Was ist eigentlich diese Cloud und welche Möglichkeiten bietet sie
einem Anwendungsentwickler? Und was davon ist eigentlich
prüfungsrelevant? Antworten gibt es in der einhundertachzehnten
Episode des Anwendungsentwickler-Podcasts. TL;DR Für deine
Ausbildung als Fachinformatiker:in Anwendungsentwicklung habe ich
die Grundlagen zu Cloud Computing zusammengestellt, die auch in
IHK-Prüfungen vorkommen. Cloud-Angebote helfen dabei, Anwendungen
schnell bereitzustellen und ihre Leistung an wechselnde Last
anzupassen. Bei Bare-Metal und On-Premise betreibst du physische
Hardware selbst und trägst die Verantwortung dafür. Virtuelle
Maschinen verteilen die vorhandenen Ressourcen auf mehrere
Betriebssysteme, während du dich weiterhin um deren Pflege kümmern
musst und mit großen VM-Dateien arbeitest. Kapitelmarken [00:00:00]
Einleitung [00:00:20] Cloud Computing in Ausbildung und IHK-Prüfung
[00:01:36] Geplante Themen der Cloud-Reihe [00:03:22] Grundidee und
Aufgaben eines Cloud-Anbieters [00:04:53] Wechselnde Last und
skalierbare Ressourcen [00:06:26] Web-Anwendungen und mobile
Backends [00:07:17] Start-ups und kurze Time-to-Market [00:08:14]
Cloud Computing im Internet of Things [00:10:00] Bare-Metal und
On-Premise [00:12:24] Kontrolle über Infrastruktur und Arbeiten
ohne Internet [00:14:09] Kosten und Aufwand eigener Hardware
[00:16:52] Physische Server im fremden Rechenzentrum [00:19:09]
Grundlagen virtueller Maschinen [00:21:07] Ressourcen verteilen und
VMs skalieren [00:22:55] Betriebssysteme wählen und selbst betreuen
[00:24:10] VMs auf andere Hardware übertragen [00:25:02] Schichten
von Hardware bis Anwendung [00:27:27] Aufgaben beim Betrieb eigener
VMs [00:28:13] Größe und Transport von VM-Dateien [00:29:03]
Ausblick auf As-a-Service-Angebote [00:29:34] Rückblick auf die
behandelten Grundlagen [00:31:20] Beispiele für Virtualisierung
[00:31:38] Feedback und Kontakt Inhalt Anwendungsfälle
Webanwendungen und mobile Apps, Startups mit kurzer Time to Market,
Internet of Things Bare Metal bzw. On Premise Klassischerweise
wurden Unternehmensanwendungen auf eigener Hardware betrieben. Wenn
sie im eigenen Unternehmen steht, spricht man auch von "on
premise". Vorteile Komplette Infrastruktur ist unter der eigenen
Kontrolle, keine Abhängigkeit von Dritten. Kann komplett autark vor
Ort betrieben werden. Auch "offline" nutzbar. Nachteile Die
Hardware muss selbst gewartet werden. Teure Investitionen zu Beginn
nötig. Schwierig/unmöglich zu skalieren. Evtl. lange/teure
Leerlaufzeiten der Hardware. Beispiele: Server im eigenen
Rechenzentrum, Server-Anbieter wie 1Blu, Hetzner, HostEurope etc.
Virtuelle Maschinen Um die verfügbare Hardware besser ausnutzen zu
können, wurden virtuelle Maschinen eingeführt. VMs simulieren
verschiedene Hardwareumgebungen, obwohl sie auf einer einzigen
Hardware laufen. Vorteile Leichter zu skalieren als Hardware
(CPU/RAM kann einfach angepasst werden). Bessere Ausnutzung der
zugrundeliegenden Hardware (mehrere Systeme auf einer Hardware).
Freie Wahl der Betriebssysteme ist möglich. Nachteile Installation
und Wartung der Betriebssysteme muss selbst durchgeführt werden.
