Fünf Schritte zur effektiven Cloud

Bestandsaufnahme, Bedarfsanalyse und Entwicklung eines Technik- und Businessplans für die Cloud
Der erste Schritt zur Planung der neuen Cloud ist eine korrekte und aktuelle Bestandsaufnahme der bestehenden Umgebung

Von Ismail Elmas, Area Director Germany BMC Software

(15.02.11) - Im Unternehmen wird rege die Architektur von Cloud Computing-Lösung diskutiert. Dem Verantwortlichen ist klar, dass eine "Provisioning Engine", ein "Self Service-Portal" sowie ein Mechanismus zur Abbestellung von Services benötigt werden. Dennoch bleiben of einige wichtige Fragen noch offen. Wer nutzt die Cloud? Welche Services werden überhaupt benötigt - und mit welchen Optionen? Wie interagiert die Cloud mit den bestehenden Systemen? All diese Themen bedürfen der gründlichen Planung.

Ein kritischer erster Schritt vor Gestaltung und Aufbau der Cloud ist die Eingrenzung und Definition der Rolle, die Cloud Computing im Unternehmen spielt. An der Cloud sind zahlreiche Gruppen beteiligt - mit Produzenten, Betreiber und Nutzer. Die Identifikation aller Beteiligten im Vorfeld, unabhängig, ob diese von Anfang an involviert sind oder erst später dazukommen, erspart allen Betroffenen böse Überraschungen.

Unternehmen müssen, wie die Cloud mit dem Rest der Rechenumgebung interagiert. Gibt es gemeinsam genutzte Management-Tools? Sicherheitsanforderungen? Gesetzliche Vorgaben? Oder ist die Cloud isoliert?
Auch muss man über die Grenzen des Rechenzentrums hinaus denken: Werden auch Public Cloud-Ressourcen genutzt?

Die Beantwortung dieser Fragen führt zur Definition der Anforderungen, zu den Optionen und den jeweils damit verbundenen Kosten, und mündet in einen Umsetzungsplan.

Die wichtigsten Schritte hierbei sind unter anderem:

>> Feststellen der Ist-Situation Service Design
>> Kosten- und Preiskalkulation
>> Kapazitätsplanung
>> Aufbau der Cloud Computing-Architektur

Cloud Computing-Planung –Wozu?
Ein wenig IT-Planung spart Millionen und verhindert gescheiterte Projekte, enttäuschte Erwartungen und allgemeine Frustration. Wie bei jedem unternehmerischen Problem ist es ratsam, erst nachzudenken und den besten Ansatz für diese Herausforderung zu suchen, bevor das erste Netzwerkkabel ausgepackt und die erste 64-Wege-Box bestellt wird.

Im Falle der Cloud wird dieses Problem oft als "mehr Ressourcen - noch schneller", "Kapitalschonung in der Bilanz" oder sogar als "Schluss mit der heimlichen Nutzung von öffentlichen Cloud Computing-Ressourcen außerhalb der internen IT" bezeichnet. Solche Aussagen implizieren definierte Ziele und Erwartungen für den Aufbau Ihrer Cloud.

Der zweite große Motivationsfaktor ist der Hype in der Branche selbst: das Thema ist heiß, und so manches Unternehmen ist der Meinung, "man müsse doch mal sehen, was sich mit der Cloud so machen lässt".

Die zweite Aussage impliziert, dass es keine festgelegten Ziele für dieses Projekt gibt. Soll das Cloud Computing-Projekt jedoch ein Erfolg werden, sollten diese Ziele formuliert werden.

Ein guter Plan für die Cloud lässt sich mit den richtigen Leuten und der richtigen Motivation in wenigen Wochen erstellen. Mit einem Plan an der Hand fallen technische Entscheidungen leichter, die Erwartungen der Beteiligten bleiben realistisch, und das Umsetzungsteam geht motiviert ans Werk.

