So funktioniert die Private Cloud

• Was ist eine Private Cloud? – Definition der privaten Wolke
• Wie ist eine Private Cloud aufgebaut?
• Private Cloud: das unterscheidet sie von Public und Hybrid Cloud
• Diese Typen der Private Cloud gibt es
• Die Servicemodelle der Private Cloud
• Vor- und Nachteile der Private Cloud für Unternehmen
• Private Cloud: Storage-Technologie im IoT
• Wie sicher ist die Private Cloud?
• Die Private Cloud im Überblick

Das Internet of Things verbindet Maschinen und Geräte, bringt mehr Transparenz in alle Prozesse und steigert mittels künstlicher Intelligenz die Produktivität in Ihrem Unternehmen. Doch die IoT-Vernetzung braucht auch eine passende Cloud-Strategie. Durch das Einrichten einer Private Cloud stehen Ihnen immer ausreichend persönlicher Speicher und genug Rechenleistung an allen Ihren Unternehmens-Standorten zur Verfügung.

Das Internet of Things ist allgegenwärtig: Rund 75 Milliarden Maschinen und Geräte sollen bis 2025 über das Netz der Dinge miteinander verbunden sein, schätzt Statista. Wo die Netze wachsen und leistungsfähiger werden, sollten auch die IT-Ressourcen flexibel mitwachsen. Doch klassische Speicherlösungen stoßen dabei schnell an Grenzen. Rund 70 Prozent aller Unternehmens-Anwendungen sollen deshalb bereits 2023 in der Cloud laufen, prognostizieren die Beratungsunternehmen Devoteam und IDC.

Viele Firmen nutzen hierfür die Cloud-Lösung eines Private-Cloud-Anbieters. Doch wie unterscheidet sich diese von anderen Cloud-Computing-Modellen?

Was ist eine Private Cloud? – Definition der privaten Wolke

Mehrere Server, die zu einem Netzwerk zusammengeschaltet werden und sich aus Anwendersicht wie ein einzelner Computer oder Speicher verhalten, werden als Cloud („Wolke“) bezeichnet. Clouds gehören zu den Virtualisierungs-Technologien: Hardware wird per Software virtuell auf anderer Hardware nachgebildet.

So gut wie jede Cloud-Art können Sie über das Internet nutzen. Diese sind weltweit erreichbar und werden durch individuelle Logindaten, ein Passwort oder andere Sicherheitseinrichtungen zugriffsgeschützt.

Eine besondere Form der Cloud ist die Private Cloud. Sie steht exklusiv nur einem einzigen Mandanten (Nutzer) oder einer definierten Nutzergruppe zur Verfügung – beispielsweise Ihrem Unternehmen. Sie kann im Internet eingerichtet werden oder als Rechnerverbund direkt in Ihrem Unternehmensnetz.

Nutzung und Cloud-Management

Errichten Sie die Private Cloud an Ihrem Unternehmensstandort, beispielsweise in Ihrem Rechenzentrum oder einem Server-Raum, spricht man auch von einer Private Cloud „On Premises“ (auf dem Gelände). Dabei haben Sie die Wahl, ob Sie die Wartung, das Management und den Betrieb der Cloud selbst übernehmen oder ob Sie diese Aufgaben an einen Dienstleister vergeben.

Sie können Ihre Private Cloud aber auch auslagern. Der Standort Ihrer Private Cloud ist dann beispielsweise ein Rechenzentrum Ihres Anbieters, in dem möglicherweise noch weitere Private Clouds oder auch öffentliche Clouds (Public Clouds) gehostet werden. Über eine Datenleitung wird die Private Cloud mit Ihrem Unternehmens-Standort verbunden. Sie greifen auf die Cloud über eine gesicherte Verbindung so zu, als würden die Computer tatsächlich in Ihrem eigenen Server-Raum stehen.

