Was ist Elastic Computing im Cloud Computing?

In realen Szenarien gibt es oft Situationen in denen die Ressourcenanforderungen in kurzer Zeit sprunghaft ansteigen oder sich über einen langen Zeitraum kontinuierlich erhöhen. In diesen Zeiten ist es entscheidend dass die Ressourcenversorgung ständig den sich verändernden Anforderungen gerecht wird um eine normale Geschäftstätigkeit zu gewährleisten. Traditionelle Methoden versagen nicht nur darin Ressourcen dynamisch zuzuweisen und freizugeben sondern bergen auch Risiken von Ressourcenverschwendung oder Geschäftsunterbrechungen da die Versorgung den maximalen Bedarf innerhalb des Zyklus abdecken muss.

Um die Rechenleistung automatisch an Lastveränderungen anzupassen, um eine höhere Effizienz und niedrigere Kosten zu erreichen, hat sich elastische Berechnung in den letzten Jahren rasch entwickelt und ist nun ein wichtiger Bestandteil des Cloud Computing.

Was ist elastische Berechnung im Cloud Computing?

Elastische Berechnung ist ein Cloud-Computing-Dienst, der die Möglichkeit bietet, Rechenressourcen dynamisch anzupassen, um effektiv auf Lastveränderungen zu reagieren, Kosten zu optimieren und die Systemzuverlässigkeit zu verbessern. Dieser Dienst ermöglicht es Benutzern, Ressourcen basierend auf tatsächlichen Bedürfnissen zu erhöhen oder zu verringern, wodurch die Starrheit und Einschränkungen traditioneller Rechenressourcen vermieden werden. Eine wichtige Funktion im elastischen Berechnungsmodell ist Auto-Scaling, bei der das System die Ressourcen automatisch erweitert, wenn die Last steigt, und die Ressourcennutzung reduziert, wenn die Last sinkt, wodurch die Leistung gewährleistet wird, während Ressourcenverschwendung vermieden wird.

Elastische Berechnung geht es nicht nur um die schnelle Expansion und Verengerung von Rechenressourcen sondern betont auch ein zahle-für-die-nutze Bezahlmodell. Nutzer müssen nicht mehr für Ressourcen bezahlen die möglicherweise in Zukunft nicht benötigt werden sondern zahlen basierend auf dem tatsächlichen Verbrauch ihrer Anwendungen. Dieses Bezahlmodell reduziert grundlegend die IT-Kosten für Unternehmen und verbessert die Effizienz der Ressourcennutzung.

Darüber hinaus bieten Anbieter typischerweise Verwaltungsoberflächen oder APIs an, über die Benutzer den Prozess der Ressourcenverwaltung automatisieren können und somit Echtzeit-Anpassungen der Rechenkapazität ermöglichen. Diese Automatisierung kann erheblich Zeit und Verwaltungskosten sparen und Unternehmen ermöglichen, sich mehr auf ihren Kerngeschäftsbereich zu konzentrieren.

Wie funktioniert elastische Berechnung?

Virtualisierungstechnologie ist ein Schlüsselelement für elastische Berechnungen. Sie ermöglicht mehreren virtuellen Maschinen den Austausch von Ressourcen auf einem einzigen physischen Server, wobei jede VM ihre Ressourcenverteilung nach Bedarf dynamisch anpassen kann. Zum Beispiel bietet die VMware's vSphere Plattform umfangreiche Ressourcenverwaltungsfunktionen einschließlich der elastischen Zuordnung von CPU und Speicher.

Virtuelle Maschinen sind der am häufigsten verwendete Typ des elastischen Rechnens, aber Container (wie Docker) und serverloses Rechnen (wie AWS Lambda) gewinnen ebenfalls an Popularität. Container sind leichterwertiger als virtuelle Maschinen, während serverloses Rechnen es Entwicklern ermöglicht, sich vollständig auf den Code zu konzentrieren, ohne die zugrunde liegenden Ressourcen verwalten zu müssen.

Öffentliche Cloud-Dienste wie AWS Azure und Google Cloud Platform bieten umfassende elastische Rechenlösungen. Allerdings sind für Szenarien mit höheren Sicherheitsanforderungen oder Anpassungsmöglichkeiten auch private Clouds eine tragfähige Option. Zum Beispiel bietet OpenStack eine Open-Source-Softwareplattform zum Aufbau von privaten Cloud-Umgebungen.

Vorteile des elastischen Rechnens

Die Hauptvorteile des elastischen Rechnens umfassen Folgendes:

• Verbesserte Systemleistung: Durch dynamisches Anpassen der Rechenressourcen kann das System stabiler arbeiten, was zu einer verbesserten Leistung führt.

• Reduzierte Betriebskosten: Unternehmen können Ressourcen flexibel an tatsächliche Bedürfnisse anpassen und so den Kauf überflüssiger Ausrüstungen und Wartungskosten vermeiden.

• Erhöhte Geschäftsflexibilität: Elastische Berechnungen ermöglichen eine schnellere Reaktion auf Marktveränderungen und helfen Unternehmen, Geschäftschancen zu nutzen.

• Verbesserte Servicequalität: Bei plötzlichen Verkehrsspitzen kann elastische Berechnung helfen, dass Unternehmen schnell reagieren und die Servicequalität sowie das Benutzererlebnis gewährleisten.