Wer muss eingebunden werden?
Die Cloud Computing-Planung umfasst nicht nur die anfänglichen Stakeholder im Unternehmen, sondern auch Nutzer in der gesamten IT und im ganzen Unternehmen. Werden alle Beteiligten frühzeitig ins Boot geholt, ist sichergestellt, dass ihre Ziele ausreichend berücksichtigt werden und das Projekt durchgängige Unterstützung in allen Phasen genießt. Verschiedene Perspektiven helfen auch dabei, keine wichtigen Anforderungen zu vergessen, welche die Gruppe deutlich beeinträchtigen könnten. Ziel ist es, die Cloud Computing-Anforderungen inkrementell umzusetzen und bei Bedarf zusammenzuarbeiten.

Folgende Stakeholder gilt es für die Cloud zu bedenken:

>> Der mit dem Aufbau der Cloud Computing-Architektur betraute Cloud-Architekt, falls es in Ihrem Unternehmen einen gibt

>> Die IT-Abteilung, die nach Inbetriebnahme für die Cloud zuständig ist

>> Das Netzwerk-Team, auf dessen Ressourcen und Fähigkeiten es bei der Netzwerkanbindung der Cloud ankommt

>> Das Storage-Team, dessen Storage-Boxen kritisch für die Unterstützung der Cloud-Workloads sind - und deren Bedarf aufgrund dieser neuen Technologie rasant ansteigen könnte

>> Das Applikations-Team, dessen Mitglieder oftmals de facto die "User" der Cloud darstellen - außer diese Voraussetzung wird geprüft

>> Das Kapazitäts- und Performance-Team, des sicherstellen muss, dass die Cloud genau so gut - oder besser - wie die physische Alternative arbeitet

Auch andere Mitarbeiter im Unternehmen können den Cloud-Planungsprozess beleuchten. Das können zum Beispiel Mitarbeiter aus der Finanzabteilung sein, welche die Finanzierung des Cloud-Projekts - und die Abrechnungsmodalitäten für die Benutzer festlegen sowie Unternehmensvertreter (diese können bei der Identifizierung von Projekten behilflich sein, die am meisten von der Cloud profitieren würden). Versucht etwa eine Bank, die Transaktionskapazität ihres Online-Systems zu erweitern, so können die Zielvorgaben bei der Kapazitätsentscheidung helfen.

Auch wenn es wichtig ist, alle Stakeholder während des Cloud Computing-Designs zu berücksichtigen, so müssen dennoch nicht alle im Frühplanungsteam mitwirken. Einige Unternehmen begannen erfolgreich mit einem kleinen taktischen Team, das erst einmal eine erste Cloud aufbaute, immer mit dem Gedanken an eine spätere Verbreiterung und kontinuierliche Entwicklung im Hinterkopf. Die anfängliche Cloud umfasst dabei meist nur eine Handvoll Services und sollte nur die Leistungsfähigkeit der Cloud demonstrieren. Das kleine Anfangsteam expandierte danach, als die Langzeit-Optionen verfolgt wurden, strategisch weiter.

Schritte zur effektiven Cloud

Schritt 1: Feststellung und Bewertung der Ist-Situation
Bei der Analyse und Bewertung der Ist-Situation werden alle Workloads, Server, virtuellen Maschinen (VM) und Applikationen in der Umgebung betrachtet und Abhängigkeiten festgestellt. Viele Unternehmen besitzen keinen genauen und aktuellen Überblick über ihre physischen und virtuellen Umgebungen.

Der erste Schritt zur Planung der neuen Cloud ist eine korrekte und aktuelle Bestandsaufnahme der bestehenden Umgebung. In vielen Unternehmen gestaltet sich diese Bestandsaufnahme als manueller, zäher und langwieriger Prozess - doch es gibt Alternativen. So kann zum Beispiel die BMC Atrium Discovery and Dependency Mapping-Lösung auf laufender Basis betrieben werden oder als Bestandteil eines professionellen Serviceauftrags zur einmaligen Auswertung. Dabei wird die Bestandsaufnahme automatisiert, alle Elemente und Abhängigkeiten zwischen den Systemen im Rechenzentrum werden katalogisiert.

