Zur Jahrtausendwende befürchteten viele Menschen, dass es zu einem großflächigen Ausfall der damals vorhandenen IT-Infrastruktur kommen könnte. Ein großer Teil dieser Befürchtungen war reiner Aberglaube, doch gab es den sogenannten Millenium-Bug, der tatsächlich für einige Probleme sorgte, vor allem bei Geräten und Systemen, die in irgendeiner Weise auf eine Datumsanzeige setzten.

Im Jahre 2038 wird es wieder einen solchen Moment geben, in dem durch fehlerhafte Datumsanzeigen schwerwiegende Probleme auftreten könnten, denn am 19. Januar 2038 um 03:14:07 Uhr UTC läuft zwar nicht der Maya-Kalender ab, sondern die sogenannte Unixzeit.

Was ist die Unixzeit und warum läuft sie ab?

Die sogenannte Unixzeit ist eine Zeitdefinition, die in den 70er Jahren für das Betriebssystem Unix eingeführt wurde. In der aktuell gültigen Definition von 1975 begann die Unixzeit am 1. Januar 1970, 00:00:00 Uhr UTC (UTC = Coordinated Universal Time = koordinierte Weltzeit). Sie zählt dabei die vergangenen Sekunden seit dem Startdatum, wobei Schaltsekunden übersprungen werden.

Die Unixzeit hat insgesamt eine Kapazität von 2.147.483.647 Sekunden, was einer vorzeichenbehaftete 32-Bit-Ganzzahl entspricht (2³¹ – 1). Sobald diese überschritten wird (was im Jahre 2038 der Fall sein wird), springt das Vorzeichen von positiv auf negativ um, was zu einer Zeitangabe weit vor dem 1. Januar 1970 bedeuten würde.

Hier ist das die Krux des Jahr-2038-Promblems zu erkennen. Sämtliche Systeme, die diese 32-Bit-Unixzeit verwenden, werden ab diesem Zeitpunkt ein völlig falsches Datum anzeigen und verarbeiten. In der Softwareentwicklung nennt man dieses Problem auch Zählerüberlauf.

Mögliche wirtschaftliche Folgen

Da Unixsysteme vor allem bei Banken und ihm Versicherungssektor eine weite Verbreitung besitzen, sind diese Wirtschaftszweige natürlich besonders gefährdet, vor allem, da diese Branchen stark auf korrekte Zeitstempel angewiesen sind. Neben diesen Servern und anderen Unixsystemen arbeiten viele eingebettete Systeme (z.B. Router oder elektronische Messgeräte) mit unixartigen Betriebssystemen.

Gravierend könnten die wirtschaftlichen Schäden werden, wenn beispielsweise Transaktionen von Banken nicht getätigt werden, weil sie weiterhin auf den direkten Zeitstempel warten. Der würde allerdings länger auf sich warten lassen, da die Unixzeit fälschlicherweise einen Zeitpunkt im Dezember 1901 angeben würde.

Für die Anwender von unixbasierten Betriebssystemen oder Programmen könnte sich das Jahr-2038-Problem dadurch äußern, dass die Software in eine Endlosschleife gerät und sich dadurch „aufhängt“, da die Programme auf einen gewissen (scheinbar weit in der Zukunft liegenden) Zeitpunkt warten.

Sollte das Problem mit der ablaufenden Unixzeit also nicht rechtzeitig behoben werden, drohen in vielen wirtschaftlichen Bereichen, in den mitunter extrem viel Geld steckt, enorme wirtschaftliche Schäden und Systemtotalausfälle.

Behebung des Problems

Um diesem Problem zu beheben und um eine Wiederholung der Folgen wie beim Millenium-Bug von 2000 zu verhindern, bei dem durch ungenügende Vorbereitung ein ähnlicher Fehler in der Verarbeitung von Jahreszahlen zu wirtschaftlichen Schäden im Bereich von mehreren hundert Milliarden US-Dollar eintraten, werden schon weit im Voraus Vorkehrungen getroffen, um die Schäden zu minimieren oder komplett auszuschließen.

Grundlegend wird die Unixzeit von 32-Bit auf 64-Bit umgestellt, was dazu führen würde, dass die dann neu definierte Unixzeit erst in 292 Milliarden Jahren auslaufen würde. Zum Vergleich: Das Universum ist bisher circa 13,81 Milliarden Jahre alt. Bis das der Fall sein wird, bleibt der Menschheit also noch genug Zeit, um eine technische Lösung für dieses Problem zu finden.

