Bearbeiten von „Cloud Computing“

[[Datei:Cloud computing.svg|400px|mini|Elemente des Cloud Computing]]
[[Datei:2014-11-07 Cloud Computing.webm|mini|Kurzfilm über die Möglichkeiten und Nutzung der Cloud]]
[[Datei:2014-09-21 VWA Cloud.webm|mini|Animationsfilm: Was passiert in einer Cloud?]]

'''Cloud Computing''' (deutsch ''Rechnerwolke'' oder ''Datenwolke''<ref>Das Gestaltungselement eines abstrahierten Wolkenumrisses wird in Netzdiagrammen häufig zur Darstellung eines zunächst nicht näher spezifizierten Teils des Internets verwendet.</ref>) beschreibt die Bereitstellung von [[IT-Infrastruktur]] wie beispielsweise [[Speicherplatz]], [[Rechenleistung]] oder [[Anwendungssoftware]] als [[IT-Dienstleistung|Dienstleistung]] über das [[Internet]].

Technischer formuliert umschreibt das Cloud Computing den Ansatz, IT-Infrastrukturen über ein [[Rechnernetz]] zur Verfügung zu stellen, ohne dass diese auf dem lokalen Rechner installiert sein müssen.

Angebot und Nutzung dieser Dienstleistungen erfolgen dabei ausschließlich durch technische [[Schnittstelle]]n und [[Netzwerkprotokoll|Protokolle]], etwa mittels eines [[Webbrowser]]s. Die Spannweite der im Rahmen des Cloud Computings angebotenen Dienstleistungen umfasst das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhaltet unter anderem Infrastruktur, [[Plattform (Computer)|Plattformen]] und [[Software]].<ref name="bsi">[https://www.bsi.bund.de/DE/Themen/DigitaleGesellschaft/CloudComputing/Grundlagen/Grundlagen_node.html Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI): Was ist Cloud Computing?]</ref>

== Begriffsbestimmung ==
2011 veröffentlichte das [[National Institute of Standards and Technology]] (NIST) eine Definition,<ref>Peter Mell, Timothy Grance: [http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication800-145.pdf ''The NIST Definition of Cloud Computing.''] National Institute of Standards and Technology (NIST), September 2011, abgerufen 3. November 2016.</ref> die auf weitgehende Akzeptanz stieß und unterschiedliche Definitionsansätze bündelt:

=== Servicemodelle ===
Cloud Computing enthält drei verschiedene Servicemodelle:

==== ''[[Infrastructure as a Service]]'' (IaaS) ====
: Clouds bieten Nutzungszugang von virtualisierten [[Computerhardware]]-Ressourcen wie Rechnern, Netzen und Speicher. Mit IaaS gestalten sich Nutzer frei ihre eigenen virtuellen [[Rechnerverbund|Computer-Cluster]] und sind daher für die Auswahl, die Installation, den Betrieb und das Funktionieren ihrer [[Software]] selbst verantwortlich.

==== ''[[Platform as a Service]]'' (PaaS) ====
: Clouds bieten Nutzungszugang von Programmierungs- oder [[Laufzeitumgebung]]en mit flexiblen, dynamisch anpassbaren Rechen- und Datenkapazitäten. Mit PaaS entwickeln Nutzer ihre eigenen Software-Anwendungen oder lassen diese hier ausführen, innerhalb einer Softwareumgebung, die vom Dienstanbieter (Service Provider) bereitgestellt und unterhalten wird.

==== ''[[Software as a Service]]'' (SaaS) ====
: Clouds bieten Nutzungszugang von Software-Sammlungen und Anwendungsprogrammen. SaaS Diensteanbieter offerieren spezielle Auswahlen von Software, die auf ihrer Infrastruktur läuft. SaaS wird auch als ''Software on demand'' (Software bei Bedarf) bezeichnet.<ref>[http://www.ubuntu.com/business/cloud/cloudcomputing ''Ubuntu in the cloud.''] In: ''Ubuntu.com'', abgerufen am 15. Mai 2015.</ref>

=== Liefermodelle ===
[[Datei:Cloud computing types.svg|mini|Darstellung von Cloud-Liefermodellen]]
Zudem enthält die Definition des National Institute for Standards and Technology (NIST) vier Liefermodelle:<ref>[http://www.cloud.fraunhofer.de/de/faq/publicprivatehybrid.html ''Kurzdefinition der Cloud-Liefermodelle.''] In: ''Fraunhofer.de'', abgerufen am 15. Mai 2015.</ref>

==== Public Cloud – die öffentliche Rechnerwolke ====
: Bietet Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen für die breite Öffentlichkeit über das Internet. Public-Cloud-Diensteanbieter erlauben ihren Kunden, IT-Infrastruktur zu mieten auf einer flexiblen Basis des Bezahlens für den tatsächlichen Nutzungsgrad bzw. Verbrauch (pay-as-you-go), ohne Kapital in Rechner- und Datenzentrumsinfrastruktur investieren zu müssen.

==== Private Cloud – die private Rechnerwolke ====
: Eine Private Cloud ist eine Cloud-Umgebung welche ausschließlich für eine Organisation betrieben wird. Das Hosten und Verwalten der Cloud-Plattform kann intern (beispielsweise durch firmeneigene Rechenzentren) aber auch durch Dritte erfolgen. <!-- @Sichter: Bitte Diskussionsseite anschauen. Danke -->

==== Hybrid Cloud – die hybride Rechnerwolke ====
: Bietet kombinierten Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen aus den Bereichen von ''Public Clouds'' und ''Private Clouds'', nach den Bedürfnissen ihrer Nutzer.

==== Community Cloud – die gemeinschaftliche Rechnerwolke ====
: Bietet Zugang zu abstrahierten IT-Infrastrukturen wie bei der ''Public Cloud'' – jedoch für einen kleineren Nutzerkreis, der sich, meist örtlich verteilt, die Kosten teilt (z.&nbsp;B. mehrere städtische Behörden, Universitäten, Betriebe oder Firmen mit ähnlichen Interessen, Forschungsgemeinschaften, Genossenschaften).