Die Abhängigkeiten sind insbesondere dann von Bedeutung, wenn es bei der Planung der Cloud zu Fehlern kommen kann, falls Abhängigkeiten nicht konfiguriert werden können, sowohl in der Cloud als auch an den Grenzen zwischen Cloud und physischer Umgebung. Im nächsten Planungsschritt wird überlegt, welche der bestehenden Workloads in die Cloud ausgelagert werden sollen. Die Überlegungen sollten auch Nutzungsmuster mit einbeziehen, z.B. welche Workloads konsolidiert werden können, welche davon zusätzliche Ressourcen benötigen, und welche potentielle Kandidaten für eine Virtualisierung sind.

Hauptschritte bei der Feststellung und Bewertung der Ist-Situation:
>> Identifizieren bestehender physischer und virtueller Ressourcen und Workloads
>> Mapping von Abhängigkeiten zwischen VMs und physischen Geräten
>> Bestimmen der zur Unterstützung der Workloads benötigten Service-Level >> Identifikation von Bereichen, die konsolidiert werden können oder weitere Ressourcen benötigen
>> Bestimmungen der wichtigsten abhängigen Services und Applikationen über mehrere Ebenen

Schritt 2: Service Design
Beim Service Design geht es darum, festzulegen, was den Benutzern über einen Service-Katalog zur Verfügung gestellt werden soll. Im Grunde handelt es sich bei diesem Service-Katalog um eine Liste mit Services, die der Benutzer auswählen kann und so den Cloud-Beschaffungsprozess auslöst. Beim Aufbau eines Service-Katalogs ist es hilfreich, die Cloud-Benutzer und ihre Bedürfnisse zu kennen. Dabei sollten folgende potentielle Benutzer beachtet werden:

>> Das Softwareentwickler-Team
>> Forschungs- und Entwicklungsgruppen (z.B. akademische Forschung)
>> Das Applikationsteam, das für Aufbau und Wartung interner Applikationen verantwortlich ist

Die Herausforderung im Service Design besteht im natürlichen Spannungsfeld zwischen den Benutzern, die ihre Angebote vollständig individualisierbar haben möchten, und der IT-Abteilung, welche die Services in der Umgebung strikt kontrollieren muss.

Die Aufgabe des Service-Katalogs besteht in der Überbrückung. Mit dem Servicekatalog ist die IT in de Lage, die Konfigurations- und Auswahlbereiche für die Benutzer entsprechend ihrer Rolle festzulegen. Somit erhalten die Benutzer ein Gefühl der Individualisierbarkeit ihrer Cloud Computing-Services.

Folgende Attribute werden häufig im Servicekatalog definiert.
>> Ressourcenkonfiguration - einschließlich CPU, Speicher und Storage-Zuweisungen
>> Betriebssysteme
>> Middleware-Stacks
>> Angebotene Optionen - für einfache Netzwerkkonfiguration und Multiuser-Support
>> Compliance-Pakete
>> Monitoring-Tools
>> Service-Level
>> Preise für die jeweiligen Komponenten, falls gewünscht

Die IT kann auswählen, welche Services den Benutzern angeboten werden und bis zu welchem Grad diese individualisierbar sind. Einerseits können die Benutzer dann zwischen maximal zwei oder drei nicht individualisierbaren Stack-Konfigurationen auswählen. Andererseits könnte man den Benutzern auch einen umfassenden Satz an Auswahlmöglichkeiten für jede Komponente anbieten, mit dem sie ihren Stak vollständig individualisieren können.

Ein verbreiteter Middle Ground-Ansatz besteht darin, dass die IT entscheidet, welche Angebotsbreite zur Verfügung stehen soll, welche Elemente optional sind und welche erforderlich sind (z.B, Compliance oder Monitoring), und welche Benutzer welche Optionen nutzen können.

Über die Inhalte des Servicekatalogs hinaus beinhaltet das Service Design auch die Gestaltung von Workflows zur Unterstützung des jeweiligen Beschaffungsprozesses. Oftmals besteht dieser Workflow dabei aus einer Reihe automatisierter Freigaben. In einigen Fällen kann jedoch aufgrund von sensiblen Daten oder des Anforderungsumfangs eine manuelle Freigabe erforderlich sein. Die Gestaltung dieser Workflows ist kritisch für das Service Design.

Die wichtigsten Schritte im Service Design:
>> Zusammenfassen verschiedener Plattformen und Angebote zu einem kritischen Subset
>> Identifikation von Schlüsselapplikationen und optionalen Services, die jedem Benutzer typ- oder rollenspezifisch angeboten werden
>> Festlegung von Freigaben für Beschaffung und Freigabe-Workflows

Schritt 3: Kosten- und Preiskalkulation
Üblicherweise benötigt die IT eine Vorstellung davon, wie hoch die Kosten sind. In der Cloud ist es jedoch noch komplizierter, die Kosten auf die verursachende Abteilung zu schlüsseln (da keine einfache Korrelation zwischen einem physischen Server und einem Cloud-Service besteht). Jedes Hardwareelement, jede Softwarelizenz und die Personalkosten für die laufende Umgebungsadministration müssen beziffert werden.

Auch wenn die IT keine vollständige Abrechnungsmethode implementieren kann (nutzungsabhängige Belastung jeder Abteilung), so sollte es trotzdem möglich sein, zumindest eine interne Abrechnung zu erzeugen (fiktive Rechnungsstellung, auch wenn kein realer Betrag den Besitzer wechselt). Daher muss das Unternehmen bereits in der Planungsphase ein Kostenmodell für die Cloud-Umgebung auf Basis der internen Kostenrechnung entwickeln. Mit einem Rückbuchungsmodell können die Benutzer die Preise für die Services sehen, die sie aus dem Servicekatalog auswählen. Die Preisangabe ändert auch das Nutzungsverhalten.

Wenn die Leute wissen, dass die Kosten für die Unterstützung eines Cloud Computing-Service mit mehr Ressourcen 3x so hoch sind, werden sie eher die kostengünstigere Alternative wählen. Der finanzielle Nutzen der Kostenrechnung besteht darin, der IT-Leitung einen Teil der Kosten aufzuzeigen, die mit der Erbringung des Cloud-Mehrwerts verbunden sind. Da die IT stets die Cloud-Umgebung aufbauen muss, bevor die ersten Service-Anfragen auftreten, werden alle Investitionen vor dem "Bestellauftrag" der Abteilung getätigt. Diese Investition lässt sich am besten mit Hilfe einiger Finanzzahlen rechtfertigen, einschließlich der Betriebskosten. Daher ist der um die Kostenrechnung herum aufgebaute Planungsansatz eine gute Unterstützung für eine wachsende Cloud Computing-Umgebung.

Die wichtigsten Schritte bei der Kosten- und Preiskalkulation:
>> Erstellung eines maßgeschneiderten Kostenmodells für Cloud Computing-Ressourcen
>> Eingabe korrekter Preisinformationen - von der Hardware über die Software bis hin zu den variablen Ressourcen
>> Festlegung, wie die IT mit dem Unternehmen die Cloud Computing-Nutzung "abrechnet" (falls das überhaupt geschieht)