Diese Umstellung ist bereits im Gange und wird sukzessive mit neuen Unixupdates auf die verschiedensten Systeme aufgespielt. Allerdings ist damit das Problem nicht endgültig gelöst oder Schäden abgewandt, da dadurch zwar die Server eine 64-Bit-Unixzeit liefern, die Programme, die noch mit 32-Bit arbeiten diese allerdings nicht verarbeiten können, was erneut zum Jahr-2038-Problem führt. Es müssen also auch sämtliche Programme, die die Unixzeit vernwenden, auf 64-Bit aufgerüstet werden.

Diese Umstellung kann mitunter sehr aufwendig sein, da der komplette Programmcode vieler und komplexer Programme durchforstet und aktualisiert werden muss.

Eine Alternative zur Umstellung auf eine 64-Bit Unixzeit mit Sekundenschritten stellt eine Verkleinerung der Zeitintervalle dar, wie sie so bereits in vielen Entwicklungsumgebungen wie bei JAVA (64-Bit und Millisekunden) eingesetzt werden. Da gerade im Bankensektor eine so hohe zeitliche Genauigkeit von Nöten ist, scheint es sinnvoll, die Unixzeit auch in dieser Hinsicht zu überarbeiten.

Eine weitere Möglichkeit wäre es, den Zeitstempel als Zeichenkette (YYYYMMDDHHMMSS) abzuspeichern, wie es in ISO 8601 bereits vorgesehen ist. Dies würde bis zum Jahreswechsel 9999/10000 ausreichen, um Jahr-Überlauf-Probleme auszuschließen. Allerdings müssten auch hier etliche Programme angepasst werden, da innerhalb eines Programms der Zeitstemepl wieder in ein problematisches Binärformat umgewandelt werden könnten.

Ähnliche Probleme

Das bereits erwähnte Jahr-2000-Problem (oder Millenium Bug) verursachte zum Jahrtausendwechsel enorme wirtschaftliche Schäden und sorgte sogar für eine Rezession in der Informatikbranche.

Zehn Jahre später, im Jahr 2010 traten einige der für das Jahr 2000 erwarteten Fehler unerwartet auf und überraschte die Wirtschaft. So wurden durch fehlerhafte Datumsformate vor allem bei EC- und Kreditkarten die Jahre 2010 und 2016 vertauscht.

Beim Jahr-2027-Problem werden auf Rechnern der 3000er Serie des Herstellers Hewlett-Packard die Bits für das Datenformat aufgebraucht sein. Da diese Rechner allerdings seit 2015 keinen Support mehr erfahren und bereits mehrere Jahrzehnte alt sind, sind hier keine nennenswerten Schäden zu erwarten.

Im Jahr 2036 werden die Zähler des in Unix-Kreisen weit verbreiteten Zeitsynchronisations-Protokolls NTP (Network Time Protocol) überlaufen, was vor allem für eingebettete Systeme wie Router oder Messgeräte problematisch werden könnte. Diesem Problem wurde allerdings bereits weitestgehend durch moderne Implementierungen entgegengewirkt.

Fazit

Auch wenn es auf den ersten Blick erschreckend wirken mag, dass die Zeit so vieler Server und Rechner in der Wirtschaft auszulaufen droht, kann an dieser Stelle weitestgehend Entwarnung gegeben werden. Größere Ausfälle oder finanzielle Schäden sind nicht zu erwarten, da bereits Jahrzehnte im Voraus geplant wurde. Lediglich in einzelnen oder veralteten Systemen könnte es zu kleineren Problemen kommen.

Nicht nur das Jahr 2038 birgt PC-Probleme!

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Im ersten Teil unseres Artikels zum Thema Cloud-Computing haben wir bereits die verschiedenen Arten von Clouds und deren technische Realisierung gesprochen. Im heutigen Beitrag soll es um die Vor- und Nachteile und rechtliche Fragen, die bei der Nutzung solcher Dienste auftreten, gehen.

Rechtliches

Wie in unserem Artikel zum Thema Datensicherheit und Datenschutz näher erklärt, ist in rechtlicher Hinsicht zu beachten, dass ein vollständiger und den gesetzlichen Richtlinien entsprechender Datenschutz nur durch eine technisch vollständig erfüllte Datensicherheit erreicht werden kann.