Weiterhin gibt es Mischformen der oben genannten Cloud-Typen:

==== Virtual Private Cloud – eine private Rechnerwolke auf prinzipiell öffentlich-zugänglichen IT-Infrastrukturen ====
: Die Abschottung der „virtuell privaten“ Bereiche auf der öffentlichen Infrastruktur wird durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen (z.&nbsp;B. [[Virtual Private Network|VPN]]) gewährleistet.<ref>Elke Rekowski: [http://www.zdnet.de/41549540/virtual-private-cloud-kompromiss-zwischen-kosten-und-rechtlichen-anforderungen/ ''Virtual Private Cloud: Kompromiss zwischen Kosten und rechtlichen Anforderungen.''] In: ''[[ZDNet.de]].'' 2. März 2011, abgerufen 10. Juni 2016.</ref>

==== Multi Cloud – Bündelung verschiedener Cloud Computing Dienste ====
: Weiterentwicklung der Hybrid Cloud, bei der mehrere Cloud Computing Dienste in einer heterogenen [[Systemarchitektur]] gleichzeitig genutzt werden können.

=== Essenzielle Charakteristika ===
Das NIST listet fünf essenzielle Charakteristika für Cloud Computing:

==== On-demand self-service ====
Selbstzuweisung von Leistungen aus der Cloud durch den oder die Nutzer, die bei Bedarf bereitstehen soll.

==== Broad network access ====
Leistungen aus der Cloud sind über Standardmechanismen über das Netzwerk erreichbar.

==== Resource pooling ====
Ressourcen wie Rechenleistung, Netzwerk oder Storage werden zwischen unterschiedlichen Projekten und Kunden geteilt.

==== Rapid elasticity ====
Virtuelle Ressourcen skalieren schnell und aus Nutzersicht nahezu unbegrenzt und können auch automatisiert auf Laständerungen angepasst werden.

==== Measured service ====
Ressourcennutzung kann gemessen und überwacht werden. Zum Beispiel für Abrechnung oder auch automatische Skalierung.

Demzufolge geht Cloud Computing über andere gegenwärtig diskutierte Ansätze (z.&nbsp;B. [[Virtualisierung (Informatik)|Virtualisierung]]) hinaus. Unter der Bedingung einer öffentlichen Verfügbarkeit, ähnlich beispielsweise dem öffentlichen Telefonnetz, kann man Cloud Computing je nach Architektur auch als Summe von SaaS und [[Utility Computing]] ansehen.<ref>{{Internetquelle |url=http://d1smfj0g31qzek.cloudfront.net/abovetheclouds.pdf |titel=Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing |zugriff=2010-12-18 |format=PDF-Datei; 570&nbsp;kB}}</ref>

== Geschichte ==
Die ''Cloud'' ist eines der ältesten [[Sinnbild]]er der Informationstechnik und steht als solches für Rechnernetze, deren Inneres unbedeutend oder unbekannt ist.<ref>{{Internetquelle |url=http://online.wsj.com/article/SB123802623665542725.html |titel=The Internet Industry Is on a Cloud -- Whatever That May Mean |werk=[[Wall Street Journal]] |datum=2009-03-26 |zugriff=2012-01-29}}</ref>

Bereits Anfang der 1990er Jahre prophezeiten einige Persönlichkeiten der IT-Branche, dass sich „Computer auf das Netz verteilen“ werden, sprich, dass Cloud Computing entstehen werde, sobald die Technik reif sei.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.manager-magazin.de/unternehmen/it/a-582750-2.html |titel=Cloud Computing – Damit Sie nicht aus allen Wolken fallen |autor=Ben Rodenhäuser |werk=Manager Magazin |datum=2008-10-09 |zugriff=2015-03-18}}</ref> Die Zeit war Ende der 1990er mit der Entwicklung der [[Mandantenfähigkeit|Multitenant-Architektur]] gekommen.
[[Datei:Screenshot BSCW 2.png|alt=Screenhost BSCW 2|mini|Screenshot BSCW 2, aus dem Jahr 1996]]
1995 wurde von der GMD (heute [[Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik|Fraunhofer FIT]]) mit dem [[BSCW]] ein System vorgestellt, das heute als Cloud bezeichnet würde. Man konnte webbasiert Dokumente in Ordner hochladen und diese mit anderen teilen.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.w3.org/Conferences/WWW4/Papers/151/ |titel=Supporting Collaborative Information Sharing with the World Wide Web: The BSCW Shared Workspace System |autor=R. Bentley, T. Horstmann, K. Sikkel, J. Trevor |datum=1995 |zugriff=2016-02-03}}</ref>
Seit 1996 wird BSCW durch&nbsp;das [[Fraunhofer-Gesellschaft|Fraunhofer]] Spin-Off OrbiTeam kommerziell angeboten.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.bscw.de/auszuege_aus_der_esip_laudatio.html |titel=Auszüge aus der Laudatio bei der Verleihung des European Software Innovation Prize 1996 |zugriff=2016-02-03}}</ref>

Als 2004 das soziale Netzwerk [[Facebook]] ins Leben gerufen wurde, gab man dessen Mitgliedern die Möglichkeit Fotos, Videos etc. online zu speichern und veröffentlichen („posten“).
Der Begriff Cloud Computing wurde jedoch hauptsächlich durch einige schnell wachsende Internetfirmen wie [[Amazon.com|Amazon]], [[Google Inc.|Google]] und [[Yahoo]] geprägt. Diese Firmen standen auf Grund des schnellen Wachstums ihrer Nutzerbasis vor dem Problem, ständig wachsende Systeme vorhalten zu müssen, die auch zu Spitzenlastzeiten (für Amazon wäre dies z.&nbsp;B. das Weihnachtsgeschäft) ausreichende Performance bereitstellen.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.salesforce.com/de/socialsuccess/cloud-computing/die-geschichte-von-cloud-computing.jsp |titel=Die Geschichte von Cloud Computing |hrsg=Salesforce.com |zugriff=2015-05-15}}</ref>

Für Amazon war diese Spitzenlast im Jahr 2006 um den Faktor 10 höher als die Grundlast im Tagesgeschäft. Um diesem Problem zu begegnen, entschied man sich, die [[Serviceorientierte Architektur|(serviceorientierte) Architektur]] und die Dienste, die man zum Bewältigen der zum Teil stark schwankenden oder auch sehr hohen Nutzerzahlen entworfen und etabliert hatte, zu einem Produkt zu machen, das man nach außen hin anbietet, d.&nbsp;h. dass dieses Problem in Spitzenlastzeiten auf die Nutzer der Cloud verteilt wird.

