Schnell eine E-Mail verschicken, Fotos uploaden oder eine neue Serie streamen. Ohne Cloud-Dienste würde das alles nicht funktionieren. Was hinter der Technologie steckt, welche Vor- und Nachteile sie hat und warum ihre Energiebilanz so schlecht ist.
Was ist Cloud-Computing?
Wenn es um Cloud-Systeme geht, denken die meisten Menschen zuerst an die Möglichkeit, Daten und Bilder online zu speichern oder zu teilen. Microsoft OneDrive, Google Drive, die iCloud von Apple, Dropbox oder WeTransfer sind bekannte Beispiele für Clouds, in denen das möglich ist.
Cloud-Computing ist aber viel mehr als das. Das Versenden von E-Mails, Online-Shopping, das Streamen von Serien, Filmen und Musik, Sprachassistenten wie Alexa oder Siri, Social Media, KI-Anwendungen, Cloud-Gaming oder beliebte Online-Spiele wie beispielsweise Fortnite - alles das funktioniert mit Cloud-Services.
Vereinfacht kann man sagen, dass es sich bei Cloud-Computing um die Möglichkeit handelt, über das Internet auf Rechenzentren und -ressourcen zuzugreifen, die von Dienstleistern on demand bereitgestellt werden. Zu den größten Cloud-Anbietern gehören Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud, Alibaba und Huawei.
Das Angebot dieser Unternehmen richtet sich vor allem an andere Unternehmen, die ihre Dienstleistungen in einer Cloud – was man im Deutschen mit Datenwolke übersetzen könnte - bereitstellen möchten. Beispielsweise einen Online-Shop oder ein Portal zur Terminvereinbarung für Kundinnen oder Kunden. Ein solches Unternehmen kann dank Cloud-Computing darauf verzichten, selbst Hardware und Server anzuschaffen und stattdessen Rechenleistung oder Speicher je nach Bedarf bei dem Cloud-Anbieter buchen und bezahlen.
Wie eine Cloud stark vereinfacht funktioniert, lässt sich am Beispiel von Sprachassistenten wie Alexa oder Siri veranschaulichen. Gibt man Alexa die Anweisung, das Licht auszuschalten, schickt das Endgerät diesen Sprachbefehl in die Cloud. Dort wird der Sprachbefehl von den entsprechenden Programmen zunächst erkannt, in eine Anweisung an die entsprechenden Smart-Home-Geräte umgewandelt und dann wieder zurückgeschickt. Alles das geschieht aufgrund der enormen Rechenleistung in der Cloud blitzschnell.
Ein anderes Beispiel sind Office- oder Google-Dokumente, die in der Cloud abgelegt werden können. Nicht nur, dass man diese von jedem Endgerät auf der Welt bearbeiten kann, man kann sie mit einer entsprechenden Freigabe auch mit Kolleginnen und Kollegen teilen, sodass gemeinsam daran gearbeitet werden kann.
Welche Cloud-Modelle gibt es und was steckt dahinter?
Eine Cloud ist nicht gleich eine Cloud, man kann zwischen verschiedenen Liefer-Modellen unterscheiden, die wir euch hier vorstellen.
Private Cloud: Auf eine Private Cloud können nur bestimmte Personen zugreifen, wie beispielsweise in einem Firmennetzwerk. Eine Private Cloud kann von den nutzenden Personen im eigenen Rechenzentrum betrieben oder von einem Anbieter abonniert werden.
Community Cloud: Eine Community Cloud ist vereinfach gesagt eine Private Cloud, die sich mehrere Institutionen teilen, die ähnliche Interessen haben. Zum Beispiel, wenn kooperierende Firmen sich eine Cloud teilen.
Public Cloud: Die Public Cloud ist eine öffentliche Cloud, auf die alle Menschen zugreifen können, die die angebotenen Services nutzen wollen.
Hybrid Cloud: Die hybride Cloud ist eine Mischung aus Private Cloud und Public Cloud, auf die zwar alle Menschen zugreifen können, in der aber sensible Daten in einer Private Cloud gespeichert können.
Unterschieden wird auch noch zwischen den Service-Modellen SaaS (Software-as-a-Service), PaaS (Platform-as-a-Service) und IaaS (Infrastructure-as-a-Service). Hierbei geht es darum, in welchem Umfang Clouds angeboten werden. SaaS ist gewissermaßen das Komplettpaket, inklusive der Software, während bei PaaS die nötigen Hardware- und Software-Ressourcen angeboten werden, um selbst eine cloudbasierte Anwendung zu entwickeln. Beim IaaS-Modell wird nur die Technik bereitgestellt, für alles weitere sind die Kundinnen und Kunden selbst verantwortlich.
