Zusammenfassung und Ausblick

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1 Vorlesungsreihe Entwicklung webbasierter Anwendungen Zusammenfassung und Ausblick Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiedemann HOCHSCHULE FÜR TECHNIK UND WIRTSCHAFT DRESDEN (FH) Fachbereich Informatik/Mathematik Gliederung Aktueller Stand von webbasierten Anwendungen Entstehung und Platzen der Internet-Euphorie Gegenwärtige Tendenzen Kritik der verfügbaren Technologien Zukünftige Anforderungen und Lösungsoptionen Datenbankbasierte EwA-Entwicklung XML als Basistechnologie E-Commerce und neue Geschäftsmodelle Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 2 1

2 Entstehung und Platzen der Internet-Euphorie Wie fast alle IT-Trends (siehe Expertensysteme, KI, Multimedia... ) kam es auch bei Internetbasierten Applikationen zu einem euphorischen Start, gefolgt von einer depressiven Phase und einer langsamen, kontinuierlichen Konsolidierungsphase geprägt durch den Börsenboom der Jahre 2000/2001 war auch der Absturz sehr tief Anzahl von Internetfirmen und -projekten??? Jahr trotz des gegenwärtigen Pessimismus in der Wirtschaft sind die Aussichten bzgl. webbasierter Systeme auf lange Sicht sehr gut, da die wesentlichen Vorteile nach wie vor bestehen nachfolgend sollen aber auch die Fehler der Boomzeit diskutiert und Auswege zur Vermeidung derselben diskutiert werden Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 3 Aktuelle Tendenzen und Ausblick 1. Browser-Technologie - Es lebe Chrome? " Opensource-Browser Firefox mit großem Aufwand gestartet Open-Source-Community konnte gegen MS punkten nach Mozilla-Boom nun Googles Chrom stark anwachsend immer noch latenter Browserkrieg Aktuell neue Herausforderungen durch HTML 5 2. Webserver - Apache bleibt Marktführer sehr guter Beweis für die Qualität von Opensource-Projekten im Rahmen von kommerziellen Anwendungen (Verfügbarkeit 10* besser als IIE von MS) Einbindung von Apache in kommerzielle Produkte für das Webdesign Referenz-Server für alle neuen Sprachen und Projekte Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 4 2

3 Aktuelle Tendenzen und Ausblick 3. Neue Internet-Techniken - Mehr Intelligenz und alte Schuhe im neuen Design XML muß jetzt seine praktische Alltagstauglichkeit beweisen und darf nicht allein als Marketing-Argument verwendet werden teilweise Probleme mit sehr großem Overhead bei komplexen Daten (bzgl. Speicherplatz und indirekt auch wieder Parser-Aufwand) über Ajax gute Anbindung an Websites 2D- und 3D-Grafiken stehen mit HTML 5 nun vor dem Durchbruch (?) nach Flaute durch Probleme mit VRML und bei Java3D (Sun hat Entwicklergruppe sehr stark abgebaut) nun starke Aussichten durch HTML 5 und WebGL Netzwerktechnik sehr gute Entwicklung der Voice-over-IP-Technologie (von einfachen, kostenlosen Tools wie Skype bis hin zu Einbau von VoIP-Module in Telefonanlagen bzw. als Beistellgerät, zunehmend auch Videotelefonie -> Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 5 Aktuelle Tendenzen und Ausblick 4. Neue Programmiersprachen und Paradigmen Problem J2EE Ansätze sind teilweise zu komplex, PHP mit Designfehlern Rückbesinnung auf effektivere Entwicklungsparadigmen ( Agile Programmierung ) Ruby - Sprachanwendungen Die Programmiersprache Ruby - vielseitige höhere Programmiersprache durch Yukihiro Matsumoto entworfen ( ) ab 2000 auch in den westlichen Sprachraum portiert wird interpretiert und unterstützt mehrere Programmierparadigmen (unter anderem Objektorientierte, Prozedurale und Funktionale Programmierung sowie Nebenläufigkeit), bietet dynamische Typisierung, Reflexion und Automatische Speicherbereinigung Das Webframework Ruby on Rails - von D. Hansson 2004 in Ruby geschriebenes Open-Source- Framework starke Betonung von Prinzipien der Agilen Programmierung Don't Repeat Yourself (Daten und Konf. Nur 1x -> z.b. alles aus DB-Def. Generieren) und Convention over Configuration (durch Regeln z.b. Bei Indexvergabe in DB Konfiguration sparen) Unterstützung der Model View Controller -Architektur (MVC) durch schnelle Umsetzung schnelle Entwicklungszyklen statt Papierkrieg bereits sehr leistungsstarke Bibliotheken für DB / PDF / Ajax... gute Einführung in : Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 6 3