Für Amazon war dieser Schritt Anfang der 2000er Jahre eine logische Konsequenz, da man intern zu diesem Zeitpunkt schon auf kleine schnell-bewegliche Teams (fast-moving „two-pizza teams“) umgeschwenkt hatte, die neue Funktionalitäten auf Basis der bestehenden Cloud-Infrastruktur implementierten. Die Skalierungseffekte der Cloud-Dienste wurden damit zur Basis des Produktes Cloud Computing selbst, das man ab da nicht mehr nur intern, sondern auch extern anbot. Amazon ist heute weltweit der größte Anbieter von Cloud Computing.

Zwingende Voraussetzung für die Inanspruchnahme und Verbreitung von Cloud-Computing-Diensten sind so schnelle Breitbandverbindungen, dass es keinen Unterschied mehr macht, ob Daten lokal auf einem PC oder auf entfernten Servern einer Cloud gespeichert sind. Mithin ist die zunehmende Relevanz des Cloud Computing für Privatanwender an die Marktversorgung mit ebenso schnellen wie zuverlässigen und kostengünstigen [[DSL]]- und [[Long Term Evolution|LTE]]-Verbindungen gekoppelt.

== Abgrenzung von anderen Techniken ==
Bei „[[Grid-Computing]]“ geht es um die gemeinschaftliche Nutzung der gemeinsamen Ressourcen und es gibt keine zentrale Steuerung. Im Fall von Cloud Computing hat man einen Anbieter der Ressourcen und einen Nutzer. Die Steuerung der Ressourcen ist zentralisiert.

== Architektur ==
Da Clouds primär durch den Skalierungsgedanken entstanden sind, finden sich dort auch die stärksten Unterscheidungsmerkmale.

Um sich der Architektur zu nähern, kann man sich einen einfachen Rechner vorstellen. Er hat Prozessorkerne, Arbeitsspeicher, eine Festplatte und Programme. Diese Komponenten finden sich auch in einer Cloud, nur in einer Form, die massive Skalierung ermöglicht.

Demzufolge lesen sich die Kenndaten einer „Cloud-Festplatte“ dann auch anders als die einer klassischen Festplatte im Computer. Amazon sagt über seine [[Persistenz (Informatik)|Persistenzschicht]] (S3): „Die Anzahl der speicherbaren Objekte ist unbegrenzt.“<ref>[http://aws.amazon.com/de/s3/ Informationen zu Amazon S3], abgerufen am 15. Mai 2015.</ref> Google hat seine Persistenzschicht [[Google File System]] auf etwa 15.000 einzelne Rechner verteilt (Stand 2009).<ref>Avinash Kumar: [http://www.slideshare.net/guest2cb4689/google-file-system ''The Google File System.''] Präsentation. Veröffentlichung 22. April 2009, abgerufen am 15. Mai 2015.</ref>

Für die anderen Komponenten wie Programme oder Prozessorkerne gelten ähnliche große Maße. Warum dies so ist, erklärt sich allein durch die Zahlen. Im Jahr 2008 gibt Google bekannt, 10&nbsp;Milliarden Datensätze, die über 1000 physische Computer verteilt sind, innerhalb von 68 Sekunden sortieren zu können.
{{Zitat-en
 |Text=We are excited to announce we were able to sort 1&nbsp;TB (stored on the Google File System as 10&nbsp;billion 100-byte records in uncompressed text files) on 1,000 computers in 68&nbsp;seconds.
 |lang=en
 |Übersetzung=Wir freuen uns, bekanntzugeben, dass wir in der Lage waren, 1&nbsp;TB (gespeichert im Google File System in 10&nbsp;Milliarden Dokumenten mit je 100 Bytes Datensatzgröße in unkomprimierten Textdateien), verteilt auf 1000 Computer, innerhalb von 68&nbsp;Sekunden zu sortieren.
 |ref=<ref>[http://googleblog.blogspot.com/2008/11/sorting-1pb-with-mapreduce.html Sorting 1PB with MapReduce], Googleblog, 21. November 2008, abgerufen 15. Mai 2015.</ref>}}

== Technische Realisierungen von Cloud Computing ==
Es gibt unterschiedliche Arten von Cloud Computing. Eine mögliche Gliederung ist der sogenannte technische Cloud-Stack mit drei Schichten, in der obere Schichten auf den unteren Schichten aufbauen können, es aber nicht müssen:<ref>Sam Charrington: {{Webarchiv | url=http://www.appistry.com/blogs/sam/cloud-taxonomy-applications-platform-infrastructure | wayback=20081221123110 | text=''Cloud Taxonomy: Applications, Platform, Infrastructure.''}}</ref> [[Datei:Architektur Cloud Computing.svg|mini|Cloud-Computing-Architektur]]
* Infrastruktur
* Plattform
* Anwendung

Jede Schicht stellt hier einen Grad an Abstraktion dar. Auf diese Art können auch die unterschiedlichen Typen von „Clouds“ klassifiziert werden.

=== Infrastruktur (IaaS) ===
{{Hauptartikel|Infrastructure as a Service}}

Die Infrastruktur oder „Cloud Foundation“ stellt die unterste Schicht im Cloud Computing dar. Der Benutzer greift hier auf bestehende Dienste innerhalb des Systems zu, verwaltet seine Recheninstanzen (siehe [[Virtual Hosting|virtueller Server]]) allerdings weitestgehend selbst. Dienste innerhalb des IaaS-Konzeptes sind typischerweise verteilte Persistenz (siehe Amazons [[Amazon Web Services#Speicher|Simple Storage Service]]) und ein Nachrichtendienst (siehe [[Message Oriented Middleware]]). Sind die Cloud-Dienste selbst noch hochskalierend ausgelegt, trifft dies nicht zwingend auf die Programme zu, die auf den vom Benutzer eingebrachten Recheninstanzen laufen.

