Deutsche Bank Group Technology & Operations

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1 Group Technology & Operations Frankfurt Cloud Rolf Riemenschnitter, Group CTO Prof. Dr. Clemens Jochum, Universität Frankfurt

2 Hype Thema Cloud Computing Cloud Computing kann die Vorteile des Internets um den Faktor 10 steigern Teilnehmer World Economic Forum Cloud Workshop 2009 IDC: Cloud-Services, Mobile Computing und Social Networking erlangen 2011 Marktreife CIO Magazin Online,

3 Beim Cloud Computing befinden sich IT-Leistungen in einer virtuellen Wolke, auf die beliebig zugegriffen werden kann Bank kleine & mittlere Unternehmen Einzelhandel Bank kleine & mittlere Unternehmen Einzelhandel Individuelle IT-Infrastruktur, Software und Services werden eingekauft oder entwickelt. IT Leistungen werden aus einer virtuellen Umgebung bezogen. Der Nutzer zahlt je nach Funktionsumfang, Nutzungsdauer und Anzahl der Nutzer. Unternehmen lagern dadurch Kapazitäten ins Netz aus 3

4 In der Deutschen Bank nutzen wir bereits Cloud Computing zur internen Optimierung unserer Infrastruktur Thin Clients Virtuelle Server ebranch Desktop-on-Demand Trader Blade Workstations 4

5 Die Ausdehnung des Cloud-Konzepts über Unternehmensgrenzen hinweg bedarf jedoch der Lösung offener Punkte Sicherheit / Recht Zugriffs- und Eigentumsrechte Abgrenzung der Privatsphäre Datenschutzbestimmungen, regulatorische Anforderungen Löschung von Daten Technik / Betrieb Lastverhalten bei unterschiedlichen Anforderungsprofilen Kapazitätssteuerung Nutzungsverhalten über Online Self-Service Portal Kommerziell Abrechnungs- und Preismodelle, die wir im Rahmen einer Forschungsgemeinschaft mit der Universität Frankfurt und anderen Partnern adressieren wollen. 5

6 Die Frankfurt Cloud bietet eine realistische Testumgebung, um das Konzept in der Praxis zu erproben 1. Verbindung von wissenschaftlicher und ökonomischer Präsenz 2. Nutzung der bestehenden Standortvorteile zum Ausbau einer Cloud Öffentliche Verwaltung kleine- und mittelständische unternehmen Frankfurt Cloud Gesellschaft für Schwerionenforschung Sonstige Unternehmen Wettbewerbschance für IT Standort Deutschland (7.000 IT Firmen in Frankfurt Rhein-Main) Finanzmetropole Frankfurt vereinigt mehr als 85% des deutschen und ca. 40% des europäischen Internetverkehrs (Internetknoten DE-CIX) 6

7 Beginnend mit der Nutzung durch die Universität Frankfurt wollen wir die Frankfurt Cloud schrittweise ausbauen CPUs (Intel Nehalem-EP architecture): 16 X (2.66GHz Xeon X W CPU/8MB cache/ddr3 1333MHz) 4 cores each Blades (Cisco UCS) 8 blades, across 2 chassis, 4 per chassis 48GB RAM/blade, 2 CPU/blade Vblock Boundary Disk Storage (EMC Celerra) 5.6 TB usable FC storage in a RAID5 configuration 11 TB usable SATA storage in a RAID6 configuration VMware ESX server: vsphere Enterprise Plus (ESXi 4.0/vCenter 4.0 U1) Guest operating systems Linux and Windows InContinuum CloudController Phase I Gründung der Forschungsgemeinschaft Definition von Inhalten und Forschungsumfang Installation der initialen Cloud-Infrastruktur Erste Nutzung der Cloud-Infrastruktur durch diverse Forschungsprojekte der Uni Frankfurt und der GSI Status ( ): 49 virtuelle Maschinen in Betrieb ca. 80 % Auslastung Phase II Ausbau der Cloud-Rechenkapazität (Ende 1. Q 2011) 8 Intel-Blades (12 Cores, 96 GB RAM), 4 AMD-Blades (24 Cores, 128 GB RAM) 5 TB Disk Storage Onboarding weiterer Nutzer und Projektpartner Arbeitsgruppen zu Cloud-Forschungsfragen (Feb 2011) Security: Penetration Testing, Kryptologie, Governance & Control, regulatorische Fragen SLAs: kommerzielle/vertragliche Aspekte Bereitstellung weiterer Cloud-Services in Planung z.b. Web-Hosting Services, Database Services Test weiterer Cloud-Management Software 7

8 Schneller und einfacher Zugriff über Self Service Portal - Live Demo - 8

9 Forschungsprojekte haben über den Frankfurt Cloud Prozess einen vereinfachten und schnelleren Zugang zu Rechenleistung Traditioneller Prozess Frankfurt Cloud Prozess 1 Forschungsfragestellung definiert, Rechenleistung wird benötigt 1 Forschungsfragestellung definiert, Rechenleistung wird benötigt 2 3 Antrag bei Förderinstitution (z.b. DFG) zum Kauf neuer Hard-/Software Zeit: einige Monate Antrag an Universitäts-RZ Leitung auf Kauf und Installation neuer Hardware Zeit: einige Wochen bis Monate 2 Antrag auf Zugriff zum Cloud Controller Zeit: Ein Anruf mit kurzer Einweisung, max. 2 Stunden! 4 Installation Betriebssystem und Anwendungssoftware Zeit: einige Tage bis Wochen 3 Einrichtung einer virtuellen Maschine mit Betriebssystem und ggf. vorinstallierter Software (z.b. Mathlab) Zeit: 10 Minuten! 5 Inbetriebnahme des neuen Systems 4 Inbetriebnahme des neuen Systems Zeitersparnis: mehrere Monate! 9

