichzeitig auf einem einzigen Server. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass aufgrund gemeinsam genutzter Ressourcen Leistungsprobleme auftreten.

Geringe Bandbreite

Wie bereits erwähnt, begrenzen Cloud-Diensteanbieter die Bandbreitennutzung ihrer Kunden. Wenn das Kontingent Ihres Unternehmens aufgebraucht ist, müssen Sie eine zusätzliche Gebühr entrichten, die beträchtlich ausfallen kann.

Mangel an Unterstützung

Wenn Cloud-Anbieter keinen zeitnahen technischen Support leisten, frustriert das den Kunden. Zudem ist dies mit Unannehmlichkeiten verbunden, insbesondere für Teams mit begrenztem technischen Fachwissen.

Beispiel für eine verteilte Cloud

Zu den Nutzungsszenarien, die für verteiltes Cloud-Computing sprechen, gehören die folgenden:

Intelligente Verkehrssysteme

Lkw, die im Konvoi fahren, können Daten von fahrzeuginternen Sensoren sowie von Sensoren der Verkehrsinfrastruktur verarbeiten. Dies unterstützt sie dabei, eine konstante Geschwindigkeit und einen gleichbleibenden Abstand zu anderen Fahrzeugen einzuhalten. Zudem übermitteln sie kontinuierlich Verkehrs- und Motordaten an eine zentrale Cloud.

Eine Flottenmanagement-Anwendung in einer regionalen Cloud überwacht die Fahrt zum Zielort und analysiert die Daten einer Vielzahl von Fahrzeugen. Sie hilft dabei, optimale Routen zu ermitteln und Fahrzeuge zu identifizieren, die gewartet werden müssen.

Intelligentes Caching

Ein großer Anbieter von Over-the-Top-Videodiensten nutzt eine zentrale Cloud, um Videos zu transkodieren und zu formatieren – und zwar für verschiedene Gerätetypen, die über unterschiedliche Netzwerke versorgt werden. Dabei kommen weltweit verteilte CDNs zum Einsatz, um Inhalte in diversen Formaten zwischenzuspeichern. Die Inhalte werden vorab in Caches bereitgestellt, die sich in unmittelbarer Nähe der Endnutzer befinden. Dieser Schritt erfolgt als Reaktion auf die erwartete hohe Nachfrage nach einer neu gestarteten Serie in einer bestimmten Region.

Beispiele hierfür sind Speichersysteme, die direkt bei Kabelnetz-Kopfstellen (Head-ends) für die Versorgung von Haushalten installiert sind, oder Systeme an 5G-Basisstationen in dicht besiedelten Ballungsgebieten, um mobiles Streaming zu ermöglichen.

Abschluss

Zukünftige Anwendungen werden sich auf die Bereiche Mobile, IoT sowie AR/VR konzentrieren. Für ein hervorragendes Kundenerlebnis sind Dienste für verteiltes Computing unerlässlich. In den kommenden Jahren wird das Kundenerlebnis einer der entscheidenden Faktoren für den Erfolg einer IT-Lösung sein. Distributed Cloud Computing trägt zu einem verbesserten Kundenerlebnis bei.

Distributed Cloud Computing zeichnet sich durch eine überlegene Leistungsfähigkeit und höhere Zuverlässigkeit aus. Damit stellt es eine vorteilhafte Alternative für Unternehmen dar, die hohe Arbeitslasten und große Datenmengen bewältigen müssen.

Darüber hinaus wird die Distributed Cloud durch kontinuierliche Weiterentwicklungen noch leistungsfähiger werden.