Kostenmanagement mit Cloud Services

Viele Unternehmen stecken bereits mitten in einer Transformationen Richtung Public Cloud, da sie für sich große Vorteile gegenüber dem klassischen IT-Betrieb erkannt haben. Eine Cloud Transformation führt jedoch nicht nur zu Vorteilen, sondern stellt Unternehmen in den Bereichen Business, People und Technology vor neue Herausforderungen.

Dies gilt insbesondere für das Management der IT-Kosten: Veraltete Genehmigungsprozesse, die für On Premises-Rechenzentren oder Outsourcing-Verträge galten, können mit den schnellen Marktvorteilen der Cloud in Konflikt geraten. Der Einsatz neuer Technologien macht neue Prozesse unabdingbar. Infolgedessen müssen CIOs und IT-Unternehmen neue Ansätze und Prozesse entwickeln, um ihre Cloudkosten zu verwalten und zu optimieren.

Tagging

So wird im Rahmen der Cloud Governance eine Tagging-Strategie aufgesetzt, die auch die Zuordnung von Kosten zulässt. Die definierten Tags werden dafür verwendet, die Kosten zu Kostenstellen, Kunden, Applikationsverantwortlichen oder auch Abteilungen zuzuordnen. Die Tags und Kosten lassen sich damit auswerten und auch im späteren Verlauf über APIs in PowerBI oder SAP darstellen. Zudem kann über die Zuordnung eine automatisierte Umbuchung der ganzheitlichen Rechnung des Public Cloud Anbieters auf die verursachenden Kostenstellen abgebildet werden.

So können beispielsweise Auswirkungen veränderter Cloudkosten schnell erkannt und Gegenmaßnahmen ergriffen werden - insbesondere, da Tags zunächst keine technische Komponenten sind, sondern für BWLer in einer Excel-Tabelle analysiert werden können. (Weiterführende Informationen zum Tagging)

Billing und Budget Management

Der Governance-Bereich „Costs“ enthält neben dem tatsächlichen Billing-Process auch das Management von Budgets. Während der Rechnungsprozess über Tags oder auch die Subscription-Struktur unterstützt wird, kann das Budget Management einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, dass Budget-Limits eingehalten werden: Mittels Policies können Mechanismen etabliert werden, die bspw. Warnungen beim Erreichen von Budgetgrenzen ausgeben oder sämtliche Public Cloud Services löschen bzw. herunterfahren. (Wobei letzteres nicht für Produktionsumgebungen zu empfehlen ist.)

Über eine Subscription-Struktur kann zum einem das Berechtigungsmanagement erleichtert werden. Gleichzeitig werden im Falle von Microsoft Azure die Kosten auf Subscription-Level aggregiert und zugeordnet. So ist es bspw. möglich, eine Zuordnung und Kontrolle der Kosten auf Subscription-Ebene zu etablieren. (Weiterführende Informationen zu Billing und Budgetmanagement)

Ist die Cloud Governance so strukturell auf die Bedürfnisse des Unternehmens ausgerichtet, liegt die Frage auf der Hand, welche Kostenmodelle die Public Cloud Provider anbieten.

Die drei führenden Cloudanbieter haben mehrere Zehntausend Preise für virtuelle Maschinen: Instanzen können je nach der Region, in der sie laufen, erhebliche Preisunterschiede aufweisen. Ältere Versionen von Instanzfamilien sind oft teurer als ein Upgrade auf die aktuelle Version. Selbst Instanzen mit ähnlichen Parametern bei CPU und Speicher können aufgrund ihrer Add-on-Merkmale stark variieren. Ebenso kompliziert wird’s beim Speicher mit seinen vielen verschiedenen Ebenen und Klassen. Die Auswahl von Speicherklassen, die über die benötigte Kapazität hinausgehen, kann zu deutlich höheren Kosten führen.

Hierdurch werden die auf den ersten Blick unkomplizierten Cloudkosten – eine stündliche Gebühr für eine Cloudinstanz oder eine Monatsgebühr pro GB Speicherplatz, also Menge mal Preis - sehr viel unübersichtlicher.

Über welche Mechanismen jedoch können die Public Cloud Kosten optimiert werden?

Die wesentlichen Faktoren für die Kostenoptimierung stecken in der Applikation und ihrem Betrieb. Wird eine Applikation auch in der Public Cloud klassisch mit virtuellen Servern als auch bspw. manuellem Patchmanagement betrieben, bleibt häufig nur die Möglichkeit von Reserved Instances oder ein regelmäßiges Rightsizing. Werden beim Betrieb von Applikation jedoch Immutable Iaas, Paas-Dienste, Container oder Cloud Native Services verwendet, ist die Palette an Mechanismen deutlich größer. Die folgende Graphik soll dies veranschaulichen.

