IaaS (Infrastructure-as-a-Service)
Infrastructure as a Service (IaaS) ist ein Cloud-Computing-Modell, bei dem virtualisierte IT-Ressourcen wie Rechenleistung, Speicher und Netzwerke über das Internet bereitgestellt werden. Nutzer mieten bedarfsgerecht virtuelle Server oder Bare Metal, behalten aber die Kontrolle über Betriebssysteme und Anwendungen.
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Was ist IaaS (Infrastructure-as-a-Service)?
Bei Infrastructure as a Service, kurz IaaS, vermietet ein Cloud-Provider IT-Infrastruktur und stellt sie über ein Netzwerk bereit. Der Anbieter betreibt dafür Rechenzentren, in denen er die zugrunde liegende Hardware installiert, absichert, wartet und bei Bedarf modernisiert.
IaaS umfasst Rechenleistung, Arbeitsspeicher, Block- und Objektspeicher sowie Netzwerkkomponenten wie virtuelle Netze, Load Balancer, Router und Firewalls. Neben klassischen virtuellen Maschinen gehören inzwischen auch dedizierte Server, Bare-Metal-Ressourcen und GPU-Instanzen zum Angebot vieler IaaS-Plattformen.
Moderne IaaS lässt sich daher nicht mehr nur als virtuelles Rechenzentrum beschreiben. Sie bildet eine Software-Defined Infrastructure (SDI): Rechenleistung, Netzwerke und Speicher werden über eine gemeinsame softwarebasierte Steuerungsebene bereitgestellt und miteinander verbunden.
Dazu gehören insbesondere:
- Compute-Virtualisierung: Virtuelle Maschinen und Container-Hosts werden unabhängig von einzelnen physischen Servern bereitgestellt.
- Software-Defined Networking (SDN): Virtuelle Netze, Routingregeln, Firewalls und Load Balancer lassen sich per Software konfigurieren.
- Software-Defined Storage (SDS): Speicher wird aus physischen Systemen abstrahiert, zu Pools zusammengefasst und bedarfsgerecht zugewiesen.
- Programmierschnittstellen: Ressourcen lassen sich über eine API erstellen, verändern, überwachen und wieder entfernen.
Kundinnen und Kunden bestimmen selbst, welche Ressourcen sie benötigen und wie diese miteinander verbunden werden. Virtuelle Maschinen, Speicher und Netzwerkkomponenten lassen sich je nach Plattform innerhalb kurzer Zeit skalieren. Häufig erfolgt die Abrechnung nutzungsabhängig nach dem Pay-as-you-go-Prinzip.
IaaS (Infrastructure-as-a-Service) ist ein Cloud-Service, bei dem Nutzerinnen und Nutzer über das Internet Zugriff auf eine sofort nutzbare, hochgradig skalierbare IT-Infrastruktur erhalten. Lagerung, Verwaltung und Instandhaltung der zugrunde liegenden Hardware fallen dabei komplett in den Aufgabenbereich des Providers. Das typische Kostenabrechnungsmodell bei IaaS-Angeboten ist das Pay-per-Use-Verfahren, bei dem die Kundschaft nur das bezahlt, was sie auch tatsächlich genutzt hat.
Typische Merkmale von IaaS sind:
- Skalierbarkeit: Ressourcen lassen sich bedarfsgerecht erweitern oder reduzieren.
- API-Zugriff: Die Infrastruktur kann automatisiert gesteuert werden.
- Pay-as-you-go: Die Abrechnung orientiert sich an der gebuchten oder tatsächlichen Nutzung.
- Redundanz: Mehrere Systeme, Verfügbarkeitszonen oder Regionen ermöglichen ausfallsichere Architekturen.
Wie funktioniert IaaS?
Bei IaaS stellt ein Provider Rechenleistung, Speicher und Netzwerkressourcen über eine zentral verwaltete Cloud-Plattform bereit. Kundinnen und Kunden wählen die benötigten Komponenten aus und konfigurieren sie über ein Webinterface, eine Kommandozeile, eine API oder Infrastructure-as-Code-Werkzeuge.
- Ressourcen bündeln: Der Provider fasst die Rechen-, Speicher- und Netzwerkressourcen seiner Rechenzentren in zentral verwalteten Ressourcenpools zusammen.
- Infrastruktur auswählen: Kundschaft legen fest, welche Server, Speichervolumen, Netzwerksegmente und Sicherheitsfunktionen sie benötigen.