Auch hier haben Sie wieder die Wahl, ob Sie einzelne Aufgaben wie etwa das Einspielen von Updates selbst übernehmen oder alle Management- und Wartungs-Arbeiten an Ihren Cloud-Dienstleister abgeben. Da Ihr Dienstleister alle Arbeiten in seinem eigenen Rechenzentrum ausführen kann, ist eine solche externe Private Cloud in der Regel günstiger als eine Private Cloud, die Sie On-Premises betreiben.

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Wie ist eine Private Cloud aufgebaut?

Theoretisch können Sie eine Private Cloud bereits mit einem einzigen Server-Computer errichten, indem Sie darauf eine entsprechende Cloud-Software installieren. Von allen anderen Computern im Firmennetzwerk können Sie dann auf diesen Server zugreifen und dessen Speicher und Rechenleistung im Wechsel nutzen. Für Heimanwender und kleine Unternehmen gibt es Cloud-Lösungen mit NAS-Laufwerken (Network Attached Storage), auf Einplatinenrechnern wie dem Raspberry Pi oder in Form von USB-Festplatten am Internet-Router.

Für eine professionelle Unternehmens-Cloud nach Industriestandard benötigen Sie jedoch mehrere physische Cloud-Server, die miteinander kommunizieren und sich im laufenden Betrieb gegenseitig ersetzen können. Solche Server sind technisch anders aufgebaut als klassische Arbeitsplatz-Computer. Mit einer auf mehrere Server verteilten Cloud erhalten Sie nicht nur deutlich mehr Rechenleistung als mit einem einzelnen Server. Auch die Ausfallsicherheit erhöht sich, weil Sie die Redundanz und Sicherheit mehrfach vorhandener Systeme nutzen können.

Außerdem können Sie einzelne Komponenten jederzeit austauschen oder erweitern, ohne dass Ihre gesamte Cloud während der Wartungsarbeiten ausfällt. Aufgaben wie die Datensicherung und Backup, die Überwachung Ihrer Internet-Anbindung oder das Webhosting können Sie zwischen Ihren Cloud-Servern umverteilen – jederzeit, dynamisch und abhängig von der jeweiligen Auslastung. Per Cloud Disaster Recovery machen Sie Ihre Cloud zudem noch robuster und ausfallsicherer.

Entsprechende Management-Programme erledigen in Echtzeit die Aufgabenverteilung und das Load Balancing, also die Verteilung benötigter Rechenleistung. Eine Cloud bietet damit viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Server-Architekturen: Sie reduziert Ausfallzeiten und nutzt vorhandene Infrastruktur besser aus. Mit einer grünen Cloud auf Basis regenerativer Energien sparen Sie zudem Ressourcen und schützen das Klima.

Video: YouTube / the native web GmbH

Private Cloud: Das unterscheidet sie von Public- und Hybrid Cloud

Eine Private Cloud ist Teil Ihres Unternehmensnetzes. In der Regel greifen Sie mittels Ethernet-Verbindung im LAN (Local Area Network) auf Ihre Private Cloud zu. Haben Sie mehrere Unternehmensstandorte, können Sie Ihr LAN über ein sogenanntes WAN (Wide Area Network) miteinander vernetzen. Die Private Cloud liegt dann innerhalb dieses WAN und ist darin für alle Standorte in deren jeweiligem LAN erreichbar.

Über einen Tunnel im VPN (Virtual Private Network) können Sie auch von unterwegs oder aus dem Homeoffice auf Ihre Private Cloud zugreifen. Hierbei wählen Sie sich zuerst in Ihr Firmennetzwerk ein und haben dann von dort Zugriff auf Ihre Private Cloud.

Im Unterschied hierzu ist eine Public Cloud direkt über das Internet verfügbar. Sie können sich also über Ihren Internet-Zugang mit Ihren Zugangspasswörtern dort einwählen. Ob Sie dies aus Ihrem Firmennetzwerk heraus tun oder direkt aus dem Homeoffice, macht technisch keinen Unterschied.