Der Vorteil gegenüber traditionellen Datencentern ist die Skalierbarkeit: Die Recheninstanzen können je nach Anforderungen beliebig um weitere Instanzen erweitert oder verkleinert werden. Der Benutzer hat dabei vollen Zugriff auf die Instanzen mit der Eigenschaft, dass er für die Instanzen ab der Betriebssystemebene selbst verantwortlich ist.

Die größten Beispiele hierfür sind [[Amazon Web Services]] und die [[Open Telekom Cloud]].

=== Plattform (PaaS) ===
{{Hauptartikel|Platform as a Service}}

Ein Entwickler erstellt eine Anwendung und lädt diese in eine Cloud-Plattform. Diese kümmert sich dann selbst um die Aufteilung auf die eigentlichen Verarbeitungseinheiten. Im Unterschied zu IaaS hat der Benutzer hier keinen direkten Zugriff auf die Recheninstanzen. Er betreibt auch keine virtuellen Server. Im PaaS-Szenario bringt er ausschließlich seine Programmlogik in die Cloud-Plattform ein, die ihm gegenüber als [[Programmierschnittstelle]] auftritt.

Die Infrastruktur der Cloud selbst kümmert sich hierbei um die erforderliche Instanziierung der Verarbeitungseinheiten und das Verteilen der zu verarbeitenden Daten.

Als Beispiel können hier die Produkte [[Windows Azure]] von Microsoft, [[Google App Engine|„App Engine“]] von Google oder „force.com“ von [[Salesforce.com]] der Plattform-Schicht zugeordnet werden.

Dadurch, dass der Benutzer hier nur seine Applikationslogik liefert, kann die Cloud-Plattform die Anzahl der tatsächlich arbeitenden Instanzen nach Belieben erhöhen oder reduzieren. Die Abstraktion von jeglicher technischen Komponente ist hierbei explizit gewünscht, da der Benutzer der Cloud in erster Linie Daten verarbeiten, nicht aber das System administrieren möchte.

=== Anwendung (SaaS) ===
{{Hauptartikel|Software as a Service}}

Die Anwendungsschicht stellt die abstrakteste Schicht auf Cloud-Dienste dar. Hierbei bringt der Benutzer seine Applikation weder in eine Cloud-Plattform ein, noch muss er sich um Skalierbarkeit oder Datenhaltung kümmern. Er nutzt eine bestehende Applikation, die ihm die Cloud nach außen hin anbietet. Dieser Anwendungsfall inkludiert die beiden darunterliegenden Ebenen, da die Cloud-Funktionalitäten wie hochskalierender, verteilter Speicher, ausfallsichere Infrastruktur und üblicherweise ein hochskalierendes Queuingsystem zwar die Grundlage der benutzten Anwendung sind, der Nutzer des SaaS-Dienstes damit allerdings nicht in Kontakt kommt.

Eine „Cloud-Anwendung“ im SaaS-Modell berücksichtigt typischerweise die folgenden Aspekte:
* Das Design soll modular und serviceorientiert sein (Aufsetzbarkeit auf dem PaaS-Szenario).
* Die Last ist nicht vorhersehbar, denn über Nutzungsintensität und Nutzerzahl einer Anwendung kann oft keine zuverlässige Aussage gemacht werden.
* Die Anwendung soll dynamisch, verteilt und [[Mandantenfähigkeit|mandantenfähig]] sein.

Bekannte Beispiele für Cloud-Anwendungen sind [[Apple iCloud]], [[Google Drive]], [[Microsoft OneDrive]], [[ownCloud]], [[Nextcloud]] oder [[Salesforce.com]].

== Organisatorische Arten von Clouds ==
Man kann neben dem technischen Cloudstack auch zwischen verschiedenen Organisationsformen von „Clouds“ unterscheiden, die je nach Anwendungsfall ihre Berechtigung haben. Die Definitionen für die Begriffe „private“, „public“ usw. wurden vom NIST geprägt, werden in gleicher Art von den Wirtschaftsprüfern verwendet (führend hierzu sei für die Definition der Standards die ISACA angeführt) und sind seit 2014 auch in ISO/IEC 17788 verfügbar. Die Definitionen durch diese Gremien sind von hohem Erkenntniswert, da hier die korrekten Definitionen der Deployment Models international gültig festgelegt sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Definitionen sich auf den möglichen Nutzerkreis beziehen und nichts damit zu tun haben, wo „die Cloud“ betrieben wird oder wie Eigentumsverhältnisse aussehen. Unter „Private Cloud“ ist demnach eine Cloud zu verstehen, bei der die Ressourcen durch einen vordefinierten Benutzerkreis angesprochen wird und wo die Verwaltung durch ausgezeichnete User erfolgt.
Am anderen Ende der Skala ist dann die „Public Cloud“ zu finden, bei der a priori keinerlei Information über die möglichen Nutzer vorhanden ist. Mischformen dazwischen sind möglich (z.&nbsp;B. „Hybrid Cloud“), beziehen sich aber ebenfalls auf den Nutzerkreis und nicht auf die technische Ausgestaltung.

Die Begrifflichkeiten, wie sie teilweise gemeinhin anzutreffen sind, und im Rahmen deren Verwendung „Public Cloud“ mit „off premise“ und „Private Cloud“ mit „on premise“ gleichgesetzt werden, sind irreführend und entsprechen in dieser Verwendung weder der Grundidee der ISO/IEC Normen noch der anderen Gremien.

== Cloud Computing in der Wirtschaft ==
Cloud Computing verlagert die Investition für Anwendungsprogramme auf den Anbieter der Dienste und eine der tatsächlichen Leistung entsprechende Gebühr. Das erlaubt es, schwerfällige Entscheidungsprozesse in dem Unternehmen des Bestellers der Dienste abzulösen.