Da in Deutschland (beziehungsweise allgemeiner in der Europäischen Union) ein weitaus strikterer Datenschutz gilt als es in den USA der Fall ist, ist der Datenschutz für Cloud-Dienstleister und deren Nutzer ein heikles und teils unübersichtliches Thema. Denn gut 90 % aller Cloud-Rechenzentren stehen in den Vereinigten Staaten.

Damit unterstehen die Dienstleister (wie zum Beispiel Google, Apple oder Amazon) dem amerikanischen Recht und damit dem sogenannten Patriot Act. Dieser besagt, dass die Firmen auch personenbezogene Daten an staatliche Behörden (beispielsweise die NSA) weitergeben müssen. Ein Datenschutz nach deutschem beziehungsweise europäischen Recht ist damit nicht gewährleistet und kann unter Umständen zu Bußgeldern für die Kunden von Cloud-Anbietern führen, wenn personenbezogene Daten der Nutzer über den Clouddienstleister an amerikanische Behörden weitergegeben werden.

Ebenfalls zu beachten ist das Urheberrecht beim Speichern von urheberrechtlich geschützten Medien in einer Cloud. Prinzipiell stellt dieses Speichern eine Vervielfältigung dar und ist damit rechtswidrig, solange die Erlaubnis des Urhebers nicht eingeholt wurde und die Daten nicht für rein private Nutzen gespeichert werden.

Um den genannten rechtlichen Problemen entgegenzutreten hat sich im Jahr 2010 die Institution cloud services made in Germany gegründet, die ihre Dienste in Einklang mit geltendem deutschen Recht anbieten. Diese umfassen nicht nur CRM-Systeme, sondern auch Lösungen für Zeiterfassung, Terminverwaltung oder Personaleinsatzplanung. Die Server dieser Anbieter stehen in Deutschland und es wird die DSGVO und das deutsche Datenschutzgesetz angewandt.

Vor- und Nachteile

Zu den großen Vorteilen des Cloud-Computings gehört sicherlich, dass sich die benötigte Hardware stark in Grenzen hält, da letztlich nur ein Endgerät von Nöten ist und nicht die gesamte Serverstruktur. Außerdem kann in den meisten Fällen von fast überall her über das Internet auf die Daten oder die Anwendungen in der Cloud zugegriffen werden – das zu jeder Tages- und Nachtzeit.

Einhergehend mit der Online-Speicherung geht auch die Sicherheit vor Datenverlust. Werden die Daten lokal gespeichert, besteht immer die Gefahr, dass die Daten bei einer Beschädigung des Speichermediums verloren gehen. Um dieses Manko auszugleichen müssten Konzepte zur Datensicherung und für Backups angewandt werden, welche bei einer Cloud-Lösung meistens vom Dienstleister mit angeboten werden. Man muss ich also auch um solche alltäglichen Probleme nicht kümmern.

Weiterhin sind bei den meisten Cloud-Lösungen keinerlei Softwareinstallationen auf dem lokalen Rechner nötig. Damit entfallen natürlich auch Wartungsarbeiten, Updates und dergleichen. Diese Dinge werden ebenfalls vom Dienstleister übernommen.

Ob sich eine Cloud für ein Unternehmen rentiert, ist ein Rechenspiel. Man muss die Kosten für den Dienstleister gegenüber dem Kauf (oder der Mietung) der Hardware abwägen und weiterhin beachten, dass auch Wartung und Instandhaltung nicht nur mit Arbeitskraft, sondern auch mit Arbeitszeit und damit Geld verbunden ist. Außerdem kann man sich bei einer Cloud-Lösung zumindest für diesen Bereich Personal einsparen.

Neben den großen Vorteilen gibt es aber auch eine Reihe an klaren Nachteilen, die nicht zu unterschätzen sind. So ist ganz grundlegend: Kein Internet, keine Arbeit. Sollte also die Internetverbindung unterbrochen sein, kann auch kein Zugriff auf die Cloud und damit auf die Dateien und die Anwendungen erfolgen. Seitens der Dienstanbieter wird in den allermeisten Fällen technisch für einen Stromausfall oder dergleichen vorgesorgt, doch hat der Kunde kein Internet, liegt die Arbeit unter Umständen brach.

Ein weiterer Nachteil in Bezug auf das Internet ist, dass der Kunde auch eine erhebliche Bandbreite benötigt, um die Daten und Anwendungen vernünftig nutzen zu können. Da selbst einfache Arbeiten wie das Erstellen einer PowerPoint-Präsentation über das Internet abgewickelt werden, wird der Kunde in hohem Maße vom Internetdienstleister abhängig.