Sie können auch eine oder mehrere Private und Public Clouds miteinander zu einer größeren Unternehmens-Cloud verbinden. Eine solche Cloud wird als Hybrid Cloud oder Mixed Cloud bezeichnet. Vorteil der Hybrid Cloud ist, dass Sie damit viele unkritische Daten kostengünstig in einer Public Cloud hosten können. Besonders schützenswerte und vitale Unternehmensdaten legen Sie hingegen in der Private Cloud ab, über die Sie allein die volle Kontrolle haben.

Video: YouTube / Amadeus Küppers

Als weiteres Cloud-Modell gibt es die Multi-Cloud: Hierbei verbinden Sie mehrere Public Clouds unterschiedlicher Anbieter zu einer Unternehmens-Cloud, die dann als Multi-Cloud bezeichnet wird. Kommt auch noch eine Private Cloud hinzu, ist Ihre Multi-Cloud zugleich auch eine Hybrid Cloud.

Entsprechende Dienstleister, sogenannte Cloud-Broker, stellen Ihnen auf Wunsch Multi- oder Hybrid-Clouds zusammen, die genau zu Ihren Unternehmens-Anforderungen passen.

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Die Private Cloud kombiniert die hohe Sicherheit und Autonomie des eigenen Rechenzentrums mit der Skalierbarkeit flexibler Cloud-Services.

Diese Typen der Private Cloud gibt es

Je nach Anbieter und gewähltem Produkt gibt es verschiedene Typen der Private Cloud. Diese unterscheiden sich beispielsweise darin, wo Ihre Daten und Ressourcen liegen:

Virtual Private Cloud

Eine Virtual Private Cloud (VPC) ist eine Private Cloud, die als geschlossene Umgebung innerhalb einer größeren Public Cloud angelegt wird. Diese Public Cloud wiederum befindet sich in der Regel im Rechenzentrum Ihres Cloud-Anbieters. Eine Virtual Private Cloud wird also nicht im Server-Raum Ihres Unternehmens errichtet, sondern extern gehostet. Ihre Virtual Private Cloud wird zudem durch verschiedene Sicherheits-Mechanismen von der äußeren Public Cloud abgegrenzt. Andere Nutzer der Public Cloud können Ihre Private Cloud somit nicht „sehen”.

Innerhalb Ihrer Private Cloud können Sie Programme ausführen, Unternehmensdaten speichern oder Ihre Website betreiben. Sie haben also die volle Kontrolle über die virtuelle Private Cloud.

Eine Virtual Private Cloud bietet also einerseits eine sichere Barriere gegenüber den anderen Nutzern der Public Cloud. Gleichzeitig können Sie aber die Vorteile der Public Cloud nutzen, etwa deren einfache Skalierbarkeit im Rechenzentrum des Cloud-Anbieters. Dort sind in der Regel jederzeit genug Server vorhanden, um Ihre Virtual Private Cloud bei Begriff schnell zu vergrößern.

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Gehostete Private Cloud

Eine gehostete Private Cloud wird auf exklusiven Cloud-Servern betrieben (gehostet), die Ihr Cloud-Anbieter in seinem Rechenzentrum speziell für Ihr Unternehmen aufstellt. Im Unterschied zur VPC gibt es hier also auch noch eine physische Abgrenzung gegenüber anderen Cloud-Kunden in der Public Cloud. Damit erreichen Sie einerseits eine noch höhere Sicherheit; andererseits sind Ihre Kosten aber auch höher, weil der Aufwand für Ihren Cloud-Anbieter auch höher ist.

Managed Private Cloud

Eine Managed Private Cloud ist eine Cloud, die komplett von Ihrem Cloud-Dienstleister gemanaged und gewartet wird. Das kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn Sie keine eigene IT-Abteilung haben und sich um die Planung der Cloud oder um administrative Aufgaben nicht selbst kümmern möchten. Der Begriff „Managed” sagt grundsätzlich nichts darüber aus, wo Ihre Cloud sich physisch befindet. Eine Cloud an Ihrem eigenen Unternehmens-Standort können Sie ebenso extern managen lassen wie eine Virtual Private Cloud, die sich im Rechenzentrum des Cloud-Anbieters befindet.