4 Aktuelle Tendenzen und Ausblick 5. Internet-Dienstleister - Das Ende der "Kostenlos-Kultur?" Zunehmende Bereitstellung qualitativ hochwertiger Inhalte gegen Bezahlung (auch Micropayment 0.5 Cent / Link) Art der Bezahlung immer noch kritisch bzw. noch kein klarer Standard erkennbar Hauptproblem: Kosten pro Transaktion sind zu hoch bei kleinen Beträgen (teilweise 10 Cent... 1 Euro pro Transaktion...) Kreditkartenbezahlung immer noch Standard bei den meisten Webshops (Sicherheit nicht 100% gewährleistet -> Datendiebstahl in letzten Monaten ) Handy-basierte Bezahlfunktionen für Kleinbeträge am aussichtsreichsten (aktuelle auch mit RFID-Lösungen in SmartPhones NFC (Near field communication) einige Angebote bereits wieder aufgegeben (paybox.de u.ä) Erfolg mit Netzwerkseiten -> XING ( 5 / Monat noch akzeptabel) Neue Erfolge durch Apps im Smartphone-Bereich 6. Kulturraum Internet zwischen 50 % und 75% Durchdringung bei deutscher Bevölkerung (Stand 2008) starke (kaum noch nivellierbare) Unterschiede in einzelnen Bevölkerungsgruppen (Arm/reich ; Bildungsniveau, Regionen (Stadt <-> Land) vielfach Internet als allgemein übliches Kommunikationsmedium weitere Belebung durch Web 2.0 Konzepte (Mitmach-Internet) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 7 Web 2.0 Aktuelles Schlagwort : Web 2.0 Neue Ausrichtung des Internet in Richtung Benutzergetriebene Entwicklung Begriff geprägt durch Tim O Reilly (-> Verlag ) im Jahr 2004 Web 2.0 setzt sich zusammen aus einer Vielzahl von Konzepten und Technologien <- Bsp. Neues Darstellungs mittel Tagcloud zur Darst. des Web 2.0 selbst Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 8 4

5 Web 2.0 Grundprinzipien Definiert durch O Reilly und Battelle : das Web als generelle Arbeitsplattform anstatt des lokalen Rechners Daten-getriebene Anwendungen (Inhalte sind wichtiger als das Aussehen) Die Vernetzung wird verstärkt durch eine Architektur des Mitwirkens. (Jeder kann mitmachen.) einfache und neue Geschäftsmodelle durch das verteilte, gemeinsame Nutzen von Inhalten und technischen Diensten das Ende des klassischen Softwarelebenszyklus; die Projekte befinden sich immerwährend im Beta-Stadium -> Begriff Software as a service (SaaS) Die Software geht über die Fähigkeiten eines einzelnen Verwendungszwecks hinaus. nicht nur auf die Vorhut der Web-Anwendungen abzielen, sondern auf die breite Masse der Anwendungen Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 9 Web 2.0 die interessantesten Technologien SaaS Software as a Service (früher ASP : Application Service Provider ) Basisidee Software auf Mietbasis - alle anfallenden Kosten werden auf eine monatliche Rate umgerechnet, ggf. auch Pay per use (z.b. Stundenweise Bezahlung oder Kostensatz pro FEM-Berechnung ) - Dienstleister übernimmt auch Wartung und Risiko von Hardware-Ausfällen Vorteile : - für Gelegenheitsnutzer sehr viel günstiger als Kauf einer Dauerlizenz - Kurzfristig auch größere Anzahl von Lizenzen nutzbar (Stoßgeschäft) Nachteile: - Netz muß immer vorhanden und performant sein - Hohes Vertrauen in Dienstleister nötig ( Pleite?, Datenschutz?) Kosten Kosten $ Break even point Nutzen Einarbeitung Traditionell mit Kauf mit SaaS Zeit Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 10 5