Wie bereits erwähnt stehen die meisten Server von Cloudanbietern wie Amazon oder Google in den USA. Durch den sogenannten Patriot Act sind diese amerikanischen Firmen dazu verpflichtet, Daten ihrer Kunden an die US-Regierung weiterzugeben, selbst wenn diese auf Servern gespeichert sind, die gar nicht auf amerikanischem Territorium stehen. Das bedeutet, dass alle Daten, auf Hardware von amerikanischen Firmen gespeichert werden, an die amerikanische. Regierung weitergeleitet werden dürfen (nach amerikanischem Recht), selbst wenn der fragliche Server in Frankfurt oder München steht. Der Serverstandort ist also kein Garant dafür, dass das geltende Recht des Standortlandes auch angewandt wird. Inwieweit dies für Industriespionage ausgenutzt wird, bleibt den Kunden verborgen und gerade Firmenkunden sind gut beraten, sich dieser Tatsache bewusst zu sein.

Durch die dauerhafte Anbindung an externe Hardware über das Internet erhöht sich zwangsläufig auch die Gefahr durch Hackerangriffe und andere Angriffe über das Internet. Dieses Risiko erhöht sich in manchen Belangen unnötigerweise, da einige Anwendungen, die bei einer Cloud-Lösung über das Internet laufen, prinzipiell auch ohne diese Schnittstelle möglich wären.

Unterschiede zum Arbeiten offline – wann rentiert sich eine Cloud?

Gerade für kleine Unternehmen stellt sich an einem gewissen Punkt der Firmenentwicklung die Frage, ob sie auf eine Cloud-Lösung setzen oder doch eher „offline“ arbeiten wollen. Gerade wenn eine Firma bereits mehrere Standorte hat werden die Vorteile einer Cloudlösung immer schwerwiegender, da so die einzelnen Mitarbeiter unterschiedlicher Büros sehr leicht miteinander zusammenarbeiten können.

Hat die Firma allerdings nur einen Firmensitz, stellt sich die Frage, ob ein eigenes, lokales Severnetzwerk eventuell eine bessere Lösung darstellt. Man muss dabei immer abwägen, was die jeweiligen Anforderungen an ein Firmennetzwerk sind und welche Lösung am sinnvollsten ist. Geht es ausschließlich um den Austausch von Daten, ist ein eigener Server ratsam, sollen aber auch Softwareanwendungen dezentral (also nicht auf dem lokalen Rechner der Nutzer) verwendet werden, kommt man kaum um eine Cloud herum.

Fazit

Ob eine Cloud-Lösung für eine Firma (oder Privatpersonen) sinnvoll ist, muss die jeweilige Institution natürlich selbst abwägen. Kosten und Nutzen, Sicherheitsfragen, Abhängigkeiten und die dezentrale Abwicklung von Abläufen und Geschäften müssen überdacht und eventuell sogar angepasst werden. Trotz gewisser Risiken und Gefahren birgt eine Cloud-Lösung aber vor allem für kleine und mittelständische einige Vorteile, die mitunter wirtschaftlich entscheidend sein können.

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Über den Begriff Cloud stolpert man immer häufiger, vor allem, da mittlerweile so ziemlich jede Internetfirma eine eigene solche Plattform anbietet. Angefangen bei Google über Microsoft bis hin zu Amazon und Apple gibt es zig verschiedene Lösungen, mit denen man arbeiten kann. Aber was genau ist denn nun so eine Cloud? Welche Varianten gibt es? Wie funktionieren sie? Und ist es besser offline zu arbeiten oder doch lieber offline? Im ersten Teil dieser Artikelreihe klären wir zunächst, was eine Cloud ist, welche Typen es gibt, wie sie aufgebaut ist und welche Bedeutung sie in der heutigen Wirtschaftswelt hat.

Was ist eine Cloud?

Eine Cloud ist eine IT-Infrastruktur, die meist über das Internet angeboten wird und in der Speicherplatz, Rechenleistung und Anwendungen als Dienstleistung angeboten werden. Dies bedeutet aus technischer Sicht in erster Linie, dass die Arbeitsprozesse nicht an einem lokalen Rechner beim Anwender vor Ort ablaufen, sondern auf der Hardware des Anbieters. Somit entfallen für den Benutzer die Softwareinstallation und das verwendete Endgerät benötigt unter Umständen bei weitem weniger Rechenleistung und ist damit kostengünstiger.

