Oft erfolgen Einführung und Betrieb von Public Cloud Umgebungen ohne konsequente Berücksichtigung und Überwachung von Kosten. Ironischerweise wird gleichzeitig Kosteneinsparung in vielen Fällen als einer der Hauptgründe für den Einsatz von Public Cloud angegeben.

Gartner hat ermittelt, dass die Kosten während der ersten 18 Monate nach Einführung von Public Cloud bei fast der Hälfte der betrachteten Organisationen um 70% zu hoch sind (Quelle: Gartner, 2019).
Dies deckt sich mit den Ergebnissen von Kostenoptimierungsprojekten, die Avanade bei Kunden mit Public Cloud Umgebungen durchgeführt hat: es wurden kurzfristig Einsparungen zwischen 30% und 70% bei den Kosten von Cloud Services erzielt.

Im Folgenden werden die aus Kostensicht relevanten Aspekte von Public Cloud Umgebungen dargestellt und Empfehlungen für Maßnahmen zur Kosteneinsparung gegeben.

Verweise zu Informationsquellen beziehen sich auf Microsoft Azure, die Inhalte des Textes gelten allerdings auch für andere Cloud Provider.

Public Cloud Charakteristika und Kostenaspekte
Es gibt einige Public Cloud Charakteristika, die sich deutlich von Rechenzentrumsumgebungen unterscheiden, und die gleichzeitig eine hohe Relevanz für entstehende Kosten haben:

• Nutzungsbasierte Verrechnung (Pay-per-Use):
  Public Cloud Provider verrechnen Ressourcen nutzungsbasiert, wobei typische Faktoren je nach Typ der Ressource Zeit, Leistung, Volumen und Anzahl sind. In Public Cloud Umgebungen ist es damit wichtig, die Nutzungsprofile der Ressourcen zu berücksichtigen, um die Kosten so gering wie möglich zu halten. Dies beinhaltet zum Beispiel die zeitweise Abschaltung/Deaktivierung von Ressourcen, solange sie nicht genutzt werden. Hier findet sich der Preisrechner für Microsoft Azure Komponenten und Services.
  
  
• Spezifische und zeitnahe Verrechnung:
  Public Cloud Provider verrechnen Ressourcen mit hoher Granularität (z.B. Speicher pro GB, Virtuelle Maschinen pro Stunde der Nutzung) und auf zeitnaher Basis (typischerweise monatliche Verrechnung der genutzten Ressourcen). Damit ist eine präzise Analyse, Überwachung und Steuerung von Kosten möglich. Gleichzeitig ergibt sich die Notwendigkeit, Prozesse und Mechanismen zu implementieren, die dies adäquat unterstützen.
  
  
• Variable Preise:
  Im Public Cloud Markt besteht ein starker Wettbewerbsdruck in Verbindung mit einem Preisverfall bei der Beschaffung von Basiskomponenten (insbesondere Hardware). Dies führt dazu, dass bei Public Cloud Ressourcen und Services oft im Zeitverlauf die gleiche Leistung zu einem günstigeren Preis angeboten wird. Um diese Vorteile zu nutzen, ist unter Umständen die aktive Umstellung auf eine neue Ressource notwendig. Andernfalls wird die bestehende Ressource weiterhin zum unveränderten (höheren) Preis verrechnet.
  
  
• Rabatte bei Abnahmeverpflichtung:
  Public Cloud Provider sind an einer planbaren langfristigen Auslastung ihrer Ressourcen interessiert, daher räumen sie Rabatte ein, falls sich Kunden verpflichten, Kontingente von Ressourcen über einen längeren Zeitraum (typischerweise 1-3 Jahre) zu beziehen. Je nach Konstellation ergeben sich dadurch Einsparungen im hohen zweistelligen Prozentbereich.
  
  Hinweise und Berechnungen zu Rabatten pro Ressource sind im Microsoft Azure Preisrechner. Weitere Erklärungen dazu sind ebenfalls verfügbar – hier zum Beispiel zu reservierten Instanzen für Virtuelle Maschinen.
  
  
• Elastizität:
  Ressourcen können in der Public Cloud schnell und automatisiert nach oben und unten skaliert werden.
  Für eine Kostenoptimierung ergibt sich damit die Möglichkeit (und Notwendigkeit), die Kapazität und Leistung der genutzten Ressourcen dem tatsächlichen Bedarf dynamisch anzupassen. Dies erfordert oft neue oder geänderte Betriebsprozesse und Steuerungsmechanismen.
  
  
• Unbegrenzte Skalierungsmöglichkeiten:
  Im Gegensatz zu fest dimensionierten Rechenzentrum-Umgebungen sind Ressourcen in der Public Cloud (zumindest vom Modell her) unbegrenzt verfügbar.
  Für die Kosten bedeutet dies, dass diese ebenfalls unbegrenzt mit steigender Nutzung wachsen. Es ist daher eine konsequente Überwachung und Steuerung der Ressourcen-Nutzung notwendig, um die Kosten unter Kontrolle zu behalten.
  
  
• Vielzahl angebotener Services und Optionen:
  Public Cloud Anbieter haben hunderte Services im Portfolio, und einzelne Services haben wiederum mehrere Ausprägungen und Optionen. Damit ergeben sich in der Regel unterschiedliche Möglichkeiten, eine Lösung in der Cloud Umgebung zu implementieren. Oft werden bei Auswahl und Design primär technische und betriebliche Aspekte berücksichtigt, nicht aber die Kosten.
  Die Kosten können je nach Auswahl von Services und Varianten bei einer ansonsten vergleichbaren Lösung sehr unterschiedlich sein, daher sollten sie eine entsprechende Rolle bei Entscheidungen spielen – insbesondere auch in Form einer langfristigen Betrachtung. Detaillierte Informationen zu den Microsoft Azure Services findet sich hier. Und diese Webseite liefert sehr anschauliche Visualisierungen und Szenarien zu Microsoft Azure Services.
  
  
• Dynamisierung von Budgets:
  Als Folge der oben genannten Charakteristika (insbesondere der nutzungsbasierten Verrechnung) ergibt sich, dass IT-bezogene Budgets nur sehr schwer exakt langfristig abgeschätzt bzw. eingestellt werden können. Speziell (große) Organisationen mit rigiden und auf statischen Kosten basierenden Forecasts für Projekt- und Kostenstellenbudgets treffen damit auf Herausforderungen.
  In einer Public Cloud Umgebung ist die Dynamisierung von Budgets in Kombination mit kontinuierlicher/regelmäßiger Überwachung und Nachsteuerung sinnvoll bzw. notwendig. Dies gilt insbesondere für Projektbudgets und Umgebungen mit stark schwankendem Ressourcenbedarf.
  
  
• Wegfall von CAPEX:
  In der Public Cloud gibt es im Gegensatz zu (eigenbetriebenen) Rechenzentrum-Umgebungen für Kunden keine CAPEX (Capital Expenditures) – also Investitionsausgaben für längerfristige Anlagegüter wie Hardware und Software-Lizenzen.
  Diese Kosten werden vom jeweiligen Public Cloud Provider getragen und in die bereitgestellten Ressourcen und Services eingepreist. Für Public Cloud Kunden ergeben sich damit gegenüber einem eigenen Rechenzentrumsbetrieb typischerweise andere Strukturen und Modelle für die Kalkulation und das Management von Kosten und Budgets.

Vorgehen und Empfehlungen zur Kosteneinsparung
Aus den dargestellten Charakteristika ergeben sich spezifische Empfehlungen für Kosteneinsparungen in Public Cloud Umgebungen, die im Folgenden dargestellt werden.

Passende Dimensionierung und Typisierung von Ressourcen
In Public Cloud Umgebungen gibt es vielfältige Möglichkeiten Ressourcen dynamisch zu skalieren und unterschiedliche Ausprägungen von Ressourcen zu nutzen. Im Hinblick auf Kosteneffizienz ist es wichtig, diese Möglichkeiten möglichst optimal zu nutzen.

Im Einzelnen empfehlen sich folgende Vorgehensweisen:

• Richtige Dimensionierung von Anfang an:
  Bei der Umstellung vom Rechenzentrum auf Public Cloud werden oft im ersten Schritt die bestehenden Umgebungen (z.B. Virtuelle Maschinen) unverändert übernommen und später nicht mehr an den tatsächlichen Bedarf angepasst.
  Hier ist es wichtig, bereits bei der Planung zu prüfen, ob die bestehenden Kapazitäten tatsächlich benötigt werden. Da spätere Skalierung in der Public Cloud in der Regel relativ einfach möglich ist, kann zunächst mit geringerer Dimensionierung gestartet werden.
  
  
• Auslegung auf geringe/normale Last statt auf Maximallast:
  In Rechenzentrum-Umgebungen ist eine spätere Anpassung von Leistung und Kapazität häufig schwierig und langwierig. Die Skalierung nach oben erfordert je nach Situation die zeitaufwendige Beschaffung und Inbetriebnahme von Hardware. Eine Skalierung nach unten hat oft keinen positiven Effekt auf die Kosten, weil Abschreibungen und Personalkosten sich nicht dynamisch anpassen (lassen).
  In der Public Cloud ist dies grundsätzlich anders: Eine Skalierung nach oben oder unten ist typischerweise einfach und hat einen unmittelbaren Effekt auf die Kosten. Daher sollten in der Public Cloud Ressourcen eher niedrig dimensioniert werden, um sie dann später bei Bedarf (automatisiert) nach oben zu skalieren.
  
  
• Verwendung bedarfsgerechter Typen von Ressourcen:
  In der Public Cloud gibt es oft unterschiedliche Ausprägungen von Ressourcen mit deutlichen Preisunterschieden. Daher ist es wichtig, die zum Bedarf passende Ausprägung zu wählen.
  Beispiel: die Verwendung von hochpreisigem High Performance Storage für Datenbanken und günstigem Standard Archiv Storage für die Archivierung. Eine detaillierte Beschreibung und Preise zu Microsoft Azure Managed Disk Varianten findet sich hier.
  
  
• Verwendung spezifischer statt generischer Typen von Ressourcen:
  In der Public Cloud gibt es Ressourcentypen, die auf spezifische Anwendungsfälle spezialisiert sind. Sie sind in der Regel kosteneffizienter als die Verwendung von generischen Typen.
  Beispiel: bei virtuellen Maschinen gibt es Typen, die speziell auf speicherintensive Anwendungen oder Rechenleistung optimiert sind. Detaillierte Informationen zu den Varianten und Optionen von Microsoft Azure Virtuellen Maschinen (für das Windows Betriebssystem) gibt es hier.
  
  
• Aufteilung von Umgebungen nach spezifischem Ressourcenbedarf:
  Im Rahmen der Nutzung spezifischer Ressourcen macht unter Umständen die Aufteilung der Gesamtlandschaft in spezifische Umgebungen Sinn, um diese optimal mit Ressourcen zu unterstützen und gemeinsam zu betreiben.
  Beispiel: gemeinsamer Betrieb von SAP HANA Umgebungen mit entsprechend optimierten virtuellen Maschinen.
  
  
• Evaluierung von Optionen für Komponenten oder Services:
  in Public Cloud Umgebungen gibt es spezialisierte Services (z.B. in Form von PaaS – Platform-as-a-Service), die unter Umständen für eine Lösung kosteneffizienter sind als die Nutzung von Standardkomponenten. Diese Optionen sollten im Sinne einer Kosteneinsparung geprüft werden – natürlich unter Berücksichtigung der technischen Machbarkeit und der relevanten Betriebsaspekte. Microsoft Azure PaaS Services werden hier erklärt.
  Beispiel: Nutzung von DBaaS (Database-as-a-Service) statt des Betriebs der Datenbank in einer virtuellen Maschine oder einem Container.

Bedarfsgerechte Nutzung von Ressourcen
Im Rahmen von Pay-per-Use in einer Public Cloud wird je nach Ressourcentyp nach zeitlicher Nutzung verrechnet. Damit ist es – im Gegensatz zu Rechenzentrum-Umgebungen mit statisch zugeordneten Ressourcen – aus Kostengesichtspunkten wichtig, dass solche Ressourcen in den Zeiten abgeschaltet bzw. deaktiviert werden, in denen sie nicht genutzt werden.

Folgende Vorgehensweisen bieten dabei Einsparungsmöglichkeiten in Public Cloud Umgebungen:

• Abschalten/Eliminieren von ungenutzten („verwaisten“) Ressourcen:
  Hier geht es um Ressourcen, die irgendwann verwendet wurden, inzwischen aber nicht mehr gebraucht werden. Sie werden weiterhin so verrechnet, als ob sie voll genutzt würden. Diese Situation kommt in großen Umgebungen relativ häufig vor und führt bei Public Cloud Umgebungen zu signifikanten Einsparungsmöglichkeiten.
  
  
• Bedarfsgerechte (On-Demand) Aktivierung und Deaktivierung von Ressourcen:
  Nach Nutzungszeit verrechnete Ressourcen lassen sich oft temporär deaktivieren, so dass für diese Zeit keine Kosten anfallen. Dies setzt voraus, dass die Nutzungsprofile der Ressourcen berücksichtigt werden und ein möglichst hoher Automatisierungsgrad bei der Aktivierung und Deaktivierung genutzt wird.
  
  
• Bedarfsgerechte (On-Demand) (Auto-)Skalierung von Ressourcen:
  Ressourcen bieten zum Teil die Möglichkeit, einfach und/oder automatisiert skaliert zu werden. Dies kann genutzt werden, um Kosten zu optimieren, indem zu jeder Zeit die jeweils benötigte Skalierung verwendet wird. Dazu bieten Public Cloud Umgebungen Konfigurationsmöglichkeiten, um Ressourcen abhängig von bestimmten Bedingungen (z.B. der Auslastung) automatisiert hoch oder runter zu skalieren.
  Bei Public Cloud Umgebungen ist es in der Regel eine suboptimale Strategie Ressourcen auf die maximale Last hin zu dimensionieren und so konstant zu betreiben.

Optimierungen bei Beschaffung und Preisen
Public Cloud Anbieter bieten Rabatte bei einer langfristigen Abnahme. Weiterhin gibt es in der Regel einen Preisverfall bei Ressourcen und Services.

Für eine Kostenoptimierung ergeben sich folgende Empfehlungen:

• Evaluierung von Rabatten des Cloud Service Providers bei fester Abnahme von Mengen/Kapazitäten:
  Bestimmte Ressourcen (z.B. virtuelle Maschinen) werden deutlich niedriger bepreist, falls eine langfristige Abnahme (z.B. 1-3 Jahre) eingegangen wird. Daher sollte geprüft werden, ob diese Möglichkeiten genutzt werden können, was insbesondere für langfristig planbare Umgebungen mit geringen Schwankungen der Fall ist.
  
  
• Regelmäßige Überprüfung der Preise für eingesetzte Ressourcen:
  Bei einigen Ressourcen (z.B. virtuelle Maschinen und Storage) kann von sinkenden Preisen ausgegangen werden. Es macht somit Sinn, die Preise der eingesetzten Ressourcen mit denen aktueller Versionen zu vergleichen, um so durch einen Wechsel ggfls. Kosten zu sparen.
  
  
• Nutzung bestehender Microsoft Lizenzen in der Azure Cloud:
  in den Preisen für Ressourcen sind benötigte Software-Lizenzen enthalten (z.B. für Windows Server beim Einsatz von Virtuellen Maschinen). Microsoft bietet die Möglichkeit vorhandene Lizenzen zu nutzen, wodurch sich die Preise für die entsprechenden Public Cloud Ressourcen verringern.

Durchführung von Kostenanalysen und Kostenoptimierungen
Wegen der hohen Dynamik von Kosten in Public Cloud Umgebungen ist es wichtig, die Kostenbetrachtung in den Fokus zu nehmen und regelmäßig bzw. kontinuierlich Kostenanalysen und -optimierungen durchzuführen.

Hierzu zählen unter anderem folgende Maßnahmen:

• Frühe und durchgängige Betrachtung und Berücksichtigung von Kosten bei Technologieentscheidungen:
  Architekturentscheidungen und die Auswahl bestimmter Technologien können signifikante Auswirkungen auf die Kosten haben. Daher sollten neben einer generellen Betrachtung der Kosten insbesondere auch die Kostenimplikationen von Optionen eine Rolle spielen. Dies gilt besonders für Technologien, die in klassischen Rechenzentrum-Umgebungen keine Rolle spielen, wie zum Beispiel PaaS (Platform-as-a-Service) und Serverless.
  
  
• Kontinuierliche Überwachung und Analyse der Kosten im Rahmen des Regelbetriebs:
  Oft spielt das Management von Kosten im Regelbetrieb eine untergeordnete Rolle – insbesondere, weil in Rechenzentrum-Umgebungen viele Kosten konstant und damit relativ einfach zu managen und verrechnen sind. In Public Cloud Umgebungen sind Kosten dynamisch – womit sich die Notwendigkeit ergibt, sie kontinuierlich zu betrachten und auf Optimierungsmöglichkeiten hin zu analysieren. Hier treffen sich das Kostenmanagement und der technische Betrieb. Letzterer steuert unter anderem die Nutzungsanalysen bei, die für eine Berücksichtigung von nutzungsabhängigen Kosteneinsparungen notwendig sind.
  
  
• Transparente Bereitstellung von Informationen zu Kosten und Einsparungsmöglichkeiten:
  jede(r) für Public Cloud Kosten Verantwortliche sollte idealerweise die für sie/ihn relevanten Kosten und Einsparungsmöglichkeiten regelmäßig bzw. kontinuierlich dargestellt bekommen, damit sie/er passende Maßnahmen zur Kosteneinsparung durchführen kann. Hierzu gehört neben der übergreifenden Analyse von Kosten auch ein spezifisches Reporting für die beteiligten Personengruppen (z.B. Applikationsverantwortliche, Projektleiter, Kostenstellenverantwortliche).

Fazit
Wie oben dargestellt bietet die Public Cloud neue Herausforderungen und Möglichkeiten für die Kosteneinsparung und -optimierung.

Neben einer guten Kenntnis der finanziellen Aspekte (insbesondere Preisgestaltung und Verrechnungsmodi des Public Cloud Providers) ist auch technologisches Know-How gefragt, um aus Kostengesichtspunkten optimale Entscheidungen treffen zu können.

Weiterhin bedeutet ein effektives Kostenmanagement typischerweise auch Anpassungen bei Prozessen und Arbeitsweisen des IT-Betriebs und der IT-Governance. Insbesondere weil punktuelle Analysen und Maßnahmen nicht das optimale Ergebnis im Hinblick auf Kosteneinsparungen liefern. Außerdem erfordert die notwendige dynamische Skalierung und Anpassung von Ressourcen einen hohen Automatisierungsgrad des IT-Betriebs, verbunden mit einer integrierten Überwachung von Ressourcennutzung und den korrespondierenden Kosten.

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