6 Web 2.0 Long tail und Virales Marketing Long Tail : englisch für langer Schwanz ) Begriff geprägt von Chris Anderson (Chefred. Wired Magazine) Konzept: Nutzung des Internet und Web 2.0 für den Vertrieb (oder auch Beschäftigung allg. ) mit von Nischenprodukten oder exotischen Themen Durch Internetshops kann auch mit selten verkauften Produkten in der Gesamtsumme mehr Umsatz gemacht werden als mit wenigen Bestsellern Basis: Lösung von geografischen und traditionellen Restriktionen (Weltvetrieb mit UPS aus einer Scheune in den Bergen) Auch als politisches Konzept : Demokratisierung der Produktionsmittel (Softwareentw. durch Jedermann, Wikipedia : Lexikon für alle durch alle) Demokratisierung des Vertriebes [Bearbeiten] Virales Marketing : neue Werbung mittels Mund-zu-Mund-Propaganda im Web (gewisse Ähnlichkeit mit alten Kettenbriefsystemen ohne Bezahlzwang) auch für politische Themen und Kampagnen setzt einen guten Mix aus gutem Inhalt und cleverer Unterhaltung Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 11 Erfahrungen und Empfehlungen 1. Unabhängigkeit von Firmen und speziellen Technologien Microsoft hat die Sicherheit noch immer nicht im Griff (hinzu kommen die Windows- Fixierung und der Hang zum Aufbau monopolartiger Strukturen) Java hat sich in den letzten 2 Jahren sehr gut entwickelt (Performance und Entwicklungskomfort) und dürfte nur noch schwer zu verdrängen sein für jede Technologie sollten mindestens zwei Hersteller / Produkte verfügbar sein! 2. Ausrichtung auf datenbankgestütze Webservices herkömmliche Scriptprogrammierung ist NICHT konkurrenzfähig gegenüber moderner Desktopentwicklung mit Komponenten (Wartung / Fehlerrate sehr schlecht) eigene Entwicklung eines datenbankgestützten Formulargenerators, welcher eine Entwicklung über das Web ermöglicht - Endziel: automatische Übersetzung einer Desktopanwendung in eine adäquate Webanwendung (siehe Folgeseiten) 3. Neue Geschäftsmodelle Neue Optionen bei der Kundengewinnung und einbindung Cloud Computing (siehe Folgeseiten ) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 12 6

7 Cloud computing Einführung Neues Schlagwort in der IT : Cloud computing -> Ist etwas dran? Lohnt sich eine Analyse? Fragen zum Cloud Computing : DIE (laut Werbung) ultimative Lösung für viele Probleme? Universell einsetzbar? Kosten und Sicherheit? Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 13 Arten des Cloud Computing Typen des Cloud Computing nach dem Servicetyp: Cloud Software as a Service (SaaS) stellt eine Software zur Nutzung bereit und wird deshalb auch als Software on Demand bezeichnet. Der Anwender muss die Software nicht selbst kaufen und installieren, sondern nutzt diese auf Mietbasis fallweise. Cloud Platform as a Service (PaaS) stellt eine Programmier- und/oder Laufzeitplattform zur Verfügung und erlaubt das Entwicklen und Ausführen von (Kunden-) Software auf dieser Plattform. Cloud Infrastructure as a Service (IasS) stellt eine Hardwareplattform zur Verfügung. Der Anwender muss selbst die Laufzeit- und Anwendungssoftware installieren und administrieren. Typen des CC nach Vertraulichkeit und Datenschutz : Public Clouds - meist auf fremden (weit entfernten) Servern Private Clouds - die Cloud wird innerhalb der eigenen Firma aufgebaut und betrieben (im Prinzip nur Nutzung der Cloud-Managementsoftware im firmeneigenen Rechenzentrum) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 14 7