Private Community Cloud

Die Private Community Cloud ist eine noch vergleichsweise junge Cloud-Form. Sie verbindet Elemente der Private Cloud mit Elementen der öffentlichen Public Cloud. Hierbei errichtet eine Community eine gemeinsame Cloud und teilt deren Betriebs- und Management-Kosten untereinander auf. Eine solche Community können beispielsweise Start-ups sein, die gemeinsam ein Bürogebäude nutzen. Es können aber auch Firmen oder Organisationen sein, die zu einem Unternehmensverbund oder einem Forschungsnetzwerk gehören. Auch innerhalb der Private Community Cloud können Sie einzelne Inhalte nur für bestimmte Benutzergruppen freigeben oder eine Private Cloud innerhalb der Private Community Cloud errichten. Diese Inhalte stehen dann Ihrem Unternehmen und Ihren Mitarbeiter:innen exklusiv zur Verfügung.

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Die Servicemodelle der Private Cloud

Eine Cloud kann als Iaas-, PaaS- oder SaaS-Cloud sehr unterschiedliche IT-Ressourcen virtualisieren, beispielsweise Rechenleistung, Datenspeicher, Software-Container (Container-as-a-Service), Software oder nur einzelne Software-Funktionen.

Ein typisches Beispiel für Software aus der Cloud ist Microsoft 365, das Sie als Software-as-a-Service (SaaS) direkt über das Internet nutzen können und somit nicht erst auf Ihrer lokalen Hardware installieren müssen.

Benötigen Sie lediglich einzelne Funktionen, zum Beispiel zur Analyse von Big Data mit Werkzeugen der künstlichen Intelligenz, können Sie bedarfsgerecht Analyse-Tools als Function-as-a-Service (FaaS) anmieten.

Damit stellt die Private Cloud je nach gewählter Cloud-Architektur genau die Infrastruktur auf dem Hardware- oder Software-Level bereit, den sie gerade benötigen. Und sie tut es in dem Umfang, der zu ihrem aktuellen Bedarf an Rechenleistung oder Speicherplatz passt.

Vor- und Nachteile der Private Cloud für Unternehmen

Die Private Cloud bietet für Unternehmen viele Vorteile. Besonders in Verbindung mit dem Internet of Things kann sie ihre Stärken ausspielen. Doch nicht für jeden Anwendungsfall ist sie die optimale Lösung. Daher sollten Sie vor Einrichtung einer eigenen Private Cloud für Ihre Firma Vor- und Nachteile abwägen. Im Einzelnen sind dies:

Vorteile einer Private Cloud

• Planung und Management der Unternehmens-Cloud können Sie einfacher auslagern als bei den meisten On-Premise-Lösungen.
• Eine Virtual Private Cloud innerhalb einer Public Cloud spart Ihnen Betriebskosten und Ressourcen.
• Durch die einheitliche, unternehmensweite Cloud-Architektur können Sie Datenschutz und Datensicherung leichter zusammenfassen und automatisieren.
• Temporär genutzte Ressourcen und Dienste wie Software-as-a-Service oder Function-as-a-Service können Sie fallweise anmieten und genau so schnell wieder kündigen.
• Durch die Redundanz aller Systemkomponenten dank Virtualisierung erhalten Sie eine höhere Ausfallsicherheit. Defekte Hardware muss nicht mehr durch Sie ausgetauscht werden. Massenspeicher und andere Komponenten können Sie im laufenden Betrieb virtuell wechseln.
• Durch die Einbindung Ihrer Public Cloud in größere Cloud-Architekturen wie Hybrid- und Multi-Cloud erhalten Sie für alle Anwendungsfälle im Unternehmen die richtige Lösung.
• Cloud-Dienste können Sie mit IoT-Technologien verbinden und dadurch noch leistungsfähiger machen. So werden anfallende Informationen im Unternehmen überall verfügbar und nutzbar, beispielsweise Lagerbestände, Zustandsberichte von Fertigungsanlagen oder die Zustellinformationen Ihrer Logistik.