VMs sind sehr groß (mehrere Gigabyte). Beispiele: VMware, Xen,
Citrix, Hyper-V. Links Permalink zu dieser Podcast-Episode RSS-Feed
des Podcasts Cloud Computing Zusammenfassung Cloud Computing in
deiner IT-Ausbildung Für meine IT-Azubis bereite ich eine
Lernzielkontrolle zu Cloud Computing vor. Das Thema kommt auch in
IHK-Prüfungen vor und begegnet dir als Fachinformatiker:in
Anwendungsentwicklung beim Betrieb von Software. Anwendungen bei
einem Cloud-Anbieter betreiben Wenn ich eine Anwendung bei einem
Cloud-Anbieter betreibe, stellt dieser je nach Angebot Hardware
oder virtuelle Maschinen bereit. Auch Netzwerkkomponenten können
dazugehören. Welche Aufgaben beim Anbieter liegen, hängt vom
gebuchten Dienst ab. Dadurch lässt sich der Aufwand für eigene
Infrastruktur verringern. Ein Unternehmen muss weniger selbst
betreuen und kann Leistungen einkaufen, für die es sonst eigene
Hardware und Administrator:innen bräuchte. Bei einem Onlineshop
steigt die Last beispielsweise vor Weihnachten. Zusätzliche
Leistung lässt sich beim Cloud-Anbieter gegen höhere Gebühren
bereitstellen. Wer eigene Server für solche Spitzen anschafft,
bezahlt deren laufende Kosten auch während der Zeiten, in denen
wenig passiert. Typische Anwendungsfälle Web-Anwendungen: Dazu
gehören Websites und Onlineshops. Backends für mobile Apps: Eine
App tauscht beispielsweise über eine REST-Schnittstelle Daten mit
einer Anwendung aus, die in der Cloud läuft. Start-ups:
Cloud-Angebote erleichtern es, mit wenig Startkapital eine
Anwendung bereitzustellen. Neue Funktionen können schnell bei
Kund:innen ankommen. Die Zeit von der Idee bis zum verfügbaren
Produkt heißt Time-to-Market. Internet of Things: Vernetzte Geräte
senden große Mengen unterschiedlicher Daten. Dafür werden
Serverkapazität und ausreichend Bandbreite gebraucht. Auch andere
Softwareprodukte können in der Cloud betrieben werden. Die hier
behandelten Beispiele stammen überwiegend aus dem Web-Bereich.
Bare-Metal und On-Premise Mit Bare-Metal ist ein physischer Rechner
gemeint, auf dessen Hardware du Zugriff hast. On-Premise beschreibt
den Standort innerhalb des eigenen Unternehmens, etwa im eigenen
Rechenzentrum. Wenn ich dort einen Server betreibe, kann ich
defekte Hardware austauschen oder den Rechner direkt ausschalten.
Für Reparaturen und den laufenden Betrieb bin ich selbst
verantwortlich. Was du selbst kontrollierst Du bestimmst, welche
Hardware eingesetzt wird, und kennst den Standort der Server. Deine
Daten liegen in deiner eigenen Infrastruktur. Das ist relevant,
wenn du aus Datenschutzgründen die Kontrolle über sie behalten
musst. Du entscheidest selbst über den Betrieb und bist dabei
unabhängig von den Zusagen eines externen Anbieters. Anwendungen im
lokalen Netzwerk bleiben bei einem Internetausfall erreichbar,
sofern sie ohne Internetverbindung arbeiten können. Eine durch
Bauarbeiten gekappte Leitung habe ich selbst erlebt. Welchen
Aufwand du übernimmst Server können hohe Kosten verursachen, bevor
deine Anwendung überhaupt startet. Gerade für ein kleines
Unternehmen ist das eine finanzielle Hürde. Du brauchst
Fachkenntnisse oder Administrator:innen, die Hardware betreuen und
Betriebssysteme aktuell halten. Wenn die Zahl der Benutzer:innen
schnell steigt, musst du zusätzliche Hardware beschaffen oder
vorhandene Rechner erweitern. Wenig ausgelastete Server verursachen
weiterhin Stromkosten. Hinzu kommen Kosten für ihre Pflege und für
Ersatzteile. Physische Server in einem fremden Rechenzentrum Eigene
Hardware kann auch bei einem Dienstleister stehen, dessen
Netzwerkinfrastruktur du mietest. Ebenso lässt sich ein kompletter
physischer Server mieten, beispielsweise bei Hetzner oder 1Blue.