Quelle: Eigene Erstellung nach Microsofts Virtual Machines und Azure Funtions 

Neben der Vielzahl an Mechanismen muss auch betrachtet werden, wie groß der Einfluss jedes Mechanismus ist sowie der Reifegrad des Cloud Operating Model und der Services, die verwendet werden: Je größer der Einfluss einzelner Mechanismen ist, desto höher muss in der Regel die Reife der Public Cloud Nutzung sein, da nur dann die tatsächlich wirksamen Mechanismen auch relevant umgesetzt werden können. Anhand der folgenden Graphik soll eine Annäherung an Einfluss und Reife je Mechanismus verdeutlicht werden.

Rightsizing

Zu Beginn eines Projektes ist es häufig das einfachste, eine initiales Rightsizing durchzuführen. Dabei soll sichergestellt werden, dass die gewählten Public-Cloud-Instanzen für die Anforderungen der Applikation geeignet sind. Erfahrungen zeigen, dass sowohl CPU als auch notwendige RAM bei einem ersten Rightsizing um bis zu 60% reduziert werden können.

Im selben Zuge können die Storageklassen evaluiert werden: Dabei gibt es nicht nur zwischen unterschiedlichen Storageklassen wie Managed Disks, Dateispeicher, Azure Data Lake Storage und Blockblobs, sondern auch innerhalb dieser Storageklassen Preisunterschiede. So kosten die ersten 50 TB/ Monat des Azure Dateispeichers 0,16445 € pro GB für den Premium Storage. Für den Archiv Storage werden jedoch nur 0,00152 € pro GB berechnet. Über die richtige Wahl des Storages können somit signifikant Kosten eingespart werden. (Mehr Informationen zu Best Practices für die Migration von Workloads nach Azure.) 

Automatisierung

Im nächsten Schritt können Unternehmen über erste Automatisierungen Kosten sparen. Dabei handelt es sich im Wesentlichen um die Automatisierung von Prozessen zur Einsparung von Prozesskosten.

Ein erster Schritt könnte dabei sein, die Anlage von Azure Subscriptions oder die Provisionierung ganzer Sandbox-Umgebungen zu automatisieren, um schneller Testszenarien und Ideen ausprobieren zu können. Hierzu gehört dann bspw. auch, dass nicht genutzt Ressourcen auch automatisiert wieder gelöscht werden. Denn der einfachste Weg in der Public Cloud Kosten einzusparen ist es, nicht verwendete Ressourcen zu entfernen. Die Erfahrung zeigt, dass ungenutzte Ressourcen häufig weiter betrieben werden, da nicht bekannt ist, ob diese noch gebraucht werden.

In der Public Cloud können solche Ressourcen einfach entfernt werden – denn falls doch wieder Bedarf entsteht, werden sie einfach automatisiert erneut bereit gestellt. Das Entfernen ungenutzter Instanzen ist auch für die Sicherheit wichtig, da ungenutzte Ressourcen Schwachstellen schaffen können.

Reserved Instances

Je länger die Public Cloud für unterschiedliche Workloads verwendet wird, desto mehr Erfahrungen können über Lastspitzen oder das Verhalten der Applikation gemacht werden. Erst durch die längere Nutzung und das Sammeln von Informationen zu der Auslastung einzelner Workloads können erste Entscheidungen zu Reservierungen getroffen werden. Reservierte Instances bieten einen erheblichen Rabatt gegenüber den Preisen für On-Demand-Ressourcen. Vor einer Reservierung sollte zunächst immer ein Rightsizing durchgeführt werden.

Neben der Erfahrungen zu der Auslastung der Workloads sind auch weitere Aspekte bei der Reservierung von bspw. VMs relevant:

• Zunächst sollte der Zeitraum betrachtet werden, wie lange eine Applikation noch bestimmte Services nutzen wird. So ist es denkbar, keine Reservierung von VMs durchzuführen, wenn die Applikation zeitnah auf hochwertigere Services wie Container oder Serverless migriert wird.
• Auch sollte von einer Reservierung abgesehen werden, wenn die Applikation zeitnah vollständig abgeschaltet werden soll.

Der Einfluss einer Reservierung auf die Kosten kann sehr hoch sein - zum Teil sind bei korrekt durchgeführten Reservierungen bis zu 80% Kosteneinsparungen möglich. Dieser Wert ist zunächst beeindruckend, dennoch muss beachtet werden, dass eine Abkündigung oder eine Verkleinerung der Reservierung Stornierungsgebühren nach sich ziehen können. Um also Reservierungen richtig nutzen zu können, ist es wichtig zu wissen, was eigentlich benötigt wird. (Mehr Informationen zu Reserved Instances.)