Nachteile einer Private Cloud

• Der Standort der Daten bei Nutzung einer Virtual Private Cloud ist nicht gleich dem Unternehmensstandort. Somit muss sichergestellt werden, dass die am jeweiligen Standort geltenden Datenschutzstandards eingehalten werden.
• Eine virtuelle Private Cloud muss durch technische Maßnahmen gegenüber möglichen Angriffen über die umgebende Public Cloud abgesichert werden. Das gilt besonders dann, wenn die Private Cloud extern gehostet wird.
• Für die Umstellung auf eine Private Cloud entstehen in der Regel einmalige Kosten für Migration und Einarbeitung.

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Private Cloud: Storage-Technologie im IoT

Cloud-Lösungen unterstützen die Unternehmens-Entwicklung hin zur Industrie 4.0 mit ihren per IoT vernetzten Maschinen und Geräten. Mit schnellen, bedarfsgerecht skalierbaren Netzen und einer Private Cloud sammeln, archivieren und verarbeiten Sie überall und jederzeit beliebig große Datenmengen. Die Ergebnisse stellen Sie dann unternehmensweit Ihren Mitarbeiter:innen zur Verfügung.

Auf Wunsch verknüpfen Sie hierbei physischen Speicher, Server oder Gerätesteuerungen mit virtuellem Speicher in Ihrer Cloud. Das funktioniert dank Edge Computing und Edge-AI sogar am Rand Ihres Firmennetzwerkes: beispielsweise in Lieferfahrzeugen, die gerade außerhalb des Unternehmensgeländes unterwegs sind oder an kleineren Unternehmensstandorten ohne Breitbandanschluss. Ihre Cloud ist damit die ideale Storage-Technologie im IoT. Einige Beispiele:

• Problemloser Datenaustausch: Ihre Mitarbeiter:innen im Außendienst müssen regelmäßig aktuelle Produktions- oder Diagnosedaten mit der Zentrale austauschen? Über eine sichere Private Cloud stellen Sie ihnen überall die entsprechende Datenbasis bereit. Da Sie in Ihrer eigenen Private Cloud auch das Zugangsmanagement selbst regeln können, bestimmen Sie damit auch, wer welche Rechte hat und welche Sicherheitsmechanismen für Zugriffe von außen zum Einsatz kommen. So können Sie auch Maschinen, die Sie bei Ihren Kund:innen errichten, per IoT mit Ihrer Private Cloud verbinden – und somit aus der Ferne steuern oder bei Problemen rechtzeitig Wartungseinsätze planen.
• Instanzenverknüpfung: Sie haben Lieferanten oder eigene Standorte im Ausland, mit denen Sie regelmäßig Daten teilen möchten? Über eine gemeinsame Private Cloud koordinieren Sie die übergreifende objektorientierte Fertigung: Alle zugelieferten Komponenten werden hierbei durchgängig nachverfolgt. Das beginnt an den Standorten Ihrer Zulieferbetriebe über die Transportwege bis hin zum eigentlichen Zusammenbau in Ihrem Unternehmen. Das IoT verknüpft alle Instanzen entlang dieser Liefer- und Fertigungskette.
• Vermarktungspotenziale ausschöpfen: Sie möchten im After-Sales-Bereich Vermarktungspotenziale besser nutzen? In einer Private Cloud können Sie Digital Twins aller Ihrer bereits verkauften Produkte ablegen und wissen so mit Blick auf diese Daten immer, welche Produkte bei welchen Kund:innen gerade im Einsatz sind. So sehen Sie permanent, bei welchen dieser Kunden Sie beispielsweise Upgrades, erweiterte Service-Dienstleistungen oder Nachfolgeprodukte sinnvoll anbieten können.
• Ausfallzeiten reduzieren: Sie wollen Ausfallzeiten von Maschinen im Unternehmen reduzieren? Indem Sie Diagnosedaten Ihrer Maschinen per IoT zusammenführen und in Ihrer Private Cloud ablegen, können Sie diese Daten mittels KI auswerten und so per Predictive Maintenance Ausfälle reduzieren oder ganz vermeiden.
• Lieferketten optimieren: Sie möchten Lieferengpässe schneller erkennen? Im Industrial Internet of Things (IioT) kommunizieren alle Abteilungen, Maschinen und Objekte Innerhalb Ihres erweiterten Firmennetzwerkes miteinander und tauschen über Ihre Private Cloud Informationen aus. Dank des schnelleren Informationsflusses können Sie in Zeiten zunehmender Lieferprobleme schneller eingreifen und nachsteuern, bevor Ihre Produktion zum Erliegen kommt.