Diese dedizierten Server ordne ich hier dem klassischen Hosting zu.
Du erhältst ein bestimmtes Stück Hardware und bist für die darauf
installierte Software verantwortlich. Fernzugriff kann es
ermöglichen, den Rechner auch bei Problemen mit dem Betriebssystem
zu steuern. Virtuelle Maschinen Auf einem physischen Server können
mehrere virtuelle Maschinen, kurz VMs, gleichzeitig laufen. Jede VM
erhält virtuelle Hardware, auf der ein eigenes Betriebssystem
arbeitet. So lassen sich etwa Linux und Windows auf demselben
Server betreiben. Über die Software, die deine VMs betreibt, teilst
du ihnen CPU-Leistung und Arbeitsspeicher zu. Braucht eine VM mehr
Ressourcen, kannst du diese Zuteilung anpassen. Die verfügbare
Hardware wird dadurch besser ausgelastet. Was VMs ermöglichen
Mehrere Betriebssysteme teilen sich einen physischen Rechner. Du
kannst selbst entscheiden, welches Betriebssystem und welche
Version du installierst. CPU und RAM lassen sich softwaregesteuert
zwischen den VMs verteilen. Eine VM kann auf andere Hardware
übertragen und dort gestartet werden. Das erleichtert es, nach
einem Hardwareausfall weiterzuarbeiten. Welche Aufgaben bleiben Du
installierst und pflegst die Betriebssysteme weiterhin selbst.
Damit mehrere VMs miteinander kommunizieren können, musst du ihre
Verbindungen einrichten, gegebenenfalls über virtuelle Netzwerke.
Auch die Laufzeitumgebung und deine Anwendung brauchen weiterhin
Betreuung. VMs enthalten vollständige Betriebssysteme und können
mehrere Gigabyte groß sein. Eine umfangreiche Windows-VM kann
beispielsweise 50 GB belegen, wodurch das Kopieren oder Übertragen
entsprechend lange dauert. Als Beispiele für Virtualisierung werden
VMware und Xen genannt, außerdem Citrix sowie Microsoft Hyper-V.
Die Schichten unter deiner Anwendung Wenn ich meine Anwendung
betreibe, bauen mehrere Ebenen aufeinander auf: Hardware: Sie
stellt die physischen Ressourcen bereit. Betriebssystem: Es steuert
die Hardware und macht deren Ressourcen für Programme zugänglich.
Laufzeitumgebung: Beispiele sind die JVM und das .NET Framework.
Sie stellen Funktionen bereit und können Unterschiede zwischen
Betriebssystemen verbergen, etwa beim Dateizugriff. Anwendung: Hier
läuft die Software, die eine fachliche Aufgabe erfüllt. Dienste
oder Funktionen: Einzelne Teile der Anwendung können anderen
Anwendungen bereitgestellt werden. Bei selbst betriebenen VMs ist
die physische Hardware hinter einer zusätzlichen Softwareschicht
verborgen. Ab dem Betriebssystem richtest du die weiteren Ebenen
selbst ein. Themen für den nächsten Teil Mit Infrastructure as a
Service setze ich das Thema im nächsten Teil fort. Angekündigt sind
außerdem Platform as a Service, Container einschließlich Docker,
Software as a Service sowie Function as a Service beziehungsweise
Serverless Computing. Edge Computing, Kriterien für die Wahl eines
Anbieters und konkrete IHK-Aufgaben sollen ebenfalls folgen.
Transkription der gesamten Episode Automatisch erzeugte
Transkription der Episode [0:00] Herzlich willkommen zum
Anwendungsentwickler-Podcast, dem Podcast rund um die Ausbildung
zum Fachinformatiker ...
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