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Plattformen für effektive Datenarbeit

Detailansicht eines Servers
Beim Cloud Computing werden große Datenmengen auf leistungsstarke Server ausgelagert.
Foto: Ann-Kathrin Hörrlein

Im Trend: Forschen in der Cloud

Plattformen für effektive Datenarbeit

Cloud Computing – die Bereitstellung von Speicherplatz, Rechenleistung und IT-Dienstleistungen über das World Wide Web – revolutioniert nicht nur die Wirtschaft, sondern zunehmend auch die Wissenschaft. abi» gibt einen Überblick, wie sich die Forschungslandschaft dadurch verändert und wie man bereits im Studium davon profitieren kann.

Fotos, ganze Musik- und Filmsammlungen, Dokumente jeglicher Art: Alles, was sich digitalisieren lässt, findet heutzutage Platz auf dem Rechner. Sind die Speicherkapazitäten der eigenen Festplatte jedoch erschöpft, ist eine Cloud inzwischen für viele Anwender die Lösung. Die „Wolke“ steht für nahezu grenzenlosen Speicherplatz. Dabei werden Daten auf zahlreiche leistungsstarke Server von IT-Dienstleistern ausgelagert, die den Speicherplatz zur Verfügung stellen. Über das Internet können die Nutzer jederzeit auf ihre dort abgelegten Daten zugreifen.

Einige Cloud-Dienste sind von allen internetfähigen Endgeräten – wie PC, Smartphone, Tablet oder TV – aus zugänglich; dazu gehören etwa Dropbox, Google Drive oder die TelekomCloud. Andere stehen ausschließlich den Nutzern bestimmter Geräte offen, beispielsweise die iCloud für Apple-Nutzer. Die Nutzung der Clouds ist teils kostenpflichtig, bis zu einem gewissen Datenlimit oft aber auch kostenfrei, besonders für private Anwender. Cloud-Dienste gibt es aber nicht nur für Speicherplatz, sondern auch für Software, die man sich nicht mehr auf den eigenen Rechner herunterladen muss, sondern direkt im Browser, also online nutzen kann. (Siehe auch die animierte Grafik „In der Cloud“ und erfahre, wie eine Cloud funktioniert)

Auch viele Unternehmen haben die Potenziale dieser Infrastrukturen erkannt: Immer größere Datenmengen werden mittlerweile ausgelagert, Software wird vermehrt online genutzt. Das spart Kosten und die Verfügbarkeit der Daten und Anwendungen wird rund um die Uhr und im Grunde allerorts ermöglicht. Zugleich steigt jedoch die Abhängigkeit von Cloud-Diensten und es werden zunehmend Fragen nach der Sicherheit von Daten in der Cloud gestellt. (Lies dazu das Interview „Cloud Computing ist ein ganz zentrales Element“)

Cloud Computing in der Wissenschaft

Ein Porträt-Foto von Prof. Dr. Christoph Reich

Prof. Dr. Christoph Reich

Foto: Privat

Was auf die Wirtschaft zutrifft, gilt in zunehmendem Maße auch für die Wissenschaft. Mehrere Hochschulen und Forschungseinrichtungen machen sich Cloud Computing inzwischen zunutze, um eng und meist projektbasiert zusammenzuarbeiten. Welche Vorteile sich daraus ergeben, schildert Professor Dr. Christoph Reich, Leiter des Instituts für Cloud Computing und IT-Sicherheit der Fakultät Informatik an der Hochschule Furtwangen: „Durch Cloud Computing können Forscher nun schneller und on demand – also auf Abruf – IT-Ressourcen nutzen. Diese flexible Infrastruktur erlaubt beispielsweise jederzeit einen Versuch oder eine Simulation durchzuführen, ohne wie früher erst Anträge für eine bestimmte Zeit an den zentralen Hochschulrechnern stellen zu müssen.“ Christoph Reich nennt ein Beispiel: „Für die Auswertung von Astronomie-Daten wurden bisher fünf Hochleistungsrechner verwendet, um die monatlich über Antennen empfangenen Daten innerhalb von zwei Tagen auszuwerten. Seit diese Infrastruktur durch Cloud-Nutzung ersetzt wurde, liegen die Ergebnisse deutlich schneller vor.“

Auch sei die Zusammenarbeit in der Forschung durch die Clouds einfacher geworden. „Dadurch können Kooperationspartner, die an verschiedenen Standorten tätig sind, auf eine gemeinsame Dateiablage zugreifen und verschiedene Tools nutzen, zum Beispiel für Simulationen, Dokumentationen und Präsentationen“, beschreibt Christoph Reich. Bei der Auswertung wissenschaftlicher Daten wiederum trägt die Cloud zur Beschleunigung von Abläufen bei, weil sie beliebig skalierbar ist, sich ihre Rechenleistung also je nach Bedarf steigern lässt. Alle Mitarbeiter der Hochschule Furtwangen sowie die Studierenden können darüber hinaus auf die hochschulinterne StudiCloud zugreifen, über die beispielsweise eLearning stattfindet.