Private Cloud, Multi-Cloud und Hybrid Cloud stellen Ihnen hierfür kostengünstig und ressourcenschonend Speicher und Rechenleistung, Software-Container oder Anwendungsprogramme und KI-Funktionen bereit. Über entsprechende Management-Tools fordern Sie bedarfsgerecht diese Ressourcen an oder geben sie anschließend wieder frei, sobald Sie sie nicht mehr benötigen.

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Wie sicher ist die Private Cloud?

Bei Ihrer Private Cloud entscheiden Sie selbst über die eingesetzten Sicherheits- und Zugangstechnologien und natürlich auch über die Datensicherung für Ihre Private Cloud. Befindet sich die Private Cloud an Ihrem eigenen Unternehmensstandort, können Sie diese auch physisch komplett gegenüber der Außenwelt abschirmen. Zum Beispiel, indem Sie den Cloud-Zugriff auf Arbeitsplatz-Computer beschränken, die nicht mit dem Internet verbunden sind. So trennen Sie Internet und Intranet besonders wirksam voneinander. Eine solche Architektur ist jedoch nur in wenigen Anwendungsfällen sinnvoll.

In der Praxis kommen meist mehrstufige Systeme zum Einsatz, etwa in Form von Hybrid- und Multi-Clouds. In einer besonders geschützten Private Cloud liegen dann sensible Daten, etwa Geschäftsdaten oder Kundenadressen. In einer zweiten Private Cloud, auf die auch Vertriebspartner und Lieferanten zugreifen können, stellen Sie Produktdaten, Liefertermine oder Lagerbestände bereit. Und in einer dritten Ebene, beispielsweise einer weiteren Private Cloud oder einer Public Cloud, hosten Sie Ihre Website und veröffentlichen dort etwa Marketing-Material oder Bedienungsanleitungen für Ihre Kund:innen.

Ihr Cloud-Broker oder Cloud-Anbieter berät Sie zum Zugangsmanagement, das Sie für Ihre einzelnen Teil-Clouds errichten können und allgemein zum Security-Konzept für Ihre Private Cloud.

Die Private Cloud im Überblick

• Mit einer Private Cloud virtualisieren Sie IT-Ressourcen, verbessern so Verfügbarkeit und Skalierbarkeit und minimieren Ausfallzeiten.
• Im Unterschied zur Public Cloud entscheiden Sie bei Ihrer Private Cloud selbst über das Zugangsmanagement und über die installierten Anwendungen und Betriebssysteme.
• Mit der Kombination unterschiedlicher Deployment- und Servicemodelle stellen Sie sich die passende Cloud-Architektur für alle Einsatzgebiete im Unternehmen selbst zusammen.
• Cloud-Broker und Cloud-Anbieter beraten Sie bei der Wahl der passenden Cloud-Architektur.
• Durch die Verbindung von Private Cloud und IIoT verbessern Sie den Informationsfluss in Ihrem Unternehmen, nutzen Synergien und sparen Ressourcen.
• Dank mehrstufiger Cloud-Modelle bestimmen Sie dabei selbst, welche Daten Sie wann und in welcher Form mit anderen Nutzern teilen.

Setzen Sie in Ihrem Unternehmen auf Cloud Computing und eine Private Cloud? Warum haben Sie sich hierfür entschieden und welche Erfahrungen haben Sie damit gemacht? Schreiben Sie uns hierzu gerne in den Kommentaren.