Distributed Cloud: Transformation von Unternehmen durch geografisch verteilte Public Clouds

Die Distributed Cloud gehört zu den aktuellsten Trends im Cloud Computing – ein Bereitstellungsmodell, das es Nutzern ermöglicht, eine einzelne Public Cloud über verschiedene Standorte zu verteilen. Im Gegensatz zu Hybrid-Clouds und selbst manchen Multi-Cloud-Setups erlaubt die Distributed Cloud einem Unternehmen, den aktuellen Tech-Stack vollständig zugunsten der Public Cloud abzulösen.

Dieser Beitrag bietet eine Einführung in Distributed Clouds und die Vorteile einer geografisch verteilten Public Cloud. Erfahren Sie, warum Unternehmen dieses Bereitstellungsmodell zunehmend einsetzen und welche Rolle die Distributed Cloud beim Wachstum des Edge Computing spielt.

Was ist eine Distributed Cloud?

Eine Distributed Cloud ist eine Form von Cloud-Service, die es einem Unternehmen ermöglicht, eine einzelne Public-Cloud-Infrastruktur an mehreren verschiedenen Standorten zu betreiben. Diese Standorte – bekannt als Hubs, Substations oder Mini-Clouds – sind kleinere, eigenständige Clouds mit eigenen Verarbeitungskapazitäten.

Beim Aufbau einer Distributed Cloud kann der Nutzer einzelne Services und Anwendungskomponenten frei in einem Mix aus Standorten und Umgebungen bereitstellen und betreiben, beispielsweise:

• In einer On-Premises-Umgebung
• Im primären Rechenzentrum des Providers
• In Einrichtungen anderer Anbieter
• In einem Colocation-Rechenzentrum
• Am Netzwerkrand (Edge) – dort, wo Endgeräte sich mit dem Netzwerk verbinden, um Daten zu liefern

Distributed Clouds ermöglichen es einer Organisation, für jede Workload den optimalen Standort basierend auf folgenden Kriterien auszuwählen:

• Nutzerstandort
• Anforderungen der Applikation
• Kosten
• Verfügbare Bandbreite
• Branchen- oder regionsspezifische Vorschriften
• Sicherheitsrisiken

Trotz der verteilten Natur dieser Cloud-Art verwaltet der Nutzer das gesamte Setup über eine einzige zentrale Steuerungsebene (Single Pane of Glass). Das Modell leidet nicht unter Management-Inkonsistenzen – eine typische Herausforderung bei Hybrid Clouds.

Die Möglichkeit, Standorte für jeden Service, Stack und jede Applikation individuell zu wählen, erlaubt es Unternehmen, Spitzenleistung und regulatorische Compliance sicherzustellen. Zudem löst die verteilte Strategie zwei große Probleme der Cloud-Computing-Branche:

• Latenz, verursacht durch Server, die zu weit vom Netzwerk-Endpunkt entfernt sind
• Netzwerküberlastung durch eine überforderte, zentralisierte Cloud-Architektur

Vergleich: Distributed Cloud vs. „klassische“ Cloud

Bei der traditionellen Cloud geht es um die bedarfsgerechte Bereitstellung virtueller IT-Ressourcen (Server, VMs, Datenbanken etc.). Cloud-Anbieter stellen diesen Service über das Internet oder ein privates Netzwerk bereit. Die gängigsten Bereitstellungsmodelle sind:

• Public Cloud
• Private Cloud
• Hybrid Clouds (Kombination aus Public und Private)
• Community Cloud
• Multi-Cloud (Setup mit mehreren Public Clouds verschiedener Anbieter)

Die Distributed Cloud bietet ebenfalls On-Demand-Ressourcen, erlaubt jedoch Nutzern, Workloads an strategischen Standorten zu platzieren, um ideale Performance zu gewährleisten. Anstatt auf eine Hybrid-Lösung zu setzen oder mit mehreren Providern zusammenzuarbeiten, bietet die Distributed Cloud eine einzige Plattform, die über verschiedene Substations verteilt ist.