Löschen und Herunterfahren von Services

Wenn über eine längere Laufzeit die Auslastung von Applikationen und Workloads bekannt ist, kann zusätzlich über ein geplantes Herunterfahren und Löschen von Services nachgedacht werden.

Dabei ist zu berücksichtigen, wann die Kunden oder User die Applikationen im Detail verwenden. Ein Online-Shop im B2C-Umfeld sollte bspw. sonntags verfügbar sein, während eine B2B-Plattform u.U. ganze Wochenenden, Nächte und auch Feiertage gelöscht oder heruntergefahren werden kann.  

Rabattierte Instanzen

Mit einem höheren Verständnis der Public Cloud-Mechanismen und einer hohen Adaption der Services wird die Nutzung von nun sehr reifen Cost Management Mechanismen möglich: Eine davon ist die Nutzung von rabattierten Instanzen. Diese weisen normalerweise keine definierte Verfügbarkeit auf, wie es bei anderen VMs der Fall ist. Sie eigenen sich daher nicht für geschäftskritische Workloads und sind nicht für eine längere Laufzeit als 730 Stunden im Monat gedacht. Bei gelegentlicher Nutzung können sie jedoch zu einer erheblichen Kostenreduzierung führen.

In Azure zählt die B-Series zu diesen rabattierten Instanzen. Hintergrund der B-Series ist, dass für viele Workloads, die in Azure laufen – wie Webserver, kleine Datenbanken und Entwicklungs- und Testumgebungen – die CPU-Leistung sehr sprunghaft ist. Diese Workloads laufen für eine lange Zeit mit einem kleinen Bruchteil der möglichen CPU-Leistung und benötigen dann aufgrund von eingehendem Datenverkehr oder erforderlicher Arbeit die volle Leistung der CPU in Spitzenzeiten. Mit der B-Series wird eine kosteneffiziente Möglichkeit für die Workloads angeboten. Während die VMs der B-Serie in den Low-Points laufen und die Basisleistung der CPU nicht voll ausnutzen, baut die VM-Instanz Credits auf. Wenn die VM genügend Guthaben angesammelt hat, kann die Nutzung bis zu 100% der vCPU für die Zeitspanne, in der die Anwendung die höhere CPU-Leistung benötigt, "bursten". Die richtige Umsetzung fordert großes Know-how zur Applikation und dem oben beschriebenen Mechanismus. (Mehr Informationen zu B-series burstable virtual machine sizes.)

Spot-Instanzen

Ähnlich wie die B-Series sind auch die Spot-Instanzen in Azure zu verstehen. Mit virtuellen Azure-Spotcomputern (Spot-VMs) können Rabatte von bis zu 90 % im Vergleich zu den Preisen der nutzungsbasierten Bezahlung auf nicht genutzte Azure Compute-Kapazität erzielt werden. Dabei wird nicht mehr als der Maximalpreis gezahlt, der zuvor optional festgelegt werden kann.  Spot-VMs sind ideal für Workloads geeignet, die unterbrochen werden können und bieten Skalierbarkeit zu geringeren Kosten. Im Gegensatz zu B-Series stehen Spot-Instanzen jedoch nicht durchgehend und uneingeschränkt zur Verfügung. Zudem sammeln Spot-Instanzen auch keine Credits. Spot-Instanzen basieren auf der Tatsache, dass der Hyper-Scaler über immense Überkapazitäten verfügt, die auch durch Kunden verwendet werden sollen. Um diese Überkapazitäten einzusetzen, werden sie sehr günstig – aber zeitlich begrenzt – angeboten. So werden die Workloads entfernt, wenn Azure über weniger Überkapazitäten verfügt. Workloads werden zudem auch entfernt, wenn der aktuelle Preis den maximalen Preis überschreitet, der vor dem Zuordnen der VMs vereinbart wurde. Wenn jedoch geplante Ereignisse abonniert wurden, wird eine Benachrichtigung 30 Sekunden vor der Entfernung des Workloads  generiert. Dieser Instanztyp ist daher insbesondere für die folgenden Arten von Workloads besonders geeignet: Hochleistungscomputeszenarios, Batchverarbeitungsaufträge oder Anwendungen für visuelles Rendering, Dev/Test-Umgebungen, Big-Data-Anwendungen, Analyseanwendungen und containerbasierte Anwendungen sowie große, zustandslose Anwendungen.

Das Cost Management der Public Cloud ist für viele Unternehmen eine neue Disziplin, die zunächst erlernt werden muss. Dabei wird die enge Verzahnung des Controllings mit der IT stetig relevanter. Nur über eine enge Zusammenarbeit und Verzahnung sowohl der kaufmännischen Prozesse als auch den technischen notwendigen Architekturen lassen sich die Vielzahl an Mechanismen für die Einflussnahme auf die Public Cloud Consumption für das Unternehmen im signifikanten Ausmaß nutzen.