- Ressourcen bereitstellen: Eine softwarebasierte Steuerungsebene überträgt die gewählte Konfiguration auf die physische Infrastruktur und stellt die Ressourcen bereit.
- Systeme voneinander trennen: Bei virtuellen Maschinen weist ein Hypervisor die Hardwarekapazitäten zu und isoliert die einzelnen Systeme voneinander. Bare-Metal-Angebote stellen dagegen einen vollständigen physischen Server ohne vorgeschaltete Virtualisierungsschicht bereit.
- Infrastruktur verwalten und skalieren: Kundschaft kann Ressourcen ergänzen, reduzieren oder entfernen. Über APIs und Infrastructure as Code lassen sich diese Vorgänge automatisieren.
- Verantwortung aufteilen: Der Provider betreibt das Rechenzentrum, die Hardware und die zentrale Plattform. Nutzerinnen und Nutzer verwalten Betriebssysteme, Anwendungen, Zugriffsrechte und Daten.
Unterschied zu VPS:
Ein klassischer Virtual Private Server (VPS) wird häufig als einzelner virtueller Server mit festgelegtem Ressourcenpaket und regelmäßiger Abrechnung angeboten. IaaS verbindet dagegen mehrere frei kombinierbare Compute-, Netzwerk- und Speicherressourcen, die sich per API automatisieren, messen und dynamisch skalieren lassen. Die Grenzen können sich überschneiden, da auch moderne VPS-Angebote APIs und nutzungsabhängige Modelle unterstützen. Entscheidend ist daher weniger die Produktbezeichnung als der tatsächliche Funktionsumfang.
IaaS, PaaS und SaaS im Vergleich
Die Cloud-Servicemodelle IaaS. PaaS und SaaS unterscheiden sich vor allem darin, wie viel Kontrolle Kundinnen und Kunden behalten und wie viele Aufgaben sie selbst übernehmen.
| Modell | User verwaltet | Anbieter verwaltet | Kontrolle und Aufwand |
|---|---|---|---|
| Infrastructure as a Service (IaaS) | Betriebssystem, Middleware, Laufzeitumgebung, Anwendungen, Daten und Zugriffsrechte | Rechenzentrum, Hardware, physisches Netzwerk und Virtualisierung | Hohe Kontrolle, hoher eigener Administrationsaufwand |
| Platform as a Service (PaaS) | Anwendungen und Daten | Infrastruktur, Betriebssystem, Middleware und Laufzeitumgebung | Mittlere Kontrolle, geringerer Betriebsaufwand |
| Software as a Service (SaaS) | Benutzerkonten, Einstellungen und eingegebene Daten | Anwendung, Plattform und gesamte Infrastruktur | Geringe technische Kontrolle, geringer Administrationsaufwand |
Welche Typen von Infrastructure-as-a-Service gibt es?
Abhängig von der Art der Bereitstellung des Services lassen sich üblicherweise drei verschiedene Typen von IaaS-Lösungen unterscheiden:
- Public IaaS
- Private IaaS
- Hybrid IaaS
Public IaaS
Bei Public IaaS stellt ein externer Provider standardisierte Cloud-Ressourcen über das Internet oder private Netzwerkverbindungen bereit. Die physische Plattform wird in der Regel von mehreren Nutzerinnen und Nutzern genutzt. Virtualisierung und Mandantentrennung sorgen dafür, dass die einzelnen Umgebungen logisch voneinander getrennt bleiben.
Public IaaS kann neben gemeinsam genutzten Ressourcen auch dedizierte Prozessorkerne, Hosts oder Bare-Metal-Server umfassen. Der Begriff „Public“ bedeutet daher nicht, dass alle Ressourcen zwingend mit anderen Personen geteilt werden.
Private IaaS
Private IaaS stellt Cloud-Ressourcen exklusiv für ein Unternehmen oder eine Organisation bereit. Die Umgebung kann im eigenen Rechenzentrum oder bei einem externen Provider betrieben werden. Sie bietet mehr Kontrolle über Architektur, Sicherheitsvorgaben und technische Standards, verursacht aber einen höheren Betriebs- und Verwaltungsaufwand.
Auch eine Private Cloud lässt sich automatisieren und innerhalb der verfügbaren Kapazitäten skalieren. Die maximale Elastizität bleibt jedoch durch die bereitgestellte Hardware begrenzt.
Hybrid IaaS
Hybrid IaaS verbindet private und öffentliche Infrastruktur. Sensible oder dauerhaft ausgelastete Systeme können in einer privaten Umgebung verbleiben, während zusätzliche Kapazitäten, Entwicklungsumgebungen oder Lastspitzen aus der Public Cloud bezogen werden.
Das Modell bietet Flexibilität, erfordert aber eine abgestimmte Netzwerk-, Identitäts- und Sicherheitsarchitektur. Anwendungen und Daten müssen zwischen den beteiligten Umgebungen kontrolliert übertragen werden.
Shared Responsibility: Wie ist die Verantwortung bei IaaS aufgeteilt?
Bei IaaS teilen sich der Provider und die Kundinnen und Kunden die Verantwortung für Betrieb und Sicherheit. Der Provider schützt und verwaltet die zugrunde liegende Cloud-Infrastruktur. Kundinnen und Kunden sind für die darauf betriebenen Systeme, Anwendungen und Daten zuständig.
| Provider verwaltet | Kundinnen und Kunden verwalten |
|---|---|
| Rechenzentrum und physische Sicherheit | Betriebssystem und Sicherheitsupdates |
| Server, Speicher und Netzwerkhardware | Installierte Anwendungen und Middleware |
| Virtualisierung und zentrale Cloud-Plattform | Benutzerkonten und Zugriffsrechte |
| Verfügbarkeit der gebuchten Infrastruktur | Firewall- und Netzwerkkonfigurationen |
| Wartung der physischen Komponenten | Daten, Verschlüsselung und Back-ups |
Die genaue Abgrenzung hängt vom gebuchten Dienst ab. Auch wenn der Provider Sicherheitsfunktionen bereitstellt, müssen Kundinnen und Kunden diese korrekt konfigurieren und ihre Betriebssysteme, Anwendungen und Daten selbst schützen.
Spezialisierte IaaS: GPU as a Service und Bare Metal
Standardisierte virtuelle Maschinen eignen sich für viele Webanwendungen, Datenbanken und Entwicklungsumgebungen. Für KI, High-Performance-Computing oder latenzkritische Systeme reichen allgemeine CPU-Instanzen jedoch nicht immer aus. Spezialisierte IaaS-Angebote stellen dafür GPU-Ressourcen oder dedizierte Bare-Metal-Systeme bereit.
GPU-Instanzen für KI und Datenverarbeitung
Grafikprozessoren führen viele Berechnungen parallel aus. Dadurch eignen sie sich unter anderem für das Training von Large Language Models, die Ausführung bereits trainierter KI-Modelle (sogenannte Inferenz) sowie für Simulationen, Bildverarbeitung und wissenschaftliche Berechnungen.
Mit GPU as a Service lassen sich solche Beschleuniger zeitlich begrenzt aus der Cloud beziehen. Unternehmen müssen keine eigene GPU-Hardware anschaffen und können Ressourcen für einzelne Projekte, Tests oder Lastspitzen bereitstellen.
Bei der Auswahl sollten Unternehmen nicht nur die Anzahl der GPUs berücksichtigen. Relevant sind auch GPU-Speicher, verfügbare Treiber und Frameworks, Netzwerkbandbreite, Datenspeicher, regionale Verfügbarkeit und die voraussichtliche Auslastung.
Bare Metal Cloud für konstante Leistung
Eine Bare Metal Cloud stellt einen physischen Server exklusiv für eine Kundin bzw. einen Kunden bereit. Zwischen Betriebssystem und Hardware befindet sich dabei keine vom Provider verwaltete VM-Schicht. Das ermöglicht einen direkten Hardwarezugriff und eine gut planbare Leistung ohne Konkurrenz durch andere virtuelle Maschinen auf demselben Host.
Bare Metal eignet sich unter anderem für datenintensive Datenbanken, spezielle Lizenzmodelle, große Virtualisierungsplattformen und Workloads mit hohen Anforderungen an Latenz oder Eingabe- und Ausgabeoperationen. Die Bare Metal Cloud verbindet dedizierte Hardware mit cloudtypischer Bereitstellung und Verwaltung.
Im Vergleich zu virtuellen Maschinen lassen sich Bare-Metal-Systeme nicht immer ebenso schnell oder fein abgestuft skalieren. Für wechselnde Anforderungen kombinieren Unternehmen daher häufig virtuelle Ressourcen, GPU-Instanzen und Bare Metal innerhalb einer gemeinsamen Architektur.