Schritt 4: Kapazitätsplanung
Bei der Planung einer Cloud sollte man sich Gedanken machen, welchen bedarf das Unternehmen hat, und eine Wachstumsrate einplanen. Zu Beginn der Virtualisierung stellte sich heraus, dass Zahl der Anfragen nach virtualisierten Ressourcen die Erwartungen bei weitem überstieg - eben weil die Nachfrage so hoch war. Die Cloud wird den Beschaffungsprozess weiter vereinfachen und die Kosten hierfür senken, so dass die Nachfrage weiter steigen dürfte. Sobald die Cloud einmal läuft, lassen sich Kapazitätselemente abschätzen, z.B.:

>> Mit der Zeit werden mehr und mehr der bestehenden Workloads in die Cloud-Umgebung ausgelagert
>> Es dürfte eine ganze Schlange von Anfragen geben, die mit der CLoud-Umgebung sofort bearbeitet werden können >> Die Zahl der Anfragen dürfte höher sein als zu Anfang geplant

Darüber hinaus sollte sich die IT Gedanken darüber machen, überschüssige Kapazitäten aus der Public Cloud zu nutzen. Die Entwicklung einer Beziehung zur Public Cloud kann zur Abfederung von Lastspitzen dienen, wenn bestimmte Workloads ausgelagert werden können.

Hauptüberlegungen für die Kapazitätsplanung:
>> Festlegung der benötigten Kapazität für bestehende Workloads und neue Ressourcen
>> Bewertung der benötigten Puffer zur Erfüllung der Service-Levels
>> Identifizieren der physischen Ressourcen für die Migration zur Cloud-Umgebung sowie der benötigten Investitionen für neue Ressourcen
>> Möglichkeit von Ressourcen der Public Cloud zur Kapazitätserhöhung der privaten Cloud

Schritt 5: Aufbau der Architektur
Eine Cloud erscheint oft als weiße Fläche, auf der dann eine komplett neue, sauber arbeitende, gut betriebene und solide aufgebaute Infrastruktur gebaut werden kann. Oft beinhaltet dies auch neue oder ziemlich neue Hardware, Storage-Ressourcen und Netzwerke sowie neue Stack-Elemente (z.B. Virtualisierung) und einen Paradigmenwechsel (z.B. Workload-Mobilität). Wahrscheinlich sind auch einige neue Elemente dabei, z.B. Selbstbedienung durch den Kunden und der Servicekatalog. Gleichzeitig ist die Cloud jedoch immer noch Teil der IT-Infrastruktur.

Viele der Nutzer sind dieselben, ebenso die Applikationen, es gelten die gleichen Sicherheitsregeln und das Audit erfolgt nach den selben Compliance-Vorgaben. All diese früher aufgebauten Prozesse und Richtlinien sollten reibungslos in die Cloud-Infrastruktur hinüberwandern. Der Definitionsprozess für das Zusammenspiel zwischen dem herkömmlichen Management und dem Cloud Management ist die große Herausforderung bei der Cloud-Architektur.

Die IT strebt danach, die auch in der Cloud-Umgebung beste Sicherheit, Compliance, Change Management und zahllose andere nicht-triviale Management-Investitionen anzuwenden - damit keine neue Umgebung aufgebaut werden muss. In der Zwischenzeit können viele der archaischen Prozesse und Workflows optimiert werden, um die Cloud-Umgebung weiter zu automatisieren sowie manuelle Freigaben und andere Effizienz-Barrieren in der Cloud entfallen zu lassen.
Hauptüberlegungen für die Architekturplanung der Cloud:
>> Ausgestaltung der neuen Cloud-Architektur - von Servern über Storage bis hin zur Netzwerktopologie
>> Identifizieren von Bereichen, in denen herkömmliche Compliance-, Change Management- und andere Funktionen von der Cloud-Umgebung profitieren können
>> Modifikation von Prozessen, welche die Effizienz der neuen Umgebung beeinträchtigen können
>> Aufbau einer Rechenzentrums-Architektur, in der die Cloud nicht isoliert, sondern integriert ist
(BMC Software: ra)

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