Datensicherheit hat höchste Priorität

Allerdings dürfen in der Wissenschaft keine beliebigen Cloud-Dienste genutzt werden, sondern es müssen solche zum Einsatz kommen, die mit der Rechtslage konform sind. Beispielsweise dürfen manche Daten den deutschen Rechtsraum nicht verlassen, sprich auf keinen Servern im Ausland gespeichert werden. Auch Aspekte der Datensicherheit müssen berücksichtigt werden.

Ein Porträt-Bild von Björn Hagemeier

Björn Hagemeier

Foto: Privat

Zu den Anbietern von Cloud-Ressourcen gehört das Forschungszentrum Jülich. In einem europäischen Cloud-Verbund ist es aktiv an der Entwicklung und Gestaltung der zukünftigen Standards für das Cloud Computing beteiligt. „Diese Standards ermöglichen eine einheitliche Nutzung von Cloud-Ressourcen unterschiedlicher Anbieter“, erklärt Björn Hagemeier vom Jülich Supercomputing Centre (JSC). „Darüber hinaus unternehmen wir erste Versuche, Dienste für ausgewählte Benutzergruppen in der Cloud anzubieten, sodass die Nutzer auf einfache Weise speziell auf sie zugeschnittene Dienste konfigurieren können.“ Das heißt, dass in der Cloud jeder Benutzer seine Umgebung gemäß der eigenen Anforderung gestalten kann.

Potenzial in vielen Forschungsbereichen

Cloud Computing verändert also nicht nur die Informatik nachhaltig, sondern alle Forschungsbereiche, die sich mit großen Datenmengen („Big Data“) beschäftigen. So etwa auch die Geisteswissenschaften auf dem Gebiet der Digital Humanities (lies hierzu die Reportage „Die Cloud als Forschungsinstrument“), die Sozialwissenschaften oder Bereiche wie die Meteorologie bei Wettersimulationen.

Außer den Wissenschaftlern haben auch Studierende im Bachelor- und mehr noch im Masterstudium die Chance, an den betreffenden Hochschulen an entsprechenden Forschungsprojekten mitzuarbeiten. Entweder zum Thema Cloud Computing an sich; beispielsweise erforscht der Lehrstuhl für Technik- und Organisationssoziologie an der RWTH Aachen die soziologische Dimension der Mensch-Cloud-Interaktion. Oder man kommt im Rahmen eines „Big-Data-Projekts“ mit den Möglichkeiten in Berührung, die Cloud Computing in der Wissenschaft eröffnet – sicherlich ein Pluspunkt, wenn man eine Karriere in der Wissenschaft anstrebt.

Und dabei sind die Möglichkeiten noch lange nicht ausgereizt. Björn Hagemeier sieht noch Potenzial bei der Cloud-Entwicklung: „Die Aufgabe von Experten wäre, ihr Fachwissen zum Thema Cloud verstärkt den Nutzergruppen zur Verfügung zu stellen und beratend bei Integrationsprojekten mitzuwirken, die die Anforderungen der jeweiligen wissenschaftlichen Disziplinen mit den Möglichkeiten des Cloud Computing umsetzen.“

Weitere Informationen

BERUFENET

Das Netzwerk für Berufe der Bundesagentur für Arbeit mit über 3.000 ausführlichen Berufsbeschreibungen in Text und Bild.
www.berufenet.arbeitsagentur.de

studienwahl.de

Infoportal der Bundesländer in Kooperation mit der Bundesagentur für Arbeit. Hier kannst du im „Finder“ nach Studiengängen in ganz Deutschland suchen.
www.studienwahl.de

Hochschulkompass

Informationen über deutsche Hochschulen, deren Studien- und Promotionsmöglichkeiten sowie internationale Kooperationen
www.hochschulkompass.de

Gesellschaft für Informatik e.V.

www.gi.de

Institut für Cloud Computing und IT-Sicherheit der Fakultät Informatik an der Hochschule Furtwangen (Cloud Research Lab)

www.wolke.hs-furtwangen.de

Jülich Supercomputing Centre (JSC) am Forschungszentrum Jülich

www.fz-juelich.de

Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit (AISEC)

www.aisec.fraunhofer.de

abi>> 28.09.2015

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