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Infrastructure as Code und Automatisierung
Grafische Verwaltungsoberflächen eignen sich für einzelne Tests oder kleine Umgebungen. Bei wiederkehrenden Bereitstellungen, mehreren Regionen oder größeren Systemlandschaften führt eine ausschließlich manuelle Konfiguration jedoch schnell zu uneinheitlichen Einstellungen und schwer nachvollziehbaren Änderungen.
Mit Infrastructure as Code (IaC) wird die gewünschte Infrastruktur in Konfigurationsdateien beschrieben. Diese Dateien lassen sich versionieren, prüfen und automatisiert ausführen. Voraussetzung ist, dass der IaaS-Provider seine Ressourcen über dokumentierte APIs und passende Provider-Plugins zugänglich macht.
Zu den verbreiteten Werkzeugen gehören:
- Terraform: Beschreibt und provisioniert Cloud- und On-Premises-Ressourcen deklarativ.
- OpenTofu: Eine quelloffene IaC-Lösung zum versionierbaren Bereitstellen und Verwalten von Infrastruktur.
- Ansible: Automatisiert unter anderem Systemkonfigurationen, Softwareinstallationen und Anwendungsbereitstellungen.
Terraform oder OpenTofu werden häufig für Server, Netzwerke und Speicher eingesetzt. Ansible konfiguriert anschließend die Betriebssysteme und Anwendungen. Durch die Kombination entstehen reproduzierbare Umgebungen, die sich in Entwicklungs-, Test- und Produktionssystemen nach demselben Verfahren bereitstellen lassen.
IaC verkürzt außerdem die Wiederherstellungszeit nach Ausfällen. Statt eine Umgebung manuell nachzubauen, lässt sie sich anhand der geprüften Konfiguration erneut provisionieren. Zugangsdaten und andere Geheimnisse dürfen dabei nicht unverschlüsselt im Quellcode gespeichert werden.
Beliebte IaaS-Geschäftsszenarien im Überblick
Infrastructure-as-a-Service ist nicht für jedes Unternehmen und jeden Einsatzzweck geeignet. Wer beispielsweise lediglich auf der Suche nach etwas Speicherplatz ist, wird bei einem Online-Speicherdienst mit großer Wahrscheinlichkeit passendere Angebote vorfinden als bei einem IaaS-Provider. Ähnlich verhält es sich bei der Auswahl eines geeigneten Anbieters für das Hosting einfacher Firmenwebsites – in diesem Bereich bieten klassische Webhoster normalerweise weitaus günstigere Angebote.
Die folgende Tabelle zeigt, in welchen Geschäftsszenarien Infrastructure-as-a-Service mehr als nur eine einfache Alternative zu klassischen Hosting-Szenarien oder eigener Infrastruktur vor Ort darstellt:
| Geschäftsszenario | Nutzen von IaaS |
|---|---|
| Softwareentwicklung und Tests | Entwicklungs- und Testumgebungen lassen sich kurzfristig erstellen, vervielfältigen und nach Projektende wieder entfernen. |
| Anspruchsvolle Webprojekte | Zusätzliche Instanzen und Load Balancer fangen schwankenden Traffic bei Onlineshops, Portalen oder Kampagnen ab. |
| Webanwendungen | Compute-, Speicher- und Netzwerkressourcen lassen sich passend zur Architektur einer Anwendung zusammenstellen. |
| KI-Training und Inferenz | GPU-Instanzen stellen Rechenleistung für Modelltraining, generative KI und die Ausführung trainierter Modelle bereit. |
| High-Performance-Computing | Temporäre Cluster verarbeiten Simulationen, technische Berechnungen und andere parallelisierbare Aufgaben. |
| Big-Data-Analysen | Rechenleistung und Speicher lassen sich für große Datenmengen zeitlich begrenzt skalieren. |
| Back-up und Disaster Recovery | Getrennte Regionen und Speicherklassen unterstützen Sicherungs- und Wiederherstellungskonzepte. |
| Hybride Infrastruktur | Lokale Systeme lassen sich mit skalierbaren Cloud-Ressourcen und zusätzlichen Standorten verbinden. |
Warum sind digitale Souveränität und Compliance wichtig?
Eine Sovereign Cloud verbindet Cloud-Technik mit technischen, organisatorischen und rechtlichen Kontrollmechanismen. Bei der Wahl einer IaaS-Plattform zählen deshalb nicht nur Leistung und Kosten. Da der Provider zentrale Teile der Infrastruktur betreibt, beeinflusst die Anbieterwahl auch, wo Daten verarbeitet werden, welche Rechtsordnungen gelten und wer auf die Systeme zugreifen kann. Digitale Souveränität bedeutet, dass Unternehmen die Kontrolle über Daten, Identitäten, Verschlüsselungsschlüssel und Infrastrukturentscheidungen behalten.