Schlüsselkomponenten des elastischen Rechnens

In einer elastischen Rechenumgebung sind die folgenden Kernkomponenten unverzichtbar:

• Compute Knoten  

Compute-Knoten sind Server oder virtuelle Maschinen, die die eigentlichen Rechenaufgaben ausführen. Diese Knoten bieten in der Regel verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten, darunter CPU, Speicher, Speicherkapazität und Netzwerk.

• Ressourcenplaner

Der Ressourcenplaner ist verantwortlich für die Verteilung von Aufgaben und Ressourcen auf Rechnungsknoten. Er muss mehrere Faktoren berücksichtigen, darunter aber nicht nur die Aufgabenpriorität, die Ressourcenanforderungen und die Verfügbarkeit. Zum Beispiel ist Kubernetes eine Open-Source-Container-Orchestrierungsplattform mit einem integrierten Planer, der Container aufgrund vorgegebener Regeln und Richtlinien automatisch den entsprechenden Knoten zuweisen kann.

• Speicherdienste  

Speicherdienste umfassen typischerweise Blockspeicher, Dateispeicher und Objektspeicher, um unterschiedliche Arten und Größen von Datenbedürfnissen gerecht zu werden. Amazon S3 und EBS (Elastic Block Store) sind wichtige Beispiele. Amazon S3 ist ein Objektspeicher-Dienst, der für das Speichern großer Mengen unstrukturierter Daten geeignet ist. EBS bietet persistenter Blockspeicher, ideal für Datenbanken oder Dateisysteme.

• Netzwerkkomponenten

Netzwerkkomponenten umfassen Lastausgleicher, API-Gateways, DNS und mehr, die zusammen eine effiziente Datenübertragung zwischen verschiedenen Komponenten und Diensten sicherstellen. Beispiele sind AWS ELB und API Gateway. AWS’ Elastic Load Balancer (ELB) verteilt den eingehenden Anwendungsverkehr automatisch, um eine höhere Verfügbarkeit und Fehlertoleranz zu erreichen. API Gateway wird verwendet, um API-Schnittstellen zu verwalten, zu warten und zu überwachen.

Was ist der Schlüssel zur erfolgreichen Praxis des elastischen Rechnens?

In fortgeschrittenen Praktiken ist ein Notfallwiederherstellung unverzichtbar. Der Ausfall eines einzelnen Komponenten kann zur Unverfügbarkeit des gesamten Services führen. Daher ist ein umfassender Notfallwiederherstellungsplan Grundlage für eine erfolgreiche Praxis des elastischen Rechnens.

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Elastic Computing FAQs

1. Frage: Was ist der Unterschied zwischen Skalierbarkeit und elastischem Rechnen?

A: Skalierbarkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Systems, eine erhöhte Last durch Hinzufügen von Ressourcen wie CPU, Speicher oder Speicherkapazität entweder vertikal (durch Hinzufügen mehrer Leistung zu bestehenden Maschinen) oder horizontal (durch Hinzufügen mehrer Maschinen) zu bewältigen. Elastic Computing hingegen ist die Fähigkeit eines Systems, Ressourcen basierend auf der aktuellen Nachfrage automatisch zu skalisieren. Während Skalierbarkeit darum geht, die Kapazität zum Wachsen zu haben, legt Elastic Computing den Schwerpunkt auf die Flexibilität, Ressourcen in Echtzeit dynamisch anzupassen, wodurch eine effiziente Ressourcennutzung und Kosteneffektivität sichergestellt wird.

2. Frage: Was ist der Unterschied zwischen Agilität und Elastizität in der Cloud?

A: Agilität im Cloud-Rechnen bezieht sich auf die Fähigkeit, Anwendungen schnell zu entwickeln, zu testen und bereitzustellen, was Unternehmen ermöglicht, schnell auf Veränderungen oder neue Chancen zu reagieren. Sie konzentriert sich auf die Geschwindigkeit und Effizienz der Anpassung an neue Anforderungen. Elastizität hingegen ist die Fähigkeit eines Cloud-Systems, die Ressourcenverteilung in Echtzeit basierend auf der Nachfrage automatisch anzupassen, indem Ressourcen nach Bedarf skaliert werden. Während Agilität die Geschwindigkeit der Anpassung an Veränderungen betont, geht es bei Elastizität um die Flexibilität zur dynamischen Ressourcenverwaltung.

Fazit

Frühes elastisches Rechnen basierte hauptsächlich auf Virtualisierungstechnologie, wird jedoch zunehmend Containerisierung und Mikrodienstarchitektur zur besseren Erfüllung der sich ändernden Geschäftsbedürfnisse einsetzen. Zudem entwickelt sich elastisches Rechnen weiter, mit Verbesserungen wie mehr Automatisierungsfunktionen, verbesserten Sicherheitsmaßnahmen und der Integration künstlicher Intelligenz und Maschinelles Lernen zur Steigerung der Systemzuverlässigkeit und -verfügbarkeit. In den kommenden Jahren wird erwartet, dass sich elastisches Rechnen weiterentwickeln und verbessern wird, um den Geschäftsbedürfnissen von Unternehmen besser gerecht zu werden.