Seminar im WS 2011/12: Technische Aspekte des Cloud- Computings. Prof. Sergei Gorlatch, Dominik Meiländer, Michel Steuwer

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1 Seminar im WS 2011/12: Technische Aspekte des Cloud- Computings Prof. Sergei Gorlatch, Dominik Meiländer, Michel Steuwer Fachbereich Mathematik und Informatik Arbeitsgruppe Parallele und Verteilte Systeme

2 Cloud-Computing Was ist Cloud-Computing? Mieten von Softwarelösungen, Entwicklungsumgebungen, Rechenleistung, Speicher & Infrastruktur nach Bedarf von einem IT-Dienstleister (Cloud-Anbieter) Welche Möglichkeiten/Vorteile bietet Cloud-Computing? Kostenoptimierung durch pay-per-use Modelle Keine Investitionen in eigene Hardware & statische Softwarelizenzen Cloud-Anbieter übernimmt Wartung, Updates, etc. Anwendungsbeispiele von Cloud-Computing Office-Anwendungen, Kundenbeziehungsmanagement (CRM), Personalverwaltung,... Cloud-Anbieter: Amazon, Google, Microsoft, salesforce.com,... 2/16

3 Klassifizierungen Technische Ebenen Software-as-a-Service: Vollständige Softwarelösungen, Betrieb in der Cloud Platform-as-a-Service: Laufzeit- und Entwicklungsumgebung für Webanwendungen Infrastructure-as-a-Service: Rechenleistung, Speicher, Infrastruktur, etc. Cloud-Betrieb Public Cloud: Ressourcen werden über das Internet von (mehreren) Cloud-Anbietern gemietet, z.b. um hohe, risikobehaftete Investitionen zu vermeiden Private Cloud: Eigene, private Ressourcen werden in einer Cloud-Infrastruktur verwaltet, z.b. um Flexibilität innerhalb der eigenen Organisation zu erhöhen Hybrid Cloud: Erweiterung des eigenen Ressourcen-Pools bei Bedarf durch Ressourcen von einem Cloud-Anbieter, z.b. um hohe Nutzerzahlen auszugleichen 3/16

4 Virtualisierung Ziel: Schwächere Kopplung zwischen Software & Hardware Zusätzliche Abstraktionsschicht für die physikalische Hardware Virtuelle Maschine (VM): Vollständiges System auf emulierter CPU, Speicher & Netzwerkanbindung Hypervisor: Programm zur Aufteilung der physikalischen Ressourcen auf VMs Einfluss auf Performance von Anwendungen Anwendungsbeispiel: Infrastructure-as-a-Service Mehrere isolierte VMs auf einer physikalischen Maschine 4/16

5 Themen Vergleich zwischen Grid-Computing & Cloud-Computing Grid: Hardware- und Software-Infrastruktur für Zugriff auf high-end Ressourcen o Grid-Computing & Cloud-Computing verfolgen ähnlichen Ansatz Technische Gemeinsamkeiten & Unterschiede o Was sind neue Technologien? Was ist eine neue Kombination bestehender Technologien? Software-as-a-Service (SaaS) Bedarfsweises Mieten von externen Softwarelösungen Technische Umsetzung o Wie wird eine Software zum Service? Unterschiede zwischen klassischen Web- Services & SaaS? Integration von SaaS-Lösungen in bestehende Systeme 5/16

6 Themen Platform-as-a-Service (PaaS) Plattform zum Entwickeln & Hosten von Webanwendungen o Wie werden Anwendungen mit Hilfe von PaaS entwickelt? o Wie können PaaS-Lösungen unterschiedlicher Cloud-Anbieter kombiniert werden? Vor- und Nachteile von PaaS Praktische Arbeit: Google App Engine Infrastructure-as-a-Service (IaaS) Zugang zu high-end Ressourcen-Pool & dynamische Skalierung der Rechenleistung Kommunikation über Web-Service-API Dienste für Monitoring & Load-Balancing Herausforderungen: lange Startzeiten, statische Miet-Intervallen, etc. Praktische Arbeit: Eucalyptus, Amazon EC2 6/16

7 Themen Paravirtualisierung Typ-1-Hypervisor: setzt direkt auf der Hardware auf Bietet ähnliche Schnittstellen wie physikalische Hardware an o Befehle werden in VM modifiziert und optimiert o Angepasstes Betriebssystem für VM erforderlich Vorstellung Architekturkonzept & Ressourcenmanagement-Strategien Praktische Arbeit: Messungen auf virtualisierter & physikalischer Hardware mit Xen Full Virtualization Typ-2-Hypervisor: setzt auf einem Betriebssystem auf Bietet identische Schnittstellen wie physikalische Hardware an o Auführung unmodifizierter Betriebssystem in VM Vorstellung Architekturkonzept & Ressourcenmanagement-Strategien Praktische Arbeit: Messungen auf virtualisierter & physikalischer Hardware mit KVM 7/16

8 Aufgaben 1.Schriftliche Ausarbeitung 2.Seminarvortrag Arbeitsweise: Selbