Capital Cloud Infrastructure (CCI): Vertrauenswürdige Infrastruktur. für Capital Cloud

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1 Abschlussbericht (verkürzt) Capital Cloud Infrastructure (CCI): Vertrauenswürdige Infrastruktur für Capital Cloud Dieses Projekt wird gefördert aus Mitteln der Europäischen Union. Das Vorhaben wurde mit Mitteln des Ministeriums für Wirtschaft und Europaangelegenheiten des Landes Brandenburg und der EU gefördert. Projektbeteiligte: Institution Technische Universität Berlin (Koordinator) Fachgebiet Komplexe und Verteilte IT Systeme (CIT) und Rechenzentrum tubit (IT Service Center) The unbelievable Machine Company (Partner) CPU 24/7 (Partner) e-shelter Ansprechpartner Prof. Dr. Odej Kao Thorleif Wiik Dr. Matthias Reyer Peter Lampe

2 Inhalt 1 Projektbeschreibung Motivation und Handlungsbedarf Projektziele Projektteilnehmer Ergebnisse der Verbundpartner Technische Universität Berlin (CIT) The unbelievable Machine Company CPU 24/ Ausblick und Verwertung der Projektergebnisse Zusammenfassung

3 Vorbemerkung Bei dem vorliegenden Dokument handelt es sich um eine verkürzte Version des Abschlussberichts. 1 Projektbeschreibung Junge Start-Ups aus dem Bereich Berlin Brandenburg bekommen durch die Gründer Cloud, einem Vorgängerprojekt der Capital Cloud, eine auf Cloud Computing Technologien basierte Infrastruktur zur Verfügung gestellt, die sie kostenfrei für den Beginn ihrer Unternehmung verwenden können. Der Fokus dieser Gründer Cloud liegt in der Unterstützung junger Unternehmen während der Startphase ihrer Unternehmung, weshalb die durch die Gründer Cloud zur Verfügung gestellten Ressourcen für die Start Ups nach einer Wachstumsphase möglicherweise nicht mehr ausreichend sind. Um diese erfolgreichen und wachsenden Start-Ups weiter zu unterstützen wurde das Capital Cloud Infrastructure (CCI) Projekt gestartet, das den jungen Unternehmen den Übergang von einer öffentlich geförderten Infrastruktur zu einem professionellen Anbieter vereinfachen soll. Die Capital Cloud soll dabei eine offene, vertrauensvolle und zukunftsorientierte Cloud Infrastruktur bieten, an der sich professionelle IT- Infrastruktur Anbieter aus der Region Berlin Brandenburg beteiligen können und die den Migrationsprozess für wachsenden Start Ups von der Gründer Cloud in eine leistungsstärkere und durch professionelle Anbieter betreute Infrastruktur vereinfacht. Im folgenden Kapitel werden die allgemeine Motivation und der Handlungsbedarf des Capital Cloud Infrastructure Projektes, die Projektziele, Projektteilnehmer, der Projektplan sowie die Projektförderung vorgestellt. 1.1 Motivation und Handlungsbedarf Die Hauptstadtregion Berlin hat sich in den letzten Jahren den Ruf einer der weltweit innovativsten Regionen mit unzähligen Gründungen erarbeitet. Die Anziehungskraft der Region auf kreative, dynamische Unternehmensgründer nationalen wie international ist täglich zu beobachten, sei es durch Erfolgsmeldungen bei Produktentwicklungen, durch die Verfügbarkeit von Venture Capital Fonds oder durch hohe Auszeichnungen für Berliner Unternehmen. Diese Entwicklung lässt sich auch in den Gründungsabteilungen Berliner Universitäten beobachten, da Absolventen überproportional oft so genannte EXIST Stipendien beantragen, um die Umsetzung der eigenen Innovationsideen in einem neu gegründeten Unternehmen anstreben. 2

4 Ein Schlüssel zum Erfolg im globalisierten Wettbewerb um Innovation ist die Verfügbarkeit von Begleitressourcen, sei es Wirtschaftsberatung, Marketingkonzepte, Personalgewinnung oder IT- Ressourcen. Die Entwicklung und der Fall der New Economy haben gezeigt, dass das investierte Kapital zu großen Teilen in Hardware und somit unabhängig von der Geschäftsidee investiert wurde. Damit fehlt selbstverständlich der notwendige Anteil für die Entwicklung der anderen Bereiche eines Unternehmens, sowohl in finanzieller Hinsicht und sogar schwerwiegender in personeller und zeitlicher Hinsicht. Der Ressourcenaufbau und deren Wartung verschlingen große Kapazitäten, welche für die Produktentwicklung nicht mehr zur Verfügung stehen. Um diese Aufwände für neu gegründete Unternehmen zu reduzieren oder gar vollständig zu eliminieren wurde bereits 2009 mit Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und den Mitteln der TU Berlin in gesamter Höhe von ca. 1 Million Euro die so genannte Gründer-Cloud aufgebaut, welche umfangreiche Ressourcen für Start-Ups aus dem Berliner Raum in Kooperation mit den Gründerzentren anbietet. Die Start-Ups können die gesamte Infrastruktur sei es für tägliche Büroanwendungen oder für den Betrieb von Webanwendungen oder für rechenintensive Simulationen kostenfrei in Anspruch nehmen. Die weitestgehend automatisierten Prozesse reduzieren für den Endnutzer das notwendige Know-How im Betrieb von komplexen IT-Infrastrukturen auf ein Minimum. Die hohe Nachfrage und die Nutzung der Gründer-Cloud zeugten von der hohen Relevanz und der Praxistauglichkeit der Entwicklung. Eine solche, ausschließlich öffentlich getragene Infrastruktur eignet sich jedoch nur als Spielwiese für die ersten Schritte. Sobald die Unternehmen größer geworden sind, ändern sich die Anforderungen an notwendige Kapazitäten, an rechtliche und finanzielle Planbarkeit, an Betreuung und anderen Aspekten der IT-Bereitstellung, die in der Regel nur von professionellem IT-Dienstleistern zu erfüllen sind. Ferner benötigen die Unternehmen eine Garantie, dass sie die einmal aufgebaute Infrastruktur möglichst einfach mitnehmen können, ohne die einmal investierten Mittel zu verlieren. Die Initiative Capital Cloud aus dem Projekt Zukunft der Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung und dem regionalen IKT-Branchenverband SIBB e.v., in der die Partner TU Berlin und e-shelter von Anfang an dabei waren beschäftigte sich in mehreren Sitzungen mit der Gründer-Cloud und empfahl deren Fortführung unter Einbeziehung von professionellen IT-Betreibern aus der Metropolenregion Berlin/Brandenburg, um eine nachhaltige Infrastruktur für die Capital Cloud aufzubauen und die Brücke zwischen den Gründern und den etablierten Unternehmen aufzubauen. 3

5 Schließlich soll die entstandene Infrastruktur auch als Basis für andere Leuchtturmprojekte aus den Bereichen Internet der Dienste, Software-as-a-Service und Marktplätze dienen. Das Ziel des Projekts ist daher der Aufbau einer vertrauenswürdigen Cloud-Plattform unter dem Begriff Capital Cloud für kleine und mittelständische Unternehmen aus der Metropolenregion Berlin - Brandenburg. Diese Infrastruktur setzt die Entwicklung der bereits existierenden Gründer-Cloud der TU Berlin nachhaltig fort. Mit dem hier beantragten Projekt wird die zweite Phase der Versorgung adressiert, in der solche und vergleichbare Unternehmen eine ausreichende Geschäftsgröße erreichen und ihre IT-Versorgung verändern müssen. Dies erfolgt je nach Unternehmensprofil und zielen durch Anschaffung eigener Ressourcen oder durch Zusammenarbeit mir kommerziellen Anbietern von Cloudbasierten Infrastrukturen aus dem Berliner Raum. Beide Optionen sollen durch einen definierten, zuverlässigen und möglichst nahtlosen Migrationspfad unterstützt werden, so dass die Unternehmen die IT-Nutzung in der gewohnten Art fortsetzen und lediglich die Zugriffsadresse verändern müssen. Die entstehende Resonanz des Projektes wird eine Signalwirkung für zahlreiche weitere Projekte im öffentlichen Dienst, in der Wirtschaft und in der Forschung haben und die globale Wettbewerbsfähigkeit und Systemkompetenz des Standortes Berlin verbessern. Das Projekt ist in März 2013 gestartet und wurde in zwei Phasen von jeweils 12 Monaten (Gesamtdauer 24 Monate) durchgeführt. Im ersten Jahr wurde nach Bestimmung der Anforderungen und Definition der Referenzstrukturen die Hardwareinfrastruktur aufgebaut, standarisiert und evaluiert. Im zweiten Jahr wurde ein Cloud-Portal entwickelt, das einen einfachen, übergreifenden Zugang zu den Ressourcen der beteiligten Projektpartner sowie für neu hinzugekommene Anbieter erlaubt. 1.2 Projektziele Die Ziele dieses Projektes sind die Erarbeitung eines Anforderungskataloges für eine zuverlässige und vertrauenswürdige Implementierung der Capital Cloud Infrastruktur, die Definition einer einheitlichen Service-Schnittstelle, die Herleitung von sicheren Protokollen zur Migration von Infrastrukturen von der Gründer-Cloud auf kommerzielle Clouds, die Schaffung von Kooperationsverträgen für nahtlosen Übergang zwischen den Cloud Infrastrukturen, sowie die Bereitstellung von Unterstützung in der Auswahl der passenden Cloud-Lösung. Diese Infrastruktur definiert einen offenen, zukunftsfähigen und vertrauenswürdigen Markt für Berlin und seine Unternehmen, da zwei wichtige Voraussetzungen erfüllt werden: 4

6 Es entsteht ein Kern von Cloud-Providern, der stetig durch neue Anbieter aber mit gleichbleibenden Qualitätsstandards erweitert werden kann. Die neu hinzugekommenen Anbieter sind für die möglichen Nutzer über das gemeinsame Portal sofort sichtbar. Die Nutzer hingegen nehmen die erweiterten Angebote über den gleichen Weg wahr. Die definierten Standards und die Marke Capital Cloud ermutigen den Wechsel auf eine Cloudbasierte IT, da die wesentlichen, typischerweise von Unternehmen benannten Nachteile eliminiert werden. Die Daten bleiben lokal in der Berlin/Brandenburg Region, die strengen Datenschutz- und Sicherheitsanforderungen werden erfüllt und schließlich wird eine Migration zwischen Anbietern die Grundlage für einen funktionierenden Markt garantiert. Zum Erreichen dieser Ziele wurde zu Projektbeginn eine gemeinsame Plattform spezifiziert, welche den Bedarf für drei verschiedene Unternehmensszenarien abdeckt und den gesetzlichen Vorgaben an Sicherheit und Datenschutz entspricht. Zum einen werden Unternehmen adressiert, die ihr Geschäftsmodell durch Bereitstellung von Internet-basierten Anwendungen realisieren. Das zweite Szenario wendet sich an Unternehmen, welche rechenintensive Aufgaben zu lösen haben. Dieses Klientel ist bereits heute bei dem Unternehmen CPU 24/7 stark vertreten. Das dritte Szenario setzt die Entwicklung der Gründer Cloud fort und orientiert sich an die Bedarfe der Start-Up Unternehmen. Die spezifizierte Infrastruktur wird anschließend von allen Partnern als Referenzarchitektur aufgebaut und dient als Grundlage für die Erarbeitung der Nutzungsszenarien sowie zur Erarbeitung der Migrationspfade und Kooperationsverträge zwischen den beteiligten Anbietern. Diese Spezifikation und die zugehörigen Anforderungen an Sicherheit, Datenschutz, Zugang und Migrationsfähigkeit dienen als Referenz, so dass weitere Anbieter die gleiche Infrastruktur aufbauen und sich den Capital Cloud Verbund anschließen können. Die Ziele und Ergebnisse des Forschungsvorhabens werden durch die Darstellung der thematischen Abdeckung in Abbildung 1 skizziert. Des Weiteren werden die Projektergebnisse Unternehmen zur Verfügung stehen, um eine effiziente Nutzung von innovativen Cloud-Strukturen zu gewährleisten. 5

7 Abbildung 1: Themenabdeckung des Forschungsprojekts 1.3 Projektteilnehmer Das Projektkonsortium setzt sich aus der TU Berlin sowie den IT-Providern the unbelievable Machine Company GmbH und der CPU 24/7 GmbH zusammen. Ergänzt wird das Konsortium durch den Unterauftragnehmer e-shelter GmbH als ein prominenter Provider von Infrastruktur für IT-Betreiber, der somit am besten qualifiziert ist für Beratungsleistungen rund um die Zertifizierung der Infrastruktur. Die TU Berlin ist im Rahmen des Projekts mit dem Fachgebiet Komplexe und Verteilte IT Systeme (CIT) vertreten. Dieser bringt Aufgrund der existierenden Vorarbeiten mit der Gründer Cloud und vor allem durch den langjährigen Betrieb des Rechenzentrums an der TU Berlin tubit - unter Verantwortung des CIT - ideale Voraussetzung für die Umsetzung und Demonstration der Capital Cloud mit. Der Partner UM ist auf den Betrieb und das Management von hochperformanten und hochverfügbaren Internet-Applikationen spezialisiert, wie z. B. Online-Portale, Online-Shops, Web 2.0 Companies, Gaming-Plattformen und Internet-Agenturen. Neben dem klassischen Colocation- und Hosting-Geschäft hat UM mit der *umcloud eine Cloud-Computing Infrastruktur aufgebaut, die es Benutzern ermöglicht dynamische und selbst konfigurierbare virtuelle Rechner und Zusatzkomponenten zu erstellen und verwalten. Weiterhin verfügt UM umfangreiche Erfahrung im Bereich IT-Architekturen, Performance und Sicherheit, die positiv in das CCI Projekt eingebracht werden können. 6

8 Die CPU 24/7 GmbH realisiert die Bereitstellung von hochverfügbaren und hochsicheren High- Performance-Computing-Ressourcen. Diese können remote und on-demand für den jeweiligen Anwendungsfall angepasst und zeitnah auch für die Nutzung im industriellen Umfeld sicher, einfach, komfortabel, robust und effizient genutzt werden. Dadurch bringt CPU 24/7 Kunden und somit Anwendungsfälle aus einem komplett anderen Gebiet als UM mit. Das Unternehmen e-shelter entwickelt und betreibt hochverfügbare Rechenzentren. Als führender Anbieter sicherer Rechenzentrumsflächen hat sich e-shelter darauf spezialisiert den höchsten Standard physischer Sicherheit und betrieblicher Verfügbarkeit für die Unterbringung von IT- und Netzwerkssystemen zu gewährleisten. e-shelter ist somit beratend im Bereich Hosting und Sicherheit tätig. 2 Ergebnisse der Verbundpartner Im folgenden Kapitel werden die Ergebnisse der einzelnen Verbundpartner diskutiert. 2.1 Technische Universität Berlin (CIT) Neben der technischen Realisierung einer Cloud-basierten IT-Infrastruktur, sind die Projektinhalte auch in die Fachgebietslehre eingeflossen. In der aktuell angebotenen Vorlesung Cloud Computing wird das gleichnamige Thema den Studenten nähergebracht. Hierbei werden z. B. die Herausforderungen der Verlagerung von Ressourcen in eine Cloud behandelt, wobei auch Praxiserfahrungen aus dem Projekt mit eingeflossen sind. Darüber hinaus wurden in den Seminaren Betrieb komplexer IT-Systeme bzw. Operating Complex IT-System Capital Cloud relevante Themen näher gebracht. So wurden z. B. Vorträge und Seminare über Open Stack, Docker oder Virtualisierungstechniken gehalten. Im praktischen Teil wurde darüber hinaus eine eigene Open Stack Umgebung aufgesetzt, wodurch die Stundeten praktisches Wissen über Cloud Umgebungen sammeln konnten. 2.2 The unbelievable Machine Company Aufgrund einer bereits vorhandenen, kommerziell betriebenen Cloud-Umgebung existierte im Unternehmen bereits Know-How im Bereich Cloud-Computing, welches im Rahmen dieses Projektes gezielt um die Konzeption, den Aufbau und das Betreiben von OpenStack ergänzt wurde. In diesem 7

9 Zusammenhang wurden sowohl Unterschiede und auch Gemeinsamkeiten der beiden Cloud-Strukturen beleuchtet und die Vor- sowie Nachteile elaboriert. Ein weiteres wesentliches Ziel dieses Projektes war es, Startups eine Umgebung zur Verfügung zu stellen in der sie ohne eigenes Know-How bezüglich der Inbetriebnahme und Unterhaltung bestimmter Technologien, wie bspw. Webshops oder einer Hadoop-Umgebung ihre Ideen realisieren können. Jeder der Beteiligten könnte sich so auf seine Stärke konzentrieren - das Startup auf seine Idee und *um auf die Bereitstellung von Infrastruktur und Umgebung. Dazu wurde eine Umgebung innerhalb von OpenStack erstellt welche mit Hilfe von Vorlagen auf Basis von Docker-Containern, z.b. für einen Webshop, und einem Installations-Assistenten die Konfiguration und das Ausrollen der Docker- Container realisiert sodass hinterher eine auf das Startup zugeschnittene Umgebung bereitsteht. 2.3 CPU 24/7 Im Rahmen des Projekts wurde umfassendes Know-How im Bereich Cloud-Strukturen allgemein und den Prinzipien der Cloud Software OpenStack im Besonderen, erlangt. Dabei wurden Einsatz, Vorteile und Grenzen dieser Techniken untersucht und in ein Produkt, das Nutzern der Gründer Cloud den unkomplizierten Wechsel in kommerzielle Cloud-Strukturen ermöglicht, entwickelt. So ist es beispielsweise möglich, mit Hilfe der Umgebung vollständig automatisierte Systeme mit speziellen CAE-Anwendungen abzubilden, sowie über Docker-Container das volle bare-metal Potential bestehender Hardware nutzen und dem Kunden trotzdem, ohne echte Virtualisierung, eine flexible und optimal anpassbare Betriebssystemumgebung für die von ihm benötigte Version der jeweiligen Simulations-Software zur Verfügung stellen. Interne Server-Strukturen und Testaufbauten lassen sich so, mit minimalem Hardware-Aufwand, ebenfalls realisieren. 3 Ausblick und Verwertung der Projektergebnisse Die Capital Cloud bietet eine IT Infrastruktur für kleine und mittelständige Unternehmen aus der Metropolenregion Berlin / Brandenburg. Im Vergleich zu aktuell bestehenden Cloud Angeboten die von einem einzelnen Anbieter bereitgestellt werden, besteht die Capital Cloud Infrastruktur aus einem Verbund von Anbietern aus Berlin / Brandenburg, welche gemeinsam eine IT Infrastruktur bereitstellen. Aktuell besteht der Verbund aus der Technischen Universität Berlin, CPU 24/7 und um*. Dieser kann jedoch ohne hohe technische Aufwände mit weiteren Partnern erweitert werden. Der Grund hierfür 8