10 Die Frankfurt Cloud wird zunächst von verschiedenen Fachbereichen für ihre Forschungsprojekte genutzt Beispiele Directed-Search on the New-Keynesian Economy Wirtschaftswissenschaften Klärung der Auswirkung von Arbeitsmarktfriktionen auf Preis- und Konjunkturentwicklung Rechenintensive Markov-Chain-Monte-Carlo-Methode Cloud ermöglicht erhebliche Reduzierung der Rechenzeit Social-Semantic Cloud Computing Geschichtswissenschaften und Informatik Erforschung des Sprachwandels am Beispiel von historical long-term corpora und dezentralisierten sozialen Netzwerken Cloud ermöglicht Analyse von Netzwerken mit mehreren Millionen Knoten Gesamtanalyse Entwicklungsgeschichte sozialer Netzwerke Governance im IT-Multiprojektmanagement Wirtschaftsinformatik Analyse unterschiedlicher Ausgestaltungsmöglichkeiten des IT-Multiprojektmanagements Nutzung eines Simulationsmodells Berechnung komplexer Probleme wird durch Cloud beschleunigt Ultrarelativistic Quantum Molecular Dynamics (UrQMD) Informatik, Mathematik Simulation von Schwerionenkollisionen unter Berücksichtigung von relativistischen und quantenphysikalischen Prozessen Cloud eröffnet Möglichkeit, Rechenlast zu verteilen und neue Modelle auszutesten Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) Cloud-Nutzung zunächst für trivial parallele Probleme, z.b. Strahlenschutzrechnungen für neuen GSI Beschleuniger: Test, wie Überlauf von Jobs in Cloud organisiert werden kann Ausblick: ALICE (CERN Experiment) Simulations-Jobs: Test, wie kompliziertes Softwareenvironment in einer Cloudumgebung genutzt werden kann Empirical Analyses of Transactional Data from Digital Markets Wirtschaftswissenschaften Projekt: Social Networks und Cloud Computing Analyse von Daten sozialer Netzwerke, z.b. Verbindungsinformationen eines Telekommunikationsanbieters Ziel: Nutzung der Netzwerkinformationen ermöglichen Auswertung scheiterte bislang an fehlender Rechenleistung 10

11 Frankfurt Cloud Anwendungsbeispiel I Schätzungen von Discrete Choice Modellen Fachbereich Wirtschaftswissenschaften: Prof. Dr. Bernd Skiera, Dr. Christian Schlereth Firmen nutzen mathematisch/statistische Verfahren, um Kundenpräferenzen als Basis für Produktentwicklung und Preissetzung zu analysieren Verfahren müssen vor Einsatz in empirischen Studien hinsichtlich Parametrisierung und Eignung für verschiedene Umweltzustände in Simulationen evaluiert werden Beispiel: Preisgestaltung bei einem Online Music-Store Entwicklung eines flexiblen Discrete Choice Modells, um Kundenpräferenzen für verschiedene Preismodelle zu messen Marktsimulation zur Bestimmung des optimalen Angebotspreises (Data: CBC+DR) Current Bucket Pricing Plans 1 Bucket Price 2 Bucket Prices 3 Bucket Prices BP 1 30 Songs (14.12%) Marktsimulat BP 2 50 Songs (5.29%) ion BP 3 75 Songs (10.59%) Emusic.com (market share) (30.00%) 32 Songs (32.94%) (32.94%) 8 Songs 6.03 (18.24%) 39 Songs (25.29%) (43.53%) 7 Songs 6.02 (17.65%) 32 Songs (12.94%) 76 Songs (10.00%) (40.59%) Profit * ,05 404,77 438,35 Nutzung der Frankfurt Cloud Einsatz der Cloud für rechenintensive Schätzungen (Dauer jeweils ca. 1-2 Stunden) Evaluierung der Modellgüte und Modellkorrektheit erfordert hohe Anzahl an Schätzungen Frankfurt Cloud kann Schätzungen um über 50% beschleunigen 11

12 Frankfurt Cloud Anwendungsbeispiel II Anwendungen aus der Physik auf der Frankfurt Cloud Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) Darmstadt Weltweit einmalige Beschleunigeranlage für schwere Ionen Grundlagenforschung, z.b. Entdeckung sechs neuer chemischer Elemente Anwendungen, z.b. Entwicklung einer neuartigen Tumortherapie mit Ionenstrahlen Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) Erweiterung der Anlage der GSI (erster Strahl 2018) Größtes europäische Projekt der Grundlagenforschung in diesem Jahrzehnt Ziel: Koppelung der Ressourcen in einer Hybriden Cloud d.h. Auslagerung von Anwendungen in Clouds, wenn private Ressourcen bei GSI und FIAS (Frankfurt Institute for Advanced Studies) nicht reichen Erste Ergebnisse Simulation des Stoßes von 2 Uran Kernen bei FAIR Energien Mögliche Formen des Krypton Isotops mit 36 Protonen und 38 Neutronen Strahlenschutzrechnungen für FAIR 12

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