=== Vorteile und Probleme ===
Ebenso wie die [[Virtualisierung (Informatik)|Virtualisierung]] ermöglicht Cloud Computing Kostenvorteile<ref>Charles Arthur: [https://www.theguardian.com/technology/2010/jan/27/cloud-computing-government-uk ''Government to set up own cloud computing system.''] In: ''[[The Guardian]].'' 27. Januar 2010.</ref> gegenüber konventionellen Systemen. Dies ist der Fall, wenn sich beispielsweise die Bezahlung nach der Dauer der Nutzung des Dienstes richtet und der Dienst nur gelegentlich genutzt wird. Lokale Ressourcen (Software und Hardware) lassen sich einsparen. Zunehmend wird diese Ressourceneffizienz auch in Verbindung mit der nachhaltigen Nutzung von [[Informations- und Kommunikationstechnik|IKT]]-Systemen gebracht, wobei entsprechende Überlegungen keineswegs neu sind. Ein häufig zitiertes Beispiel ist die Realisierung von E-Mail-Systemen auf Basis von Cloud Computing, denn hier nimmt die Komplexität der Anwendung durch Maßnahmen zur Unterbindung von [[Technische Kompromittierung|Kompromittierungsversuchen]] kontinuierlich zu, so dass kleinere Unternehmen von einer Auslagerung profitieren können. Vorteile ergeben sich auch im Fall von stark schwankender Nachfrage: Normalerweise müsste man genug Kapazität vorhalten, um Lastspitzen bedienen zu können. Bei Nutzung von Cloud Computing lässt sich die genutzte Kapazität variabel an den tatsächlichen Bedarf kurzfristig anpassen. Das gilt besonders für volatile Geschäftsfelder, die externen Anforderungen umgehend entsprechen müssen, wie beispielsweise die Logistik. Ständig schwankende und vom Markt abhängige Warenvolumina erfordern zeitnahes Reagieren und die durchgehende Verfügbarkeit der zur Ausführung benötigten Kapazitäten. Dank der Flexibilität und der Skalierbarkeit der Cloud wäre die Bereitstellung benötigter Ressourcen für logistische Software (wie zum Beispiel [[Lagerverwaltungssystem|WMS]], [[Transport Management Software|TMS]], [[Enterprise-Resource-Planning|ERP]] usw.) wesentlich günstiger und einfacher zu bewerkstelligen, als es momentan mit statischen Systemen der Fall ist. Laut einer aktuellen Studie des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML ist eine Kostenreduktion im Bereich Warehouse Management um bis zu 56 Prozent im ersten Jahr und 48 Prozent in den Folgejahren machbar.<ref>Michael ten Hompel (Hrsg.), Maren-Bianca Meinhardt, Torben Lippmann: ''Cloud Computing für Logistik. Akzeptanz zur Nutzungsbereitschaft der Logistics Mall bei Anwendern und Anbietern''. Fraunhofer Verlag, Stuttgart 2011, ISBN 978-3-8396-0220-1, S. 125.</ref> Konzepte zur praktischen Umsetzung existieren und befinden sich bereits in der Anwendung.<ref>[http://www.ccl.fraunhofer.de/de/forschung/logistics-mall.html Leitprojekt 3 – Logistic Mail], Fraunhofer IML, abgerufen am 15. Mai 2015.</ref> Weitere Kostenvorteile ergeben sich für den Servicenutzer bei Public Cloud Angeboten beispielsweise bei der [[IT-Governance]] (etwa durch (Teil-)Auslagerung bei der IT-Prüfung an den Dienstleister), durch den geringeren Investitionsbedarf und dem (steuerlichen und handelsrechtlichen) Ansatz der monatlichen Gebühren in voller Höhe.<ref>Michael Möhring, Christian Koot, Rainer Schmidt: ''Kostenaspekte von Public Cloud-Angeboten.'' In: ''ERP-Management - Zeitschrift für unternehmensweite Anwendungssysteme.'' 8, 2012, Nr. 3, S. 39–41.</ref>

Problematisch stellt sich Datensicherheit beim Cloud Computing dar:

Eines der Grundprobleme, nämlich die [[Datensicherheit|Absicherung des Zugriffs]] auf die Anwendungsdaten beim Transfer zwischen lokalem [[Client]] und entferntem [[Server]], kann heute befriedigend gelöst werden. Es existieren zahlreiche Entwicklungen im Bereich der sicheren Übertragung, wie beispielsweise [[Transport Layer Security|SSL/TLS-Verschlüsselung]]. Ein weiteres Grundproblem ist die Verschlüsselung der Daten, die in Datenbanken und Datei-Systemen der Cloud gespeichert werden. Auch dieses Problem ist grundsätzlich technisch gelöst und wird von [[State of the Art|State-of-the-Art]]-Cloud-Anbietern angewandt ([[Kryptographie]]). Jedoch findet man (Stand 2012) hierauf noch keine Hinweise in den Datenschutzerklärungen der großen Cloud-Anbieter.

Das dritte Grundproblem, nämlich dass Administratoren des Cloud-Anbieters und der Dienste Zugriff auf die Nutzerdaten während der Verarbeitung haben, ist hingegen grundsätzlich ohne ein komplexes Management des verteilten Authentisierens und des dynamischen Autorisierens sowie der Kryptografie nicht zu lösen.

Kritiker behaupten, dass die Kontrolle der privaten Daten von Benutzern durch die marktdominanten Anbieter, wie etwa [[Google]], hierdurch überhandnähme.<ref>David Smith: [https://www.theguardian.com/technology/2009/jan/25/google-drive-gdrive-internet ''Google plans to make PCs history.''] In: ''The Observer.'' 25. Januar 2009.</ref> Allerdings gibt es mittlerweile Algorithmen, die Berechnungen so auf einzelne Instanzen aufteilen können, dass es selbst allen Instanzen gemeinsam nicht möglich ist, Rückschlüsse auf die verarbeiteten Daten zu ziehen.<ref>{{Internetquelle |url=http://cumulus4j.org/latest-stable/ |titel=Data privacy protection: the grand challenge for cloud software |hrsg=Cumulus4 |datum=2012 |zugriff=2012-08-16}}</ref>
Dies ist lediglich der ausführenden Instanz möglich, da nur sie den genauen Algorithmus kennt, mit dem die Teilergebnisse wieder zusammengeführt werden. Ein weiterer Ansatz, der sich zur Behebung dieses Problems eignet, ist die Anwendung einer voll [[Kryptographie#Homomorphe Verschlüsselung|homomorphen Verschlüsselung]]. Dabei wird innerhalb der Cloud ausschließlich auf verschlüsselten Daten gerechnet, die im privaten Bereich dann wieder entschlüsselt werden können. Die Herausforderung liegt hier jedoch darin, Verschlüsselungsalgorithmen zu finden, die für einen massiven, großflächigen Einsatz beim Cloud Computing effizient genug arbeiten.

