Souveräne Cloud-Edge-Infrastruktur für Europa ApeiroRA: Ein offenes Cloud-Edge-Kontinuum für Europa

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Fraunhofer ISST und AISEC entwickeln mit SAP im Projekt ApeiroRA einen offenen Bauplan für eine herstellerunabhängige, interoperable Cloud-Edge-Infrastruktur. Ziel ist es, Arbeitslasten dort zu verarbeiten, wo es am effizientesten möglich ist.

Im Projekt ApeiroRA entwickeln Fraunhofer ISST und AISEC gemeinsam mit SAP einen offenen Bauplan für eine herstellerunabhängige Cloud-Edge-Infrastruktur, der Interoperabilität zwischen verschiedenen Anbietern garantieren soll. Durch das Open-Source-Großprojekt ApeiroRA soll ein sicheres, herstellerunabhängiges europäisches Cloud-Edge-Kontinuum geschaffen werden, das zentrale Cloud-Rechenzentren und dezentrale Cloud Edges nahtlos zu einer einzigen, intelligenten IT-Infrastruktur verbindet – und Arbeitslasten dynamisch dorthin verteilt, wo sie am effizientesten verarbeitet werden können.

Das Projekt ist Teil der IPCEI-CIS-Initiative. IPCEI-CIS steht für „Important Project of Common European Interest – Cloud Infrastructure and Services“ und ist ein von der EU-Kommission offiziell genehmigtes, großangelegtes Förderprogramm für europäische Cloud- und Edge-Technologien.

Europas zweite Chance heißt Cloud Edge Computing

Die Fraunhofer-Institute ISST und AISEC unterstützen SAP beim Aufbau eines nachhaltigen Multi-Provider Cloud-Edge-Kontinuums für Europa – aufbauend auf Vorarbeiten aus dem Forschungscluster CCIT und langjähriger Expertise im Bereich souveräner Datenräume. Der Beitrag von Fraunhofer zu ApeiroRA umfasst die Entwicklung und prototypische Umsetzung eines skalierbaren, sicheren und automatisierten Lifecycle Managements für Cloud und Edge Services. Zu den Aufgaben zählt der Aufbau von modularen Systemen für Cloud- und Edge-Dienste, die zwischen verschiedenen Anbietenden und Anwendungen agieren, wodurch die Flexibilität und Interoperabilität erhöht werden sollen.

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Zwar habe Europa im globalen Markt für Public-Cloud-Dienste den Anschluss verloren, so Heinrich Pettenpohl, Abteilungsleiter IT Service Providers am Fraunhofer ISST, – im Bereich Cloud Edge Computing sehe die Lage seiner Meinung nach jedoch anders aus. „Die EU-Kommission verfolgt die Strategie, dezentrale, kleinere Rechenzentren, sogenannte Cloud Edges, zu fördern, sodass europäische Unternehmen direkten Zugriff haben und ihre Daten dort ablegen können“, erklärt Pettenpohl.

Der Vorteil dieses Ansatzes bestehe darin, dass die Datenverarbeitung von zentralen Rechenzentren direkt an den Rand des Netzwerks wandert – und damit nah an die Datenquelle. Solche Edge-Cloud-Rechenzentren könnten praktisch überall entstehen: im Turmfuß eines Windkraftwerks, auf einem Betriebshof oder in einer Produktionshalle. Auf diese Weise sollen sich Latenzzeiten minimieren, Bandbreiten schonen und Echtzeitanalysen ermöglichen lassen – während die klassische Cloud weiterhin als zentraler Speicher und für komplexe Langzeitanalysen diene. Gleichzeitig würde dadurch ein Gegenpol zu den zentralisierten Cloud-Systemen von Amazon und Co entstehen.

ApeiroRA soll Sicherheit und Interoperabilität verbinden

Um Sicherheit, Datenschutz und rechtliche Vorgaben zu gewährleisten, setzt das Projekt auf zwei moderne Sicherheitskonzepte: Zero Trust und Confidential Computing.

„Wir integrieren eine Sicherheitsarchitektur in die Apeiro-Referenzarchitektur mit Zero-Trust-Prinzipien und Confidential Computing zur sicheren, interoperablen Identitäts- und Zugriffsverwaltung sowie zur technologieunabhängigen Attestierung von Workloads in föderierten Multi-Provider-Umgebungen. Das sind IT-Ökosysteme, in denen Dienste, Ressourcen und Identitäten verschiedener Anbieter nahtlos miteinander verknüpft sind“, sagt Dr. Michael Weiß, Wissenschaftler am Fraunhofer AISEC.

Anstatt proprietärer Insellösungen werden unabhängige Systeme genutzt, die über offene Standards und Vertrauensstellungen zusammenarbeiten, sodass diese wie eine einzige Plattform wirken. Dies soll unter anderem durch die Implementierung vertrauenswürdiger Ausführungsumgebungen, die technologieunabhängige Integritätsverifikation von Software-Stacks und eine minimalistische Vergabe von Zugriffsrechten erreicht werden.

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Digitale Zwillinge für ressourcenschonende IT

Auch die Entwicklung eines Frameworks zur ganzheitlichen Analyse von Ressourcenverbräuchen, zur Erfassung und Vorhersage von Nachhaltigkeitsmetriken sowie von Empfehlungen für ressourceneffiziente Konfigurationen beschäftigt die Fraunhofer-Forschenden.

„Durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen wollen wir den Ressourcenverbrauch optimieren und nachhaltige IT-Konfigurationen realisieren“, erläutert Pettenpohl weiter.

Ebenfalls auf der Agenda steht die Entwicklung einer autonomen Fehleranalyse und einer KI-gestützten Betriebsführung zum Reduzieren von Administrationsaufwänden und zur Steigerung der Effizienz. Die zentralen Projektergebnisse fließen direkt in die NeoNephos Foundation ein. Diese ist Teil der Linux Foundation Europe und widmet sich der Förderung von Open-Source-Projekten, die mit den strategischen Zielen des IPCEI-CIS der EU im Einklang stehen. NeoNephos soll damit zu einem zentralen Baustein für Europas Unabhängigkeit im Cloud- und Edge-Bereich werden.

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