Viele Anbieter (wie beispielsweise Google mit Google Drive) bieten für Privatnutzer in erster Linie Cloudspeicher an. Hiermit können persönliche Dateien wie Bilder, Dokumente oder Sounddateien in der Cloud gespeichert werden. Das Prinzip des Cloud-Computings geht allerdings weit über diese reine Speicherplatzauslagerung hinaus.

Google bietet beispielsweise die Möglichkeit an, die Dateien direkt im Browser (und damit ohne einen vorherigen Download) zu bearbeiten. Diese Webanwendungen bieten häufig ähnlich umfangreiche Möglichkeiten wie ihre auf dem Rechner installierten Pendants.

Im großen Maße dienen Clouds allerdings der Zusammenarbeit sehr vieler Menschen (zum Beispiel in einem Unternehmen), ohne dass jeder einzelne die Software auf seinem Rechner installiert haben muss.

Welche Arten von Clouds gibt es und was unterscheidet sie?

Nach der Definition des amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) gibt es drei verschiedene Servicemodelle und vier Liefermodelle.

Servicemodelle

• Software as a Service (SaaS): Zugang zu Software-Sammlungen und Anwendungs-programmen. Der Dienstleister bietet die Software an, die dann auf seiner Infrastruktur ausgeführt wird. Diese Variante ist auch unter dem Namen Software on Demand
• Platform as a Service (PaaS): Der Dienstleister bietet den Zugang zu einer Programmierungs- oder Laufzeitumgebung an, in der die Anwender eigene Software entwickeln und auf der Hardware des Anbieters ausführen können. Hierbei sind die bereitgestellten Rechen- bzw. Datenkapazitäten flexibel und dynamisch nach Bedarf anpassbar.
• Infrastructure as a Service (IaaS): Der Anbieter stellt eine virtualisierte Computerhardware zur Verfügung. Der Nutzer gestaltet sein eigenes System frei und ist selbst für die Installation, den Betrieb, die Wartung und das fehlerlose Funktionieren der eigenen Software verantwortlich.

Liefermodelle

• Public Cloud: Der Anbieter stellt eine abstrahierte IT-Infrastruktur für die breite Öffentlichkeit zur Verfügung. Die Kunden können diese Infrastruktur flexibel je nach Bedarf mieten und bezahlen nur die tatsächliche Nutzung.
• Private Clouds: Cloud-Umgebung, die ausschließlich für eine Organisation (beispielsweise einer Firma) betrieben wird. Das Hosten und Verwalten dieser Cloud kann von der Organisation intern (zum Beispiel durch ein eigenes Rechenzentrum) oder durch Dritte erfolgen.
• Hybrid Cloud: Eine Kombination aus Public Cloud und Private Cloud, die den Zugang zu einer abstrahierten IT-Infrastruktur je nach den Bedürfnissen der Nutzer anbietet.
• Community Cloud: Ebenfalls eine Variante mit abstrahierter IT-Infrastruktur, allerdings für einen kleineren Nutzerkreis, beispielsweise die Behörden einer Stadt oder Universitäten.

Die Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten der Clouds liegen also in erster Linie in der Art der Bereitstellung und der Art und Weise, wie die Dienste in Anspruch genommen, bezahlt und verwaltet werden können.

Technische Realisierung – Wie ist eine Cloud aufgebaut?

Die bereits weiter oben beschriebenen drei Servicemodelle des Cloud-Computing stellen gleichzeitig eine grundlegende Möglichkeit dar, eine Cloud technisch zu organisieren. Man muss sich eine Cloud also als dreiteilige Pyramide vorstellen, in der höhere Ebenen auf den unteren aufbauen, aber nicht unbedingt vorhanden sein müssen.

So basiert jede Cloud selbstverständlich auf der Hardware-Infrastruktur (unterste Ebene). Ein Vorteil der Arbeit auf dieser Ebene ist, dass die Recheninstanzen je nach Anforderung mehr oder weniger beliebig skaliert oder um weitere Instanzen erweitert werden können. Dabei hat der Benutzer vollständigen Zugriff auf die verschiedenen Instanzen und ist ab der Ebene des Betriebssystems selbst dafür verantwortlich.