Ein alternativer Ansatz, der ebenfalls die Daten in der Cloud unzugänglich macht, ist das Konzept der [[Sealed Cloud]]. Dabei kommt eine Schlüsselverteilung zum Einsatz, die zwar eine Verschlüsselung der Daten, jedoch nicht deren Entschlüsselung durch die Schlüssel zulässt, die den Administratoren zugänglich sind, und es erfolgt eine geordnete Sicherung und anschließende Löschung von unverschlüsselten Daten, bevor ein Administrator, beispielsweise zu Wartungszwecken, Zugriff zur Computing-Infrastruktur erhält.

Eine weitere Herausforderung in der Cloud ist die Abhängigkeit ([[Lock-in-Effekt]]) vom jeweiligen Cloud-Anbieter, da die angebotenen Schnittstellen meist sehr herstellerspezifisch sind. Privatanwender stehen zudem vor der hypothetischen Frage, was mit ihren Daten in der Cloud passiert, wenn der Anbieter eines Cloud-Dienstes Insolvenz anmeldet.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.test.de/Cloud-Die-Daten-in-der-Wolke-4366749-4366741/ |titel=Daten in der Wolke |hrsg=Stiftung Warentest |datum=2012-04-25 |zugriff=2012-04-25}}</ref> Daher bieten neue Anbieter die Rücksicherung der Daten auf dem eigenen Computer an.<ref>[http://www.spiegel.de/netzwelt/web/reclaim-fm-holen-wir-uns-unsere-daten-zurueck-a-898479.html Reclaim.fm: Holen wir uns unsere Daten zurück]</ref>

== Kosten ==
Es gibt verschiedene Untersuchungen über die Kosten von Cloud Computing. Nach einer Untersuchung von Dachyuk (2018) ist [[Colocation]]ing ab etwa 150 großen [[Amazon Web Services|AWS]]-Instanzen (''m4.2xlarge'') günstiger als Cloud Computing.<ref>[https://lwn.net/Articles/748106/ The true costs of hosting in the cloud], LWN, 28. Februar 2018.</ref>

== Ersatzlösungen ==
Da viele Privatanwender zunehmend Bedenken haben, ihre Daten bei großen Unternehmen zu speichern, wenn diese beispielsweise ihre Geschäftsbedingungen jederzeit ändern könnten, stellen viele [[Network Attached Storage|NAS]]-Systeme für zu Hause Funktionen bereit, wie man sie von Cloud-Speicher-Betreibern kennt. In diesem Fall spricht man von einer ''Personal Cloud'', da die Infrastruktur der Datenspeicherung vollständig vom Anwender selbst betrieben wird. NAS-Lösungen übernehmen jedoch kein Verarbeiten von Daten.

=== Abgrenzung von anderen Dienstleistungsformen ===
Cloud Computing ist in einigen Elementen mit dem klassischen [[Online Outsourcing]] verwandt. Es grenzt sich jedoch in wesentlichen Punkten von diesem ab. In der Regel wird im Bereich der ''Infrastructure as a Service''-Anbieter die IT-Infrastruktur von mehreren Kunden genutzt, sodass Kapazitätsspitzen leichter verteilt werden können und Reserven gemeinsam genutzt werden. So können Cloud-Dienstleistungen kurzfristig angepasst werden und unterscheiden sich dadurch vom klassischen Modell, in dem Kunden Rechnerinfrastruktur „exklusiv“ nutzen. Weiterhin erfolgt die Steuerung und Administration der Dienste durch den Nutzer via Webinterface selbst.<ref name="bsi" />

== Rechtliche Fragen ==
Rechtlich müssen sowohl die Beziehungen zwischen Cloud-Anbietern und ihren Kunden als auch die Rechte betroffener Dritter betrachtet werden.

=== Datensicherheit ===
Es ist zu berücksichtigen, dass der gesetzlich geforderte Datenschutz grundsätzlich ohne technische Datensicherheit nicht erreicht werden kann. Die Datensicherheit wird durch die verwendete Technik des Anbieters und durch die verwendeten Anwendungen des Anbieters bestimmt.

=== Datenschutz ===
Nach Urteil des [[Europäischer Gerichtshof|Europäischen Gerichtshofs]] dürfen nur eingeschränkt Daten in die USA gelangen, wo sich über 90 % der Cloud Computing Infrastruktur befinden.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.informationweek.com/cloud-computing/cloud-computing-differences-between-us-a/229202999 |titel=Cloud Computing Differences Between U.S. And Europe |hrsg=UBM |datum=2010-04-05 |zugriff=2012-08-14}}</ref> Nationale Datenschutzagenturen stützen sich auf Arbeiten der [[ENISA]], wenn sie darlegen, warum Cloud Computing trotz [[Safe Harbor]] beispielsweise für Schulen unzulässig ist.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.datatilsynet.dk/english/processing-of-sensitive-personal-data-in-a-cloud-solution/ |titel=Processing of sensitive personal data in a cloud solution |hrsg=Datenschutzagentur Dänemark |datum=2011-02-03 |zugriff=2011-10-02}}</ref> Auch die Datenschutzbeauftragten der Schweiz warnen insbesondere vor Verletzung des [[Datenschutzrecht]]s bei Verwendung von Rechenzentren im Ausland.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.tagesschau.sf.tv/Nachrichten/Archiv/2011/05/14/Vermischtes/Der-Trend-zur-Wolke-Wachstumsmarkt-Cloud-Computing |titel=Der Trend zur Wolke – Wachstumsmarkt Cloud-Computing |hrsg=Schweizer Fernsehen |datum=2011-05-14 |zugriff=2011-10-02}}</ref>

