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Cloud-Dienste und Virtualisierung hängen eng zusammen: beide befassen sich mit der Nutzung von Datenressourcen, ohne die gesamte Hardware selbst besitzen zu müssen. Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede.
Was ist Virtualisierung?
Virtualisierung bedeutet, mehrere „virtuelle“ Maschinen auf derselben physischen Maschine auszuführen. Anstatt einen eigenen physischen Server für den Webserver, einen für die Datenbank und einen für den Dateiserver zu haben, können Sie alle drei als virtuelle Maschinen auf derselben Maschine ausführen.
Die Software, die dies ermöglicht, wird als Hypervisor bezeichnet:
| Typ | Erklärung | Beispiel |
|---|---|---|
| Typ 1 (Bare-Metal) | Läuft direkt auf der Hardware, ohne ein herkömmliches Betriebssystem darunter | Proxmox, VMware ESXi |
| Typ 2 (Hosted) | Läuft auf einem herkömmlichen Betriebssystem | VirtualBox, VMware Workstation |
Type 1 vs. Type 2
- Type 1 ist das, was wir in der Produktion und im Serverraum verwenden. Proxmox läuft direkt auf dem Server.
- Type 2 ist das, was Sie auf Ihrem eigenen PC zum Testen verwenden. VirtualBox läuft auf Windows oder macOS.
Was ist eine virtuelle Maschine (VM)?
Eine VM ist ein komplettes Betriebssystem, das innerhalb eines anderen ausgeführt wird. Sie verfügt über ihren eigenen (virtuellen) Speicher, CPU und Festplatte, teilt aber die physische Hardware mit anderen VMs.
Vorteile von VMs:
- Isolation - Jede VM ist unabhängig. Wenn eine VM abstürzt, werden die anderen nicht beeinträchtigt.
- Flexibilität - Sie können verschiedene Betriebssysteme auf derselben Maschine ausführen (z. B. Ubuntu und Windows Server).
- Snapshot/Backup - Sie können ein Snapshot einer VM erstellen und bei Problemen darauf zurückgreifen.
- Ressourcenauslastung - Eine physische Maschine mit viel RAM und CPU kann viele VMs ausführen.
Was sind Container?
Container sind leichter als VMs. Sie teilen den Betriebssystemkernel mit der Hostmaschine, laufen aber in isolierten Umgebungen.
| Eigenschaft | VM | Container |
|---|---|---|
| Größe | Groß (ganzes OS) | Klein (nur die Anwendung und Abhängigkeiten) |
| Startzeit | Minuten | Sekunden |
| Isolation | Stark (eigenes OS) | Gut, aber teilt den OS-Kernel |
| Anwendungsbereich | Wenn Sie ein vollständig eigenes OS benötigen | Einzelanwendungen und Microservices |
| Beispiel | Proxmox VM, VirtualBox | Docker, Podman |
Når bruker vi hva?
- Verwenden Sie eine VM, wenn Sie ein komplettes Betriebssystem benötigen, z. B. einen Windows Server oder einen Linux-Server mit voller Kontrolle.
- Verwenden Sie einen Container, wenn Sie nur eine Anwendung ausführen müssen, z. B. einen Webserver, eine Datenbank oder Grafana.
In der Praxis verwenden wir oft beides: VMs als Hosts für Docker-Container.
Cloud-Dienste
Cloud-Dienste bedeuten, dass jemand anderes die Hardware besitzt und betreibt und Sie über das Internet das mieten, was Sie benötigen. Anstatt einen physischen Server zu kaufen und zu warten, zahlen Sie für die Nutzung einer virtuellen Maschine in der Cloud.
Dienstmodelle
Es gibt drei Hauptmodelle für Cloud-Dienste:
| Modell | Vollständiger Name | Was Sie erhalten | Was Sie selbst verwalten | Beispiel |
|---|---|---|---|---|
| IaaS | Infrastructure as a Service | Virtuelle Maschinen, Netzwerke und Speicher | Betriebssystem, Anwendungen, Konfiguration | Azure VM, AWS EC2 |
| PaaS | Platform as a Service | Eine fertige Plattform, auf der Sie Ihren Code ausführen können | Nur die Anwendung | Azure App Service, Heroku |
| SaaS | Software as a Service | Fertige Anwendungen, die Sie über den Browser nutzen | Nichts Technisches | Microsoft 365, Google Docs |
Eine einfache Möglichkeit, sich das zu merken
- IaaS = Sie mieten eine leere Maschine. Sie installieren und konfigurieren alles selbst.
- PaaS = Sie mieten eine fertige Umgebung. Sie müssen nur Ihren Code einfügen.
- SaaS = Sie mieten eine fertige App. Sie müssen sich nur anmelden und sie benutzen.
Liefermodelle
Cloud-Dienste können auf verschiedene Arten bereitgestellt werden:
| Modell | Erklärung | Beispiel |
|---|---|---|
| Öffentliche Cloud | Gemeinsame Infrastruktur, die für alle verfügbar ist | Azure, AWS, Google Cloud |
| Private Cloud | Dedizierte Infrastruktur für ein Unternehmen | Proxmox im Serverraum der Schule |
| Hybrid Cloud | Kombination aus öffentlicher und privater Cloud | Einige Dienste lokal, einige in Azure |
VPS: Eine gängige Cloud-Lösung
Ein VPS (Virtual Private Server) ist eine der häufigsten IaaS-Lösungen. Sie mieten eine virtuelle Maschine bei einem Cloud-Anbieter und haben die volle Kontrolle darüber, genau wie bei einem eigenen Server.