Die zweite Ebene der Cloud Pyramide besteht aus der Plattform. Der Unterschied zur Infrastruktur-Ebene liegt darin, dass der Nutzer keinen direkten Zugriff mehr auf die Recheninstanzen hat, sondern nur innerhalb des gesteckten Rahmens sämtliche Einheiten und Unterteilungen verwaltet. Daraus folgt, dass der Cloud-Dienstleister die tatsächlich arbeitenden Instanzen nach Belieben vergrößern oder erweitern kann. Für den Kunden ist diese Abstraktion der technischen Komponente von Vorteil, wenn die Benutzer der Cloud lediglich Daten verarbeiten und nicht die technische Basis an sich administrieren sollen.

Die oberste Ebene der Pyramide stellen die Anwendungen (also die Software) dar. Auf dieser Ebene muss sich der Nutzer weder um die technischen Komponenten noch um die Skalierbarkeit des Systems kümmern. In erster Linie dient diese Ebene der Anwendung von Software durch den jeweiligen Nutzer. Diese Form der Cloud ist die unter Privatanwendern am weitesten verbreitete. Bekannte Beispiele sind Google Drive, Microsoft OneDrive oder Apple iCloud.

Cloud-Computing in der Wirtschaft

Vor allem in der Wirtschaft ist das Cloud-Computing mittlerweile stark verankert. Sie bieten großen Unternehmen weitreichende Möglichkeiten sich zu vernetzen und ihre Arbeitsabläufe den heutigen Anforderungen anzupassen. In erster Linie spart man eine Menge Kosten ein, da lokal weitaus weniger Soft- und Hardware von Nöten sind, wenn man mit einer Cloud-Lösung arbeitet.

Ein weiterer Vorteil der abstrahierten Infrastruktur einer Cloud ist, dass man Leistungsspitzen durch das dynamische Hinzuschalten von Rechenleistung leichter ausgleichen kann als mit herkömmlichen Systemen, bei denen immer genug Kapazität vorhanden sein muss, selbst wenn diese gerade nicht benötigt wird. Dadurch, dass nicht durchgängig diese Infrastruktur bereitgehalten werden muss, kann ein Unternehmen enorme Kosten einsparen.

Problematisch bei Cloud-Anwendungen ist in erster Linie die Sicherheit der Daten bei der Übertragung über das Internet. Hier hat die Weiterentwicklung der Verschlüsselungstechnologie, Probleme behoben, allerdings bestehen nach wie vor Risiken. Weiterhin ist zu beachten, dass es in vielen Fällen keine eindeutige Lösung für den Fall gibt, dass der Cloud-Anbieter oder ein beteiligter Dienstleister insolvent gehen. Was passiert dann mit den Daten? Sind sie verloren oder können sie noch gesichert werden? Manche Dienstleister bieten für solch einen Fall bereits eine Datenrücksicherung an.

Ein anderer großer, wenn auch nicht technischer, Nachteil ist, dass sich ein Unternehmen mit der Nutzung einer Cloud von dessen Anbieter abhängig macht. Nicht nur die bereits erwähnte Frage, was bei einer Insolvenz eines Anbieters geschieht, sondern auch die Tatsache, dass die Softwarehersteller durch die Endbenutzer-Lizenzvereinbarungen die Zugangsberechtigung zur Software jederzeit entziehen können. Dadurch sind die Kunden diesen Unternehmen schutzlos ausgeliefert. Solch ein Fall wurde beispielsweise 2018 publik, als Adobe kurzerhand die Lizenzen älterer Software aus ihrer Cloud als ungültig erklärte und mit rechtlichen Maßnahmen drohte, sollte man die Software weiterhin verwenden.

Im zweiten Teil dieses Artikels gehen wir näher auf rechtliche Fragen, die Vor- und Nachteile von Cloud-Computing ein und vergleichen diese moderne Arbeitsform mit der klassischen Arbeit „offline“.

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Keine moderne Firma und die wenigsten heutigen Haushalte kommen noch ohne einen Drucker oder ein Multifuktionsgerät mit Kopierer und Scanner aus. Da mit den Jahren die Preise für privat nutzbare Drucker immer weiter gefallen sind, kann sich jeder einen Drucker für daheim leisten und seine Dokumente oder die Bilder vom letzten Urlaub selbst ausdrucken.

Im allgemeinen Sprachgebrauch werden meist Tintenstrahldrucker und Laserdrucker verwendet. Sie sind gleichzeitig die im privaten Bereich am meisten verbreiteten Druckertypen. Im Folgenden erklären wir die Unterschiede, Vor- und Nachteile sowie die Funktionsweise dieser beiden Druckervarianten.

Der Tintenstrahldrucker – ein Klassiker und günstig zu haben

Mittlerweile gibt ein breites Angebot an Tintenstrahldruckern, die weit unter 100 Euro kosten. Grundsätzlich sind hier noch einmal die CIJ-Drucker (Continuous Ink Jet = Tintenstrahldrucker) und die DOD-Drucker (Drop on Demand, Tintendrucker) zu unterscheiden.

Continuous Ink Jet (Tintenstrahldrucker)

Bei dieser Bauweise wird ein durchgängiger Tintenstrahl aus der Drüse des Druckkopfes abgesondert. Durch einen piezoelektrischen Wandler wird der Strahl so beeinflusst, dass er gleichmäßig in Tropfen zerfällt. Durch eine Ladeelektrode werden die dadurch entstandenen Tropfen elektrostatisch aufgeladen, sodass dann mittels einer Ablenkelektrode je nach angelegter Spannung unterschiedlich stark abgelenkt werden können, wodurch sich das Druckbild ergibt.

Nicht benötigte Tropfen werden bereits im Druckkopf abgefangen und zurück in den Tintenspeicher geführt, sodass keine Tinte verschwendet wird oder unerwünschte Tropfen auf das Papier gelangen.

Drop on Demand (Tintendrucker)

Dieser Druckertyp findet in einem sehr weit gefächerten Bereich Anwendung. Von Passbildern über den Bürobereich bis hin zur industriellen Nutzung werden die verschiedensten Bereiche abgedeckt. Neben Tinte können bestimmte Geräte mit dem DOD-Verfahren auch Wachs, Kunststoffe oder Lote als Druckmaterial verwenden, sodass damit sogar elektrische Schaltungen oder dreidimensionale Objekte gedruckt werden können.

Die verschiedenen Hersteller verwenden wiederum unterschiedlichste Bauweisen für ihre Druckköpfe und deren Drüsen, die allerdings hier nicht näher erläutert werden sollen. Allen gemeinsam ist allerdings, dass die Druckköpfe regelmäßig gereinigt werden müssen, da Tintenrückstände eintrocknen und so die Druckdrüsen verstopfen können. Um dies zu verhindern werden verschiedene Mechanismen angewandt. Beispielsweise wird der Druckkopf immer vor dem ersten Druckdurchlauf gereinigt. Andere Modelle verschließen den Druckkopf luftdicht, ähnlich der Kappe auf einem Füllfederhalter.

Tinte und Spezialpapiere

Wie bereits erwähnt sind Tintenstrahldrucker empfindlich gegenüber dem zu bedruckenden Papier. Erst auf Spezialpapieren erreichen sie ihre volle Qualität. Diese Papiere (die auch aus speziellen Kunststoffen bestehen können) unterscheiden sich in erster Linie in ihrer Struktur und der damit verbundenen Art und Weise, wie stark die Tinte innerhalb des Papiers verläuft.

Die meisten Tinten werden auf Wasserbasis hergestellt. Wichtig für CIJ-Drucker ist, dass die hier verwendete Tinte elektrisch leitend ist, da ansonsten der piezoeletrische Effekt nicht greifen kann und damit das gesamte Konzept des Tintenstrahldruckers hinfällig wird. Grundsätzlich unterscheiden sich die Tinten dadurch, ob die farbgebenden Stoffe in der Tinte gelöst sind (Farbstoffstinten) oder als Pigmente in der Tinte vorhanden sind (Pigmenttinten).

Der Laserdrucker – die moderne Alternative

Im Gegensatz zu Tintenstrahldruckern, bei denen das Druckverfahren bereits im Namen steckt, besagt das „Laser“ in Laserdrucker nicht, wie die Farbe auf das Papier gebannt wird. Vielmehr dient der Laser dazu, ein Abbild zu erstellen, mit dem dann die Farbe auf das Papier aufgetragen wird.

Aber der Reihe nach. Ein Laserdrucker zählt zu den sogenannten Seitendrucker, da die Belichtung der der Druck der gesamten Seite in einem einzigen Durchlauf geschehen. Er nutzt genauso wie Fotokopierer das Elektrofotografie-Prinzip.

Bei diesem Prinzip wird die Bildtrommel des Laserdruckers elektrisch aufgeladen. Dies geschieht bei älteren Modellen mittels einer sogenannten Ladekorona oder heutzutage mittels einer Ladungswalze, die die Bildtrommel direkt berührt und die elektrische Ladung direkt überträgt. Der große Vorteil des neueren Verfahrens ist, dass aufgrund der direkten Übertragung der Ladungen der Sauerstoff (O₂) der Luft nicht mehr zu Ozon (O₃) ionisiert wird und es damit weitaus umweltfreundlicher und weniger gesundheitsgefährdend ist.

Nach der Aufladung der mit einem Fotoleiter (sogenannte Phthalocyanine) beschichteten Bildtrommel erfolgt die Belichtung durch den namensgebenden Laser. Dort, wo das Licht des Lasers auf die Bildtrommel fällt, wird die Trommel wieder entladen. An diesen entladenen Stellen bleibt später der Toner hängen. Je stärker die Belichtung an einer Stelle ist, desto mehr Toner wird dort auch haften bleiben. Anschließend erfolgt die Entwicklung, bei der die auf der Bildtrommel verbleibende Ladung den Toner anzieht.

Im nächsten Schritt wird das zu bedruckende Papier zwischen die Bildtrommel und eine entgegengesetzt geladene Transferrolle gezogen. Die Ladung der Transferrolle zieht den Toner von der Bildtrommel zu sich hin, wodurch das Abbild, das im ersten Schritt auf die Bildtrommel aufgetragen wurde, nun in Form des Toners auf das Papier übertragen wird.

Nun muss das Tonerpulver noch fest mit dem Papier verbunden werden. Dies geschieht mittels Druck und Hitze (ca. 180 Grad Celsius) zwischen zwei weiteren Walzen. Dadurch verschmilzt der Toner mit dem Papier und das fertige Endprodukt wird ausgegeben.

Tintenstrahldrucker vs. Laserdrucker – was sind die Vor- und Nachteile?

Der Einfachheit halber sollen hier die Vor- und Nachteile eines Laserdruckers beschrieben werden – die Vorteile des Laserdrucks sind dementsprechend die Nachteile des Tintenstrahldrucks.

Die Vorteile eines Laserdruckers fangen bei bei der meist höheren Ausgaberate von bis zu 500 Seiten pro Minute an. Diese hängt natürlich stark vom jeweiligen Gerät ab. Bei reinem Textdruck und geschäftlichen Grafiken sind Laserdrucker in der Druckqualität unerreicht. Die gedruckten Konturen bluten nur gering aus und der Toner ist gegenüber Sonneneinstrahlung und Wasserkontakt beständiger als Drucke aus einem Tintenstrahldrucker. Weiterhin ist ein Laserdrucker weniger empfindliche gegenüber verschiedenen Papiersorten.

Neben diesen qualitativen Vorteilen weisen Laserdrucker auch rein praktische Vorteile auf. So sind beispielsweise die Druckkosten geringer, die Lebenserwartung der Gerät ist höher und der Wartungsaufwand fällt geringer aus, da die Tonerkartusche nicht verstopft, wenn längere Zeit nicht gedruckt wurde, wie es bei Tintenpatronen häufig der Fall ist.

Trotzdem gibt es natürlich auch einige Nachteile. So sind Laserdrucker für den Druck von Bilder nicht so gut geeignet. Zwar ist das Bild wischfest, allerdings nicht resistent gegenüber Knicken. Dabei können Teile des Toners sogar abblättern. Bei reinem Text ist dies nicht der Fall. Im Gegensatz zum Tintenstrahldrucker kann der Druckvorgang beim Laserdrucker nicht abgebrochen werden, da er wie bereits erwähnt zu den Seitendruckern gehört.

Beim Laserdruck kann die für das Verschmelzen des Toners notwendige Hitze ein Problem darstellen. So stellt das Bedrucken von Folien eine gewisse Herausforderung dar und benötigt Spezialfolien. Bei älteren Geräten mit einer Ladekorona entsteht zudem gesundheitsschädliches Ozon. Auch der Toner ist potenziell gesundheitsgefährdend und muss als Sondermüll entsorgt werden, was allerdings auch auf die Patronen eines Tintenstrahldruckers zutrifft.

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass vor allem beim Textdruck und Drucken im einfachen Büroumfeld Laserdrucker zu empfehlen sind, während Tintenstrahldrucker eher bei aufwendigen Bilddrucken ihre Vorteile ausspielen können. Da die meisten Drucker aber im Büro Verwendung finden und auch die meisten Kopierer mit Laserdrucktechnologie arbeiten, sind in diesem Bereich ebenfalls Laserdrucker beziehungsweise Multifunktionsgeräte zu empfehlen.

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