Wenn [[personenbezogene Daten]] Dritter online gespeichert werden, müssen sich beispielsweise deutsche Auftraggeber vorab und anschließend regelmäßig nachvollziehbar vor Ort davon überzeugen, dass die Vorgaben des [[Bundesdatenschutzgesetz]]es eingehalten werden.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.spiegel.de/netzwelt/web/0,1518,783446,00.html |titel=Datenschutz in der Wolke |werk=[[Spiegel online]] |zugriff=2011-09-03}}</ref> Weil namhafte Cloud-Anbieter Datenbestände ihrer Kunden weitergeben, drohen den Kunden Bußgelder.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.heise.de/newsticker/meldung/Deutschen-Unternehmen-droht-Aerger-bei-der-Nutzung-von-US-Clouds-1353083.html |titel=Deutschen Unternehmen droht Ärger bei der Nutzung von US-Clouds |hrsg=Heise Verlag |datum=2011-10-01 |zugriff=2011-10-02}}</ref>
Cloud-Betreiber mit Sitz in den USA unterliegen dem US-Recht und demnach dem [[Patriot Act]]. Unternehmen mit Sitz in den USA sind deshalb gezwungen, auch Daten an amerikanische Behörden auszuliefern, die sich auf Servern in fremdem Hoheitsbereich befinden. Dies ist beispielsweise von Amazon, Microsoft und Google bestätigt worden.<ref>Arnd Böken: [https://www.heise.de/ix/artikel/Zugriff-auf-Zuruf-1394430.html ''Patriot Act und Cloud Computing: Zugriff auf Zuruf?''] In: ''iX.'' 1/2012, S. 110.</ref>

Nicht zuletzt wegen dieser Problemlagen im Datenschutz sowie in der Frage, inwieweit der Einzelne die Verfügungsgewalt über seine Daten tatsächlich behält, erhielt die Cloud bzw. Cloud Computing als Technik 2012 den Negativpreis [[Big Brother Awards|Big Brother Award]] in der Kategorie „Kommunikation“, die Laudatio hielt [[Rena Tangens]] vom [[FoeBuD]].<ref>[https://bigbrotherawards.de/2012/kommunikation-cloud Laudatio zur „Wolke“ bei den Big Brother Awards 2012]</ref>

=== Leistungsschuld ===
{{Staatslastig|DE}}

Bei den Cloud-spezifischen Leistungen werden in der Regel Web- oder [[Filehosting|Filespace]], [[Datenbanken]], [[Anwendungsprogramm|Applikationen]] und [[Hosting]]&shy;services zur Verfügung gestellt. Beim [[Webhosting]] (ggf. auch für das [[Storage-Management]]), bei dem Daten auf den Host des Hosting-Providers gespeichert werden, wird vertreten, dass es sich hierbei nicht um einen [[Mietvertrag (Deutschland)|Mietvertrag]] nach {{§|535|bgb|juris|text=§§ 535 ff.}} [[Bürgerliches Gesetzbuch|BGB]] handelt, sondern um einen [[Werkvertrag (Deutschland)|Werkvertrag]] nach {{§|631|bgb|juris|text= §§ 631 ff.}} BGB. Der Hosting-Provider schuldet als Leistung lediglich, dass die Website des Kunden bei ihm irgendwo gespeichert wird und dass sie im Internet aufgerufen werden kann. Eigentliche Leistung ist daher die Aufbewahrung der Information und ihr Zurverfügunghalten für den Abruf im Internet. Für den Kunden ist vor allem wichtig, dass die Inhalte dauernd abrufbar sind. Wie der Hosting-Provider oder Cloudanbieter diese Leistung erbringt, ist dem Kunden gleichgültig. Damit wird nicht primär Speicherplatz überlassen, sondern primär ein Erfolg, nämlich die Abrufbarkeit im Internet geschuldet. Das Einspeichern der Website ist nur technische Voraussetzung des geschuldeten Erfolgs.

Bei der zur Verfügungstellung von Applikationen wird in der Regel ein Software-as-a-Service (SaaS) oder „[[Application Service Providing]]“-Modell (ASP) gewählt. Hierbei wird vom ASP-Anbieter einem Kunden die temporäre Nutzung von Applikationen zur Verfügung gestellt. Der [[Bundesgerichtshof]] hat entschieden,<ref>[http://juris.bundesgerichtshof.de/cgi-bin/rechtsprechung/document.py?Gericht=bgh&Art=en&nr=38367&pos=0&anz=1 BGH, Urteil vom 15. November 2006], Az.&nbsp;XII&nbsp;ZR&nbsp;120/04, Volltext.</ref> dass auf Application-Service-Providing-Verträge grundsätzlich die mietrechtlichen Vorschriften Anwendung finden. Auch wenn diese Entscheidung sicherlich bedeutsam gewesen ist, bedarf es doch einer erheblichen vertraglichen Gestaltung, insbesondere bei der Gestaltung der [[Service-Level-Agreement|Service-Levels]], da hier die mietrechtlichen Regelungen des {{§|535|bgb|juris|text=§§ 535 ff.}} BGB allein nicht ausreichend sein dürften.

Die Einordnung von Hosting-Verträgen für Datenbanken in die vertragstypologische Einordnung des BGB richtet sich nach der vertraglich geschuldeten Leistung. Hierbei ist grundsätzlich zu unterscheiden, ob wie weiter oben beschrieben Filespace zur Speicherung der Datenbank vom Provider zur Verfügung gestellt wird (sogenanntes Datenbank-Hosting) oder eine Applikation wie eine Oracle-Datenbank (zur zeitweiligen Nutzung) zur Verfügung gestellt wird. Schuldet der Cloud-IT-Anbieter über die Hosting-Leistung hinaus Leistungen, wie z.&nbsp;B. bei der Gestaltung der Datenbanken, sind ggf. die Regelungen von {{§|87a|urhg|juris|text=§§ 87a bis 87e}} [[Urhebergesetz|UrhG]] zu berücksichtigen.

=== Urheberrecht ===
{{Staatslastig|DE}}
Zu beachten sind auch urheberrechtliche Fragestellungen, wenn urheberrechtlich geschützte Daten online gespeichert werden. Der Upload von Daten stellt rechtlich gesehen nichts anderes als eine Vervielfältigung gem. § 16 UrhG dar, die der Zustimmung des Urhebers bedarf. Nur wenn der Upload zu rein privaten Zwecken geschieht und die Datei nicht öffentlich zugänglich gemacht wird, kann der Upload als Privatkopie gem. § 53 UrhG zulässig sein. Die öffentliche Zugänglichmachung von Dateien der Cloud (§ 19a UrhG) ist jedoch ohne Zustimmung des Urhebers immer rechtswidrig.