8 Allgemeine Vorteile und Nachteile des Cloud Computing Vorteile : sehr hohe Flexibilität bei Performance und techn. Parametern starke Kosteneinsparungen bei Aufbau und Betrieb von Cloudcomputing- Kapazitäten Professionelle Datensicherheit und hohe Verfügbarkeit immer aktuelle Softwarestände Nachteile : bei Public Clouds meist kein direkter (lokaler) Zugriff auf den Rechner, sondern nur über Webmasken oder Remote-Desktop etc. starke Abhängigkeit vom Anbieter (Pleite?, Ausfälle [Blitzschlag Irland!]) Bei Public clouds Probleme mit Sicherheit / Vertraulichkeit (Geheimnisschutz nicht 100% gewährleistet!) Hinweis : Die aufgeführten Vor- und Nachteile beziehen sich auf die aktuellen Cloud- Systeme im Sommer Möglich sind starke Änderungen in der Zukunft durch neue Lösungsansätze! Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 15 Test des Cloud Computing am Bsp. von Simulationsanw. Historie und bisherige Ansätze vor ca. 10 Jahren : : erste Konzepte zur fallweisen Nutzung von Simulationssoftware : SIMPC/ GPSS/H Websimulator der Uni. Magdeburg, Lösungen des Fraunhofer Institut Stuttgart (Mail-basiert) Simsolution-System des Autors (Application Service Prov.-System) Allgemeine Bedingungen bei heutigen Cloud-Systemen Cloud-Masseneinsatz statt singulärer Anwendung statt exotischer ASP-Ansätze nun allgemeine Akzeptanz des Cloud-Gedankens starke Kosteneinsparungen durch Skalierungseffekte (billigere HW) jetzt insgesamt höhere Akzeptanz in der Managementebene breite Bandbreite an technischen Einsatzoptionen und Quasistandards mit den neuen Angeboten (vgl. Microsoft Azure-Cloud / Amazon Cloud Computing) sind universelle IT-Clouds mit leistungsfähigen Infrastrukturen verfügbar Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 16 8

9 Potentiale und Grenzen der Simulationsanwendung auf der Cloud a.) Einsatz von bekannten Simulatoren auf der Cloud Problem: Cloud-Anbieter sind aufgrund von Sicherheitsbedenken sehr restriktiv : fremde EXE-Dateien sind i.d.r. NICHT zugelassen damit entfallen fast alle bekannten Simulatoren, da diese nicht im Sourcecode, sondern als Binaries vorliegen ggf. können bei intensiven Verhandlungen mit Cloud-Anbietern auch geprüfte Simulatoren als Binaries angeboten werden Option B: Einrichtung einer Private Cloud mit Binaries (effektiv?) b) Verfügbare, alternative Lösungen auf Public Cloud: auf Scriptbasis oder Zwischencode operierenden Simulatoren : Java-basierte Simulatoren.NET basierte Simulatoren PHP und Python u.a. (je nach Cloud) Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 17 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure Allgemeine Charakteristika : starke Anlehnung auf bekannte Microsoft-Technologien Windows Server 2008 R2 als Serverbasis Visual Studio 2010 als Entwicklungsplattform damit ALLE VS-Sprachen der.net-familie als Basis für Applikationen (C#, Visual Basic, ASP.NET, etc) Erste Einsatzerfahrungen Schneller Einstieg durch gute Dokumentationen und Beispiele mittelmäßige Managementumgebung : intuitiv bedienbar, aber relativ langsam und nicht sehr komfortabel, kein Single-Site- Login zum Einblick in die Vertrags- und Rechnungsdaten unterdurchschnittliche Leistungswerte der einfachen Serveroptionen, vergleichbar mit ca. 1,6 Ghz PC! Schlechtes Bezahlmodell : Berechnung auch im Standby-Modus Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 18 9

10 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure II Softwaremodule: Abb. - Quelle: Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 19 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure II Bereitstellung und Upload DIREKT aus VS 2010 Abb.: Bereitstellung und Upload DIREKT aus VS 2010 Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 20 10

11 Test von Cloud Computing Systemen: Microsoft Azure III Managementconsole Host -Status Screendump as MS Visual Studio Host Webinterface Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 21 Test : Google App Engine Allgemeine Charakteristika : : starke Orientierung auf Google-Technologien unterstützt Java, Python und GO Erste Einsatzerfahrungen sehr schneller Einstieg Beispiele durch gute Dokumentationen und mittelmäßige Managementumgebung : intuitiv bedienbar, graphische Darstellung der Werte, teilweise sehr verzögert unterschiedliche Leistungswerte, da manchmal 200ms, teilweise aber auch 4fache Zeit Performance sehr unterschiedlich sehr schneller Upload der App durch Eclipse-Plugin Probleme mit Lastmanagement : bei Laufzeiten > 30s Abbruch!!! -> Lösung erst durch neue Business-Option (mit höheren Kosten) unterschiedlich lange Durchlaufzeiten Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 22 11