Die Fähigkeit, mehrere Verarbeitungs-Hubs zu nutzen, ist der Hauptunterschied zwischen einer Distributed Cloud und jedem anderen Cloud-Modell. Ein Konsument einer regulären Cloud hat typischerweise weder Wissen noch Kontrolle über den genauen Standort der Public-Cloud-Ressourcen – genau das ist der Hauptverkaufsargument verteilter Setups.

Wie funktioniert die Distributed Cloud?

Aus Sicht des Konsumenten funktioniert die Distributed Cloud wie eine Standard-Public-Cloud-Infrastruktur. Der Nutzer verwaltet das Setup über ein einziges Control Panel, unabhängig von der Anzahl der Substations. Allerdings stehen neue Funktionen für das Service Level Agreement (SLA) zur Verfügung, beispielsweise:

• Anforderung, dass bestimmte Workloads an spezifischen Hubs laufen
• Vereinbarung, dass bestimmte Daten oder Prozesse eine bestimmte Region nie verlassen
• Festlegung von pro-Komponente oder pro-Hub-Zielen für Latenz oder Durchsatz

Aus Sicht des Cloud-Providers ist der Betrieb eines verteilten Setups anspruchsvoll. Der Anbieter muss das typischerweise zentralisierte Cloud-Netzwerk über eine Vielzahl kleinerer, miteinander verbundener Umgebungen erstrecken.

Wie bei einem typischen Public-Cloud-Angebot ist der Distributed-Cloud-Provider für alle Cloud-Operationen verantwortlich, einschließlich:

• Cloud-Sicherheit
• Aktualisierung von Software und Hardware
• Gewährleistung hoher Verfügbarkeit
• Governance
• Sicherstellung der Zuverlässigkeit aller Infrastrukturen

Diese Aufgaben werden mit jedem neuen Hub, den der Provider Nutzern verfügbar macht, komplexer. Ein einzelner Provider verwaltet den Distributed-Cloud-Service unabhängig von der Anzahl der Substations – selbst wenn das Setup des Konsumenten ein Rechenzentrum eines sekundären Anbieters umfasst.

Welche Vorteile bietet Distributed Cloud Computing?

Neben den üblichen Cloud-Vorteilen wie Elastizität und fehlenden Vorabinvestitionen bietet die Distributed Cloud mehrere einzigartige geschäftliche Vorteile.

Bessere Gesamtperformance

Nutzer von Distributed Clouds können einzelne Operationen basierend auf geschäftsspezifischen Anforderungen einrichten. Eine Organisation ist frei, Workloads zu verteilen und die Wahrscheinlichkeit von:

• Latenz
• Ausfallzeiten
• Netzwerküberlastung

zu reduzieren. Daten bewegen sich schneller zwischen Entstehungsort und den Cloud-Ressourcen, die sie verarbeiten. Das Resultat: ein besser performantes System mit höherer Transparenz und Zuverlässigkeit.

Multi-Cloud mit zentralisiertem Management

Im Gegensatz zu Multi- und Hybrid-Clouds verwalten Nutzer eine Distributed Cloud über eine einzige Schnittstelle. Diese Zentralisierung vereinfacht die Administration und hilft zuverlässig dabei:

• Konsistenz über alle Umgebungen hinweg sicherzustellen
• Performance-Level aller Komponenten zu überwachen
• Bedrohungen rechtzeitig zu erkennen (ob böswillig oder fehlerbasiert)

Die Zentralisierung ist auch ein bemerkenswerter Vorteil für DevOps-Teams. DevOps-Ingenieure erhalten die Fähigkeit, alle Cluster gleichberechtigt beim Deployen von Apps zu behandeln und beschleunigen so die Entwicklungsgeschwindigkeit.

Einfachere Compliance

Verschiedene Optionen beim Einrichten von Workloads und Datenspeicherung helfen einem Unternehmen, branchenspezifische oder regionsbasierte Vorschriften einzuhalten.