Die Geschichte des Cloud-Computing
Die Idee des Cloud-Computing entstand in den frühen 60er-Jahren. Eine Behörde des US-Verteidigungsministeriums startete ein Projekt, das es möglich machen sollte, dass zwei oder mehr Personen auf einen Computer zugreifen können. In einer Zeit, in der die altmodischen Rechner noch Magnetspulen als Speicher verwendeten, gelang es, eine primitive Cloud einzurichten, auf die verschiedene Mitarbeiter:innen des Projekts zugreifen konnten.
Das US-Militär, genauer gesagt die US Air Force, trieb auch die Weiterentwicklung der ersten Netzwerke und Clouds voran. In Zusammenarbeit mit einer Forschergruppe des Massachusetts Institute of Technology (MIT) wurde 1968 das ARPANET gestartet, das als Vorgänger des Internets angesehen werden kann. Das dezentrale Netzwerk verband mehrere amerikanische Universitäten, die gemeinsam für die US-Streitkräfte forschten. Die Verbindung kam über das Telefonnetz zustande.
Wirklich populär wurde die Idee der dezentralen Netzwerke und des Cloud-Computing in den 90er-Jahren, als die technischen Voraussetzungen immer besser wurden. Das Modell Application Service Providing (ASP) bot online nutzbare Software an, allerdings konnte diese nicht von mehreren Menschen gemeinsam genutzt werden. Auf den Servern musste also für jede:n User:in ein Programm bereitgestellt werden, was enorme Ressourcen verbrauchte.
Der Durchbruch gelang Ende der 90er-Jahre mit der Entwicklung der Multitenant-Software-Architektur. Diese ist mandantenfähig, was bedeutet, dass Nutzer:innen über den Browser auf eine Software zugreifen und dort Konten anlegen können, ohne das andere ihre Daten sehen können.
Darum sind Cloud-Systeme schlecht fürs Klima
Der Energiebedarf der Rechenzentren ist enorm. Es wird davon ausgegangen, dass aktuell ein bis zwei Prozent des weltweiten Strombedarfs auf Cloud-Computing entfallen. Rund 40 Milliarden Kilowattstunden sind das schätzungsweise, was in etwa dem kompletten Energiebedarf von Griechenland entsprechen würde.
Für jede E-Mail, für jede Online-Bestellung, für jedes online geteilte Dokument und jede gestreamte Serie wird Energie benötigt, die selbstverständlich auch produziert werden muss. Weshalb Cloud-Computing zweifellos eine Belastung für die Klimabilanz ist.
Wie viel CO2 beim Cloud-Computing freigesetzt wird, hängt natürlich davon ab, welcher Strom genutzt wird. Bezieht ein Rechenzentrum Strom aus einem Kohlekraftwerk, ist die CO2-Bilanz schlecht. Wird der Strom aus erneuerbaren Energien bezogen, lässt sich ein Rechenzentrum deutlich nachhaltiger betreiben.
Darüber hinaus lässt sich Energie sparen, wenn Rechenzentren durch die richtige Gebäudetechnik und optimierte Kühlung effizient genutzt werden. Außerdem kann die in Rechenzentren entstehende Hitze für Fernwärme und zur Beheizung von Wohnungen genutzt werden, was ebenfalls zu einer besseren Klimabilanz beiträgt. Es gibt also durchaus Möglichkeiten, Clouds klimaschonend zu betreiben.
Cloud und Datensicherheit: Darauf musst du achten
Grundsätzlich sind Clouds sicher, vor allem wenn sie in der EU beheimatet sind und den Richtlinien der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) unterliegen. Es lohnt sich also nachzuschauen, wo ein Cloud-Dienst seinen Sitz hat. Auch testen Institutionen wie beispielsweise der TÜV Clouds auf ihre Sicherheit und vergeben Prüfzeichen und Siegel. Dadurch bekommst du gute Hinweise, wie sicher ein Anbieter ist.
Allerdings hängt die Sicherheit der Cloud zu großen Teilen auch von den Nutzer:innen selbst ab. Ein schwaches Passwort macht es Hackern leicht, sich Zugang zu den Daten der Cloud zu verschaffen. Was ebenso für Smartphones gilt. Geht ein Telefon verloren und ist nicht ausreichend gesichert, kann sich der Finder unter Umständen durch einen einfachen Klick auf eine App in die Cloud einloggen. Vorsichtig solltest du auch in öffentlichen Netzwerken und Hotspots sein, hier können Hacker Zugangsdaten leichter ausspähen.
Es empfiehlt sich deshalb, lange und sichere Passwörter und wenn möglich Zwei-Faktor-Authentifizierung zu verwenden. Und natürlich sollten auch alle Geräte, die Kontakt zu einer Cloud aufnehmen, regelmäßig auf Viren und Trojaner überprüft werden.
Zu guter Letzt musst du dir natürlich überlegen, welche Daten du in der Cloud ablegen willst. Sensible Daten oder Fotos, die du auf keinen verlieren möchtest, sollten zusätzlich auf jeden Fall nochmal lokal abgespeichert werden, zum Beispiel durch ein Backup auf einer externen Festplatte.