Diese Aspekte betreffen auch das Risikomanagement. Die NIS2-Richtlinie bzw. das in Deutschland gültige NIS2UmsuCG verpflichtet betroffene Unternehmen, Risiken externer IT-Dienstleister und ihrer Lieferketten zu berücksichtigen. Bei der Wahl eines IaaS-Anbieters sollten sie daher Sicherheitsmaßnahmen, Notfallprozesse und Meldewege prüfen. Zertifizierungen unterstützen diese Bewertung, ersetzen aber nicht die eigene Verantwortung.
Gaia-X ergänzt diese regulatorische Perspektive um einen europäischen Orientierungsrahmen. Kriterien wie Transparenz, Interoperabilität, Portabilität und Datensouveränität helfen dabei, IaaS-Angebote auch nach Kontrollmöglichkeiten und Anbieterabhängigkeiten zu bewerten. Gaia-X ersetzt jedoch keine Prüfung nach DSGVO oder NIS2.
Wichtige Auswahlkriterien sind:
- vertraglich geregelte Datenstandorte
- Sitz und Eigentümerstruktur des Providers
- transparente Angaben zu Unterauftragnehmern
- Verschlüsselung und Schlüsselverwaltung
- dokumentierte Sicherheits- und Notfallprozesse
- Zertifizierungen
- Möglichkeiten zum Datenexport und Anbieterwechsel
Welche Vor- und Nachteile hat IaaS?
Der wichtigste Vorteil von IaaS ist die schnelle Bereitstellung neuer Infrastruktur. Unternehmen können Entwicklungsumgebungen, zusätzliche Webserver oder KI-Ressourcen innerhalb kurzer Zeit aufbauen, statt zunächst Hardware zu beschaffen und zu installieren. Das verkürzt die Markteinführungszeit neuer Anwendungen und erleichtert die Reaktion auf Lastspitzen.
IaaS verlagert außerdem einen Teil der Investitionskosten für Hardware in laufende Betriebsausgaben. Das Pay-as-you-go-Modell führt jedoch nicht automatisch zu niedrigeren Gesamtkosten. Für eine optimierte Total Cost of Ownership (TCO) müssen Unternehmen ungenutzte Ressourcen abschalten, Instanzen passend dimensionieren und Datenübertragungs-, Speicher- und Lizenzkosten überwachen.
Die hohe technische Kontrolle bringt gleichzeitig Verantwortung mit sich. Kundinnen und Kunden benötigen Fachwissen für Betriebssysteme, Netzwerke, Identitätsverwaltung, Monitoring und Anwendungssicherheit. Fehlerhafte Firewall-Regeln, ungeschützte Zugangsdaten oder ausbleibende Updates fallen nicht in den Aufgabenbereich des Providers.
| Vorteile von IaaS | Nachteile von IaaS |
|---|---|
| ✓ Schnelle Bereitstellung neuer Systeme und kürzere Time-to-Market | ✗ Hoher eigener Administrations- und Sicherheitsaufwand |
| ✓ Flexible Skalierung für Lastspitzen, KI und projektbezogene Workloads | ✗ Kosten können ohne Monitoring und Governance unübersichtlich werden |
| ✓ Zugriff auf virtuelle Maschinen, GPUs und Bare-Metal-Ressourcen | ✗ Abhängigkeit von APIs, Diensten und Regionen des Providers |
| ✓ Automatisierung über APIs und Infrastructure as Code | ✗ Anbieterwechsel kann durch proprietäre Dienste erschwert werden |
| ✓ Keine eigene Beschaffung und Wartung der physischen Hardware | ✗ Störungen beim Provider oder der Netzwerkanbindung wirken sich auf die Nutzung aus |
| ✓ Nutzungsabhängige Abrechnung und geringe anfängliche Kapitalbindung | ✗ Datenschutz, Datenstandort und rechtliche Zugriffsmöglichkeiten müssen geprüft werden |
| ✓ Aufbau redundanter Architekturen über mehrere Systeme oder Regionen | ✗ Redundanz und Back-ups müssen korrekt geplant und konfiguriert werden |
Reviewer
Christian Heldmaier
Christian Heldmaier ist ein erfahrener Online-Marketing- und SEO-Spezialist aus Karlsruhe. Seit Juli 2020 ist er als SEO Manager bei IONOS tätig.