Beispielsweise stellt die Sicherstellung, dass Speicherung und Verarbeitung von Nutzerdaten im Herkunftsland erfolgen, die Einhaltung von Datenschutzvorschriften wie CCPA und GDPR sicher. Diese Fähigkeiten sind essenziell, wenn Sie in stark regulierten Branchen wie Finanzen oder Gesundheitswesen tätig sind.

Bessere Nutzererfahrung

Fehlende Ausfallzeiten und Latenz sind essenziell für eine positive User Experience. Eine Distributed Cloud kann zuverlässige Performance selbst bei datenintensiven Prozessen wie Video-Streaming oder Videokonferenzen gewährleisten.

Risikoreduktion

Ein erfolgreicher Angriff auf einen der Hubs gewährt nur Zugriff auf einen Teil Ihrer Daten. Das Eindringen in den Rest des Systems erfordert mehr Zeit und Aufwand, was dem Sicherheitsteam genügend Spielraum gibt, die Bedrohung zu identifizieren und einen Incident-Response-Plan zu starten.

Neben der geringeren Anfälligkeit für Cyberangriffe und Datenlecks erlaubt eine Distributed Cloud auch, einen Hub für Wartung oder Sicherheitsprüfungen herunterzufahren, ohne den Rest des Systems zu beeinträchtigen.

Kosteneffizienz

Eine Distributed Cloud ist eine sehr kosteneffiziente Lösung, die hilft, Geld zu sparen durch:

• Keine Vorabinvestitionen in Hardware
• Hohe Granularität und die Möglichkeit, Ressourcen an jedem Hub feinabzustimmen
• Kein dediziertes Team pro Substation erforderlich
• Geringerer Rechenaufwand für Request-Response-Zyklen

Schnellere Geschäftsexpansion

Eine Distributed Cloud ermöglicht schnelle Expansion in neue Kundenbasen, ohne Zeit oder Geld für folgende Punkte aufwenden zu müssen:

• Aufbau zusätzlicher Infrastruktur
• Verhandlungen mit und Beauftragung eines neuen Cloud-Providers
• Einstellung eines neuen dedizierten Inhouse-Teams
• Erweiterung des aktuellen Toolsets

Sobald Sie eine Expansionsanfrage an den Cloud-Provider senden, können Sie typischerweise innerhalb von Stunden in einem neuen Standort operativ werden. Wenn der Bedarf in einem neuen Gebiet wächst, kann der Cloud-Footprint schnell skaliert werden, um die wachsende Nachfrage zu decken.

Erweist sich der Markt als unrentabel, können Sie Ressourcen zurückfahren oder das Gebiet ganz verlassen, ohne Geld zu verlieren.

Welche Herausforderungen bringt Distributed Cloud Computing mit sich?

Aus Konsumentensicht hat die Nutzung einer Distributed Cloud keine modellspezifischen Nachteile. Wenn ein Unternehmen bereits die Vorteile der Virtualisierung kennt, ist eine Distributed Cloud schlicht eine leistungsstärkere Version des Standard-Public-Angebots.

Für Provider hingegen bringt die Distributed Cloud mehrere Überlegungen mit sich. Im Folgenden die häufigsten Probleme beim Betrieb einer Distributed Cloud:

• Gesamtkomplexität: Aufbau und Betrieb einer Distributed Cloud können für manche Provider eine große Herausforderung sein. Sofern der Vendor kein Hyperscale-Provider ist, gibt es Probleme bei der Expansion, der Erfüllung von Kundenwünschen nach spezifischen Standorten und der Einrichtung der Kommunikation zwischen Substations. Einmal in Betrieb, erfordert jeder Hub standortspezifische Wartung.
• Bandbreitenprobleme: Eine verteilte Umgebung mit unterschiedlichen Konnektivitätsmodellen kann bestehende Verbindungen belasten. Viele Provider benötigen Upgrades, um die gestiegene Nachfrage nach Durchsatz zu decken.
• Sicherheitsbedenken: Im Gegensatz zum Betrieb in einem zentralen Rechenzentrum hat eine Distributed Cloud eine größere Angriffsfläche. Jeder Hub erfordert individuelle Sicherheitsmaßnahmen, um lokale Ausfälle zu vermeiden und Workloads zu schützen. Provider müssen auch Backup- und Business-Continuity-Pläne für verteilte Daten aktualisieren.