10 liegt in der Verwendung von de-facto Standards bei der technischen Entwicklung der Cloud, wie z. B. Open Stack, EC2 API und Docker. Die Verwendung der De Facto Standards haben auch einen positiven Effekt für den Kunden. Dieser kann seine Anwendungen und Dienste auf einer vertrauenswürdigen Infrastruktur aufbauen, die dem neusten Stand der Technik entspricht. Des Weiteren bieten die Migrationsphase dem Kunden die Möglichkeit zwischen mehreren verschieden Verbundpartnern problemlos zu wechseln. Das bietet ihm einerseits Flexibilität und andererseits Schutz vor einem Vendor lock-in. Die Verwendung des Projektes CCI ist nicht auf seine Projektlaufzeit beschränkt. Vielmehr existieren bereits heute Ideen, wie die aufgebaute Infrastruktur und erzielten Ergebnisse zukünftig eingesetzt werden können, um die Nachhaltigkeit des Projektes dauerhaft sicherzustellen. So wurde eine Capital Cloud Broschüre entworfen, welche dem Anhang entnommen werden kann. Diese Broschüre soll im nächsten Schritt im Gründungszentrum der TU Berlin ausgelegt werden. Dort soll auch ein Vortrag stattfinden, der Start-Ups auf die Capital Cloud aufmerksam machen soll. Das Ziel ist es, den Start-Ups durch die Capital Cloud und seinem Vorgängerprojekt eine IT Infrastruktur als Spielwiese anzubieten, aus der sie später problemlos zu einem professionellen Verbund Anbieter wechseln können. 4 Zusammenfassung Die Capital Cloud Infrastucture bietet die Grundlage für einen offenen, vertrauensvollen und zukunftsorientierten Cloud Verbund aus verschiedenen Cloud Anbietern. Der im Projekt realisierte Zusammenschluss verschiedener Infrastrukturen bietet dem potentiellen Kunden eine hohe Flexibilität und Schutz von einem Vendor lock-in. Wachsende Start-Ups, die aktuell die Gründer Cloud der TU benutzen, können dadurch mit niedrigem Aufwand in eine leistungsstarke und professionell betreute Infrastruktur wechseln. Im Projekt wurde eine Cloud Verbund Infrastruktur inklusive Migrationspfade zwischen den einzelnen Cloud Teilnehmern entwickelt. Darüber hinaus wurden in Zusammenarbeit mit CPU 24/7 und UM Community Templates entworfen, welche typische Cloud Angebote für verschiedene Kundengruppen (z. B. Big Data Analytics, Web Shop oder Simulation) spezifiziert. Darüber hinaus dienen die Templates als Grundlage für das entwickelte Expertensystem, welches die potentiellen Kunden bei der Findung des optimalen Cloud Angebots sowie Anbieter aktiv unterstützt 9

11 Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Projektziele und Arbeitspakete erfüllt wurden, sowie der Zeitplan und das Budget eingehalten wurden. Über die Projetziele hinaus, konnten am CIT Fachbereich Kompetenzen im Bereich Cloud Computing erweitert werden, welche durch Seminare und Projekte direkt an die Studenten weitergegeben werden konnte. Die Projektteilnehmer UM sowie CPU 24/7 konnten durch das Projekt Wissen über neue Cloud Computing Technologien, insbesondere OpenStack und Dockers, gewinnen und diese hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit für ihre Unternehmungen bewerten. Des Weiteren ist hervorzuheben, dass insbesondere durch die Kundenbefragung aus Arbeitspaket 1 Stärken und Verbesserungspotentiale beider Unternehmen identifiziert werden konnten. 10

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