Hinzu kommt, dass nach [[Marcel Bisges]] durch Cloud Computing das derzeitige System der Urhebervergütung ausgehebelt werden kann, indem dem Urheber der Anspruch auf angemessene Vergütung (für Privatkopien) vermindert wird.<ref>Marcel Bisges: ''Beeinträchtigung des Systems der Urhebervergütung für Privatkopien durch Cloud-Dienste.'' GRUR 2013, S. 146–150.</ref> Aus urheberrechtlicher Sicht ist Cloudcomputing andererseits, so Bisges, für die Hersteller von Software von Vorteil, da im Gegensatz zu herkömmlicher Softwareüberlassung die Schäden durch illegale Kopien vermieden werden.<ref>Marcel Bisges: ''Urheberrechtliche Aspekte des Cloud Computing - Wirtschaftlicher Vorteil gegenüber herkömmlicher Softwareüberlassung?'' MMR 2012, S. 574–578.</ref>

== Cloud Services Made in Germany ==
In Deutschland wurde 2010 die Initiative Cloud Services Made in Germany ins Leben gerufen. Dabei geht es um die Rechtssicherheit beim Einsatz von Cloud Computing-Lösungen. Denn bei den Unternehmen, die daran beteiligt sind, liegen die Kundendaten ausschließlich in Deutschland und unterliegen damit dem deutschen Recht und Datenschutz. Folgende Aspekte sind bei der Initiative wichtig:<ref>{{Internetquelle |url=https://www.eurodata.de/news/eurodata-initiative-cloud-services-made-germany |titel=Initiative Cloud Services Made in Germany |zugriff=2017-09-10 |sprache=de}}</ref>
* Das Unternehmen des Cloud Service-Betreibers wurde in Deutschland gegründet und hat dort seinen Hauptsitz.
* Das Unternehmen schließt mit seinen Cloud Service-Kunden Verträge mit [[Service-Level-Agreement]] (SLA) nach deutschem Recht.
* Der Gerichtsstand für alle vertraglichen und juristischen Angelegenheiten liegt in Deutschland.
* Das Unternehmen stellt für Kundenanfragen einen lokal ansässigen, deutschsprachigen Service und Support zur Verfügung.

== Literatur ==
* Christian Baun, Marcel Kunze: ''Cloud Computing. Web-basierte dynamische IT-Services.'' In: ''Informatik Im Fokus.'' Springer, Berlin/ Heidelberg 2009, ISBN 978-3-642-01593-9.
* Mario Meir-Huber: ''Cloud Computing''. Praxisratgeber und Einstiegsstrategien. entwickler.press, Frankfurt am Main 2010, ISBN 978-3-86802-055-7.
* Christian Metzger, Juan Villar: ''Cloud Computing. Chancen und Risiken aus technischer und unternehmerischer Sicht.'' Hanser, München 2011, ISBN 978-3-446-42454-8.
* Alexander Bell: ''Mobile- und Cloud-Computing. Mobile- und Cloud-Computing – unter Betrachtung der Unternehmen Google, Amazon und SAP AG.'' München 2012, ISBN 978-87-403-0264-6. [http://bookboon.com/de/studium/informatik-office/mobile-und-cloud-computing Download Free eBook] (129 Seiten)

== Externe Links ==
{{Commonscat|Cloud computing|Cloud Computing}}
* [https://www.bundestag.de/blob/191178/22a7553089d81c2e06866e15fc354a0e/cloud_computing-data.pdf Aktueller Begriff: Cloud Computing] (PDF, 64 kB; 2 Seiten), [[Deutscher Bundestag]], Wissenschaftliche Dienste Nummer 15/10 vom 12.&nbsp;März 2010
* [http://www.test.de/Cloud-Die-Daten-in-der-Wolke-4366749-4366741/ Cloud-Dienste für private Anwender], [[Stiftung Warentest]] vom 24.&nbsp;April 2012
* [https://www.enisa.europa.eu/publications/cloud-computing-risk-assessment ''Cloud Computing Risk Assessment (including recommendations)''] (PDF, 2 MB, 125 Seiten, englisch), [[Europäische Agentur für Netz- und Informationssicherheit]] (ENISA) vom November 2009
* [https://www.bitkom.org/Bitkom/Publikationen/Wie-Cloud-Computing-neue-Geschaeftsmodelle-ermoeglicht.html Cloud Computing – Leitfaden] (PDF, 4 MB, 87 Seiten), [[Bitkom]]
* NIST Special Publication 800-144: [http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-144/SP800-144.pdf Guidelines on Security and Privacy in Public Cloud Computing] (PDF, 1 MB, 80 Seiten, englisch)
* [http://ec.europa.eu/justice/newsroom/data-protection/news/120125_en.htm ''The European Commission has proposed a comprehensive reform of the EU’s 1995 data protection rules to strengthen online privacy rights and boost Europe’s digital economy.''] In: ''hostingtecnews.com'', (englisch)
* [https://datenschutz-berlin.de//content/nachrichten/datenschutznachrichten/27-april-2012 Memorandum der „Berlin Group“ (Internationale Arbeitsgruppe zum Datenschutz in der Telekommunikation)]
* [https://cre.fm/cre176-cloud-computing „Cloud Computing“] bei [[CRE (Podcast)|cre.fm]] (Podcast)
* [http://www.hwwi.org/uploads/tx_wilpubdb/HWWI_Policy_Paper-71.pdf Cloud Computing als Instrument für effiziente IT-Lösungen] (PDF; 953&nbsp;kB)
* [http://www.frankfurter-datenbanktage.de/index.php/interview-mit-sabine-heukrodt-bauer Interview Datenbanktage – Rechtliche Aspekte bei der Datenspeicherung in der Cloud] (Stand: März 2013)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Cloud Computing| ]]
[[Kategorie:IT-Management]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]