12 Test : Amazon Elastic Compute Cloud Allgemeine Charakteristika : : starke Orientierung auf das Amazon-Shop-Geschäft Linux und Windows-basiert, (und Amazon-eigenes Betriebssystem) Unterstützt v.a..net, Java, aber auch Ruby, Python Erste Einsatzerfahrungen sehr umfangreich, da keine Funktionseinschränkungen und komplettes Amazon Cloud Angebot nutzbar Einstieg langsamer durch Umfang, jedoch Beispiele und auch Literatur vorhanden gute Managementumgebung : intuitiv bedienbar, komfortabel, anfangs unübersichtlich, guter Einblick in Vertrags- und Rechnungsdaten Leistungswerte der einfachen Serveroptionen sehr langsam, jedoch individuelle Konfiguration der Hardware möglich passende Hardware zu Anforderungen Einarbeitung / Upload schwierig teilw. Probleme mit der Lauffähigkeit, da Upload abbrach Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 23 Vergleich der Kosten Generell gilt: Die aktuellen Preismodelle sind stark im Wandel, teilweise undurchsichtig und schlecht vergleichbar und können sich je nach Konkurrenzsituation schnell ändern (gewisse Unsicherheit und Nachteil gegenüber selbst betriebenen Rechnercluster..) Die Gesamtkosten ergeben sich aus Preis_pro_h * Anzahl_Instanzen * Anzahl_h + Preis_pro_Gigabyte_Datenspeicher * Datenablage + Preis_pro_Gigabyte_Datentraffic * DatenIO + Preis_für_Sonderoptionen Aktuelle Werte sind : Minimal Typisch Maximal Preis_pro_h : $0,095 $0,38 $2,28 Preis_pro_Gbyte: <1Gb free $0,11 / GB Preis_Traffic <1Gb free $0,12/ GB Zum Vergleich : Die reinen Stromkosten für eine eigene Rechnerstunde (Annahme 500 W) liegen bei ca. 0,12 / Stunde! Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 24 12

13 Einsatzerfahrungen zu aktuellen Cloud-Systemen Cloud Computing im Simulationsbereich Prinzipiell sinnvoll aus Sicht von Kosteneinsparungen und zum Abdecken von Lastspitzen (z.b. 20 x Sim / Pause / 100 x Sim ) Die allgemein wachsende Akzeptanz in der IT und im Management ist auch im Simulationsbereich positiv bemerkbar! Technische Probleme und Restriktionen (noch) keine Lauffähigkeit von COTS-Systemen scriptbasierte Simulatoren (.NET / Java) möglich Clouds von MS / Amazon und Google anwendbar, aber optimierunswürdig!i Datenschutz, Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit noch nicht abschliessend geklärt -> Private Cloud als Lösungsalternative!!? Nach Klärung der offenen technischen Fragen der Sicherheitsprobleme könnten Cloud-Lösungen eine interessante Option für die Modellierung und Simulation sein! Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 25 Allgemeine Zusammenfassung zu webbasierten Systemen Die Vorteile webbasierter Systemen sind auch dem Platzen der Interneteuphorie noch existent und lohnend. Notwendig ist jedoch eine pragmatischere, mehr am Kunden orientierte Vorgehensweise! Cloud-Computing kann auch kleineren Firmen einen Zugang zu hochwertigen IT-Services eröffnen. Modulare, mit existierenden Werkzeugen aufgebaute Systeme erlauben bereits jetzt sinnvolle Anwendungen. HTML 5 wird speziell im 2D- und 3D-GrafikBereich sehr viele neue Impulse setzen! Entscheidend für den Erfolg ist die Effizienz der Anwendungsentwicklung! Schwerpunkt der aktuellen Forschungsarbeiten : Komfortable Fomulargeneratoren (vgl. TYPO3-Extension Easy-Query) Browser-zentrierte Anwendungsentwicklung mit Javascript- Frameworks Anregungen zur Veranstaltung und Interesse an weiterführenden Arbeiten (bezahltes Praktikum und/oder Diplomarbeit) sind willkommen. Entwicklung webbasierter Anwendungen - Prof. T.Wiedemann - HTW Dresden - Folie 26 13