Distributed Cloud und Edge Computing

Die Distributed Cloud bietet eine ideale Grundlage für Edge Computing – den Prozess, Workloads so physisch nah wie möglich am Ort der Datengenerierung auszuführen. Viele Geräte und Applikationen, die auf Echtzeit-Datenanalyse angewiesen sind, profitieren von Edge Computing, beispielsweise:

• Sicherheitskameras, die Überwachungsmaterial analysieren
• Automatisierte Fertigungsgeräte
• Autonome Fahrzeuge
• Barcode-Scanner
• Apps in Smart Buildings und Smart Cities
• Sensoren, die Daten in risikoreichen industriellen Umgebungen überwachen

Eine Distributed Cloud macht Apps, die auf Edge Computing basieren, einfacher zu deployen und zu verwalten. Angenommen, Sie betreiben mehrere Fabriken im ganzen Land. Jede Fabrik hat einen Edge-Server, der Daten von Tausenden Sensoren verarbeitet.

Mit einer Distributed Cloud können Sie alle Edge-Server von einem einzigen Dashboard aus steuern und verwalten, mit demselben Team und einem Satz Cloud-Tools. Admins können problemlos:

• Software-Cluster über Umgebungen hinweg deployen und verwalten
• Sicherheitsupdates durchführen
• Risiken überwachen und Systeme gesund halten
• Geräte-Performance warten

Ohne Distributed Cloud wären diese Verantwortlichkeiten für jeden Edge-Server separat und einzigartig. Das Team müsste jede Umgebung individuell verwalten – mit Inkonsequenzen und einem steilen Anstieg der notwendigen Aufgaben als Folge.

Zukunftsaussichten für die Distributed Cloud

Gartner prognostiziert, dass bis 2024 die meisten Cloud-Provider verteilte IaaS-Services anbieten werden, die Operationen am Point-of-Need ausführen können. Dieses Wachstum wird hauptsächlich durch anhaltende Entwicklungen in folgenden Bereichen getrieben:

• Edge Computing
• Internet of Things (IoT)
• Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML)
• 5G-Netze
• Virtual und Augmented Reality

Applikationen aus diesen sich entwickelnden Technologien greifen auf große Datensätze zu und erfordern extrem niedrige Latenz. Diese Systeme benötigen eine leistungsstarke Infrastruktur für eine zufriedenstellende User Experience – genau das bietet die Distributed Cloud.

Daher wird der globale Markt für Distributed Clouds voraussichtlich 3,9 Milliarden USD bis 2025 erreichen.

Gartner prognostiziert zudem, dass bis 2022 mehr als 50 % der von Unternehmen generierten Daten Verarbeitung außerhalb einer typischen Single Cloud erfordern werden. Diese Schätzung ist ein weiterer Indikator dafür, dass Distributed Clouds weiter an Beliebtheit gewinnen werden.

Eine weitere Erwartung: Wir werden einen Anstieg von Drittanbieter-Hubs sehen, die zwischen zwei oder mehr Top-Tier-Cloud-Providern geteilt werden. Diese Substations werden sich schließlich basierend auf Services und vorgesehenen Use Cases signifikant unterscheiden.

Ein echtes Multi-Cloud-Modell

Distributed Clouds sind eine hervorragende Gelegenheit für CTOs, die Wege suchen, neue Kunden zu erreichen oder latenzfreie, standortspezifische Services einzurichten. Frühzeitige Adopter werden einen massiven Wettbewerbsvorteil erlangen, indem sie die Innovationen von Public-Cloud-Providern und die Freiheit genießen, Assets dort zu betreiben, wo sie am dringendsten gebraucht werden.