Typische Anwendungsbereiche:
- Betreiben eines Webservers
- Einrichten eines VPN-Dienstes
- Hosten einer Anwendung (z.B. Flask + Datenbank)
- Testen von Dingen, ohne die eigene Hardware zu gefährden
Beliebte VPS-Anbieter:
| Anbieter | Vorteile |
|---|---|
| Linode (Akamai) | Einfach, gut bewertet, gute Anleitungen |
| DigitalOcean | Benutzerfreundlich, gute Dokumentation |
| Hetzner | Günstig, europäisch (DSGVO-freundlich) |
| Azure | Integriert in das Microsoft-Ökosystem |
Kosten in der Cloud
Cloud-Dienste kosten Geld, und es kann schnell teuer werden, wenn man nicht aufpasst. Eine VM, die rund um die Uhr läuft, kostet mehr als eine, die man nach Gebrauch ausschaltet. Überprüfen Sie immer die Preise und richten Sie Benachrichtigungen für Kosten ein.
Lokal vs. Cloud
Viele Unternehmen nutzen eine Kombination aus lokalen Servern und Cloud-Diensten. Hier sind einige Faktoren, die zu berücksichtigen sind:
| Faktor | Lokal (On-Premises) | Cloud |
|---|---|---|
| Kontrolle | Volle Kontrolle über Hardware und Daten | Abhängig vom Anbieter |
| Kosten | Hohe Anfangsinvestition | Laufende monatliche Kosten |
| Skalierbarkeit | Begrenzt durch physische Hardware | Kann nach Bedarf hoch- und herunterskaliert werden |
| Wartung | Sie müssen alles selbst reparieren | Der Anbieter verwaltet die Hardware |
| Datenschutz | Sie wissen, wo sich die Daten befinden | Die Daten können in anderen Ländern gespeichert werden |
Aufgabe 1 – Führen Sie eine VM auf Ihrer eigenen Maschine aus
Laden Sie VirtualBox (kostenlos) herunter und versuchen Sie, eine Linux-Distribution wie Ubuntu Desktop oder Linux Mint zu installieren.
- Wie viel RAM und CPU wählen Sie für die VM?
- Bemerken Sie, dass Ihr PC langsamer wird, während die VM läuft?
- Was passiert, wenn Sie versuchen, der VM mehr RAM zu geben, als Ihr Computer hat?
Dies vermittelt ein gutes Gefühl dafür, wie VMs die Ressourcen der physischen Maschine teilen.
Aufgabe 2 – Starten Sie einen Container mit Docker
Wenn Sie Docker installiert haben (oder Zugriff auf eine VM mit Docker haben), versuchen Sie Folgendes auszuführen:
docker run -d -p 8080:80 nginx
# Starter en nginx-container i bakgrunnen og mapper port 8080 på verten til port 80 i containeren.
# Startet einen nginx-Container im Hintergrund und ordnet Port 8080 auf dem Host Port 80 im Container zu.
Besuchen Sie anschließend http://localhost:8080 in Ihrem Browser. Sie führen jetzt einen Webserver in einem Container aus! Vergleichen Sie, wie lange dies gedauert hat, mit der Einrichtung einer kompletten VM mit Nginx.
Aufgabe 3 – Welche Cloud-Dienste nutzen Sie bereits?
Denken Sie darüber nach, welche Dienste Sie im Alltag verwenden:
- Microsoft 365 (Word, Teams, OneDrive) ist SaaS
- GitHub Pages zum Hosten einer Webseite ist PaaS
- Wenn Sie eine VM in Proxmox in der Schule erstellen, ist dies in der Praxis IaaS (nur lokal)
Können Sie andere Dienste, die Sie verwenden, kategorisieren?
Aufgabe 4 – Wo befinden sich Ihre Daten?
Gehen Sie zum Microsoft Privacy Dashboard und sehen Sie, was Microsoft über Sie speichert. Überprüfen Sie auch die Bedingungen eines Cloud-Dienstes, den Sie nutzen:
- Wo auf der Welt werden die Daten gespeichert?
- Was passiert mit den Daten, wenn Sie Ihr Konto löschen?
- Besitzen Sie Ihre Daten, oder der Anbieter?
Diese Fragen sind besonders wichtig im Hinblick auf die DSGVO und den Datenschutz.
Zusammenfassung
- Virtualisierung ermöglicht es Ihnen, mehrere Dienste auf derselben Hardware auszuführen, entweder als VMs oder Container
- Cloud-Dienste bedeuten, dass jemand anderes die Hardware besitzt und Sie das, was Sie benötigen, mieten
- IaaS, PaaS und SaaS beschreiben, wie viel Verantwortung Sie selbst haben
- In der Praxis verwenden viele eine hybride Lösung mit sowohl lokalen als auch Cloud-basierten Diensten
- Die Wahl zwischen lokal und Cloud hängt von Kontrolle, Kosten, Skalierbarkeit und Datenschutz ab