Cloud Computing

Cloud Computing einfach erklärt

Stellen Sie sich vor, Sie könnten Ihre Dateien, Programme und Rechenleistung nutzen, ohne dass diese auf Ihrem eigenen Computer oder Server liegen. Stattdessen befindet sich alles „in der Wolke“ – also auf entfernten Computern, zu denen Sie über das Internet Zugang haben. Klingt praktisch? Genau das ist Cloud Computing: Sie greifen von überall auf Dienste zu, nutzen mehr Rechenleistung oder Speicherplatz, als Ihr eigener Rechner je hätte, und zahlen nur für das, was Sie tatsächlich benötigen. Zum Beispiel sichert Ihr Smartphone automatisch Fotos in der Cloud – synchronisieren, löschen, freigeben? Kein Problem, alles läuft online und komfortabel.

Hintergrundinformationen

Cloud Computing beschreibt die Bereitstellung von IT-Ressourcen wie Rechenleistung, Speicherplatz oder Softwarediensten über das Internet. Statt selbst Server zu betreiben, greifen Unternehmen auf die Infrastruktur großer Anbieter zurück – was Kosten senkt, Skalierbarkeit ermöglicht und den Zugang zu modernster Technologie vereinfacht.

In einem IIoT-Kontext (Industrial Internet of Things) spielt Cloud Computing eine zentrale Rolle. Sensoren, Maschinen und Anlagen senden kontinuierlich Daten in die Cloud, wo sie aggregiert, analysiert und visualisiert werden können. Auf diese Weise lassen sich betriebliche Abläufe optimieren, Wartungszyklen genau planen und Produktionsprozesse effizienter gestalten. Gleichzeitig lassen sich durch Cloud-native Architekturen agile Services entwickeln, die bei Bedarf automatisch hoch- oder heruntergefahren werden – ein klarer Wettbewerbsvorteil für moderne Produktionsumgebungen.

Cloud-Dienste lassen sich in drei klassische Kategorien einteilen:

• Infrastructure as a Service (IaaS): Rechenleistung, Speicher und Netzwerkkomponenten werden bereitgestellt – Nutzer installieren Betriebssysteme und Anwendungen selbst.
• Platform as a Service (PaaS): Entwickler nutzen eine Plattform-Umgebung mit allen Tools, um Anwendungen zu entwickeln, zu testen und zu betreiben, ohne sich um die Infrastruktur kümmern zu müssen.
• Software as a Service (SaaS): Fertige Anwendungen wie E-Mail-Dienste, CRM-Systeme oder ERP-Software stehen direkt zum Einsatz bereit – oft ohne Installation, häufig als webbasiertes Angebot.

Diese Modelle bieten Flexibilität, schnelle Verfügbarkeit und entfallen die Kosten und Komplexität traditioneller IT-Rollouts in Industrieunternehmen.

Architekturen für IIoTIIoT ist die internetbasierte Vernetzung industrieller Maschinen, Anlagen und Geräte zur Datensammlung und Prozessoptimierung

Im Industrial Internet of Things (IIoT) hängt die Wahl der Cloud-Architektur stark von den Anforderungen an Latenz, Datensicherheit und Verfügbarkeit ab.

• Edge- vs. Cloud-Verarbeitung
  Bei der klassischen Cloud-Verarbeitung werden sämtliche Sensordaten direkt an zentrale Rechenzentren gesendet, dort verarbeitet und anschließend zurück an die Produktion übermittelt. Das bietet hohe Rechenleistung und zentrale Datenhaltung, kann aber bei zeitkritischen Prozessen zu Verzögerungen führen.
  Edge-Computing verlagert Teile der Datenverarbeitung an den Rand des Netzwerks – also direkt in Maschinen, Gateways oder lokale Server. Dadurch lassen sich Reaktionszeiten verkürzen und die Netzwerklast reduzieren. Häufig wird eine hybride Lösung gewählt, bei der die schnelle Vorverarbeitung am Edge erfolgt, während langfristige Analysen und Speicherungen in der Cloud stattfinden.
• Hybride Modelle
  Hybride Architekturen kombinieren die Vorteile beider Welten. Kritische Daten werden lokal verarbeitet, während die Cloud für komplexe Analysen, maschinelles Lernen oder globale Datenaggregation genutzt wird. So lassen sich sowohl Echtzeitanforderungen erfüllen als auch Big-Data-Fähigkeiten ausschöpfen.

Technische Grundlagen

Cloud Computing basiert auf einer Reihe technischer Konzepte, die den Betrieb, die Skalierbarkeit und die Flexibilität ermöglichen.

• Virtualisierung & Containerisierung
  Bei der Virtualisierung werden physische Server in mehrere virtuelle Maschinen (VMs) aufgeteilt, die unabhängig voneinander arbeiten. Containerisierung (z. B. mit Docker oder Kubernetes) geht einen Schritt weiter: Anwendungen und deren Abhängigkeiten werden in isolierten Containern ausgeführt, die schnell startbar, leicht skalierbar und portabel sind.
• APIs & Microservices
  Cloud-Dienste werden oft in Form von Microservices bereitgestellt – kleine, spezialisierte Anwendungen, die über definierte Schnittstellen (APIs) miteinander kommunizieren. Diese Architektur ermöglicht es, Anwendungen modular zu erweitern, Fehlerquellen zu isolieren und Updates ohne Systemstillstand einzuspielen.

Serverlose Architekturen (FaaS)
Bei Function as a Service (FaaS) stellt der Anbieter die gesamte Infrastruktur bereit, und Unternehmen laden nur einzelne Funktionen oder Code-Snippets hoch. Die Abrechnung erfolgt auf Basis der tatsächlichen Nutzung – ideal für unregelmäßig anfallende, aber rechenintensive Aufgaben wie Datenanalyse im IIoT.

Weitere Informationen und Links

• BSI: Cloud Computing Basics https://www.bsi.bund.de/EN/Themen/Unternehmen-und-Organisationen/Informationen-und-Empfehlungen/Empfehlungen-nach-Angriffszielen/Cloud-Computing/Grundlagen/grundlagen.html
• Informatik aktuell: Cloud Computing im industriellen Umfeld https://www.informatik-aktuell.de/betrieb/virtualisierung/cloud-computing-im-industriellen-umfeld.html
• Cyfuture: Zusammenhang zwischen Industrie 4.0Vierte industrielle Revolution durch Digitalisierung und intelligente Vernetzung von Produktionsanlagen. und Cloud Computing https://cyfuture.com/blog/correlation-of-industry-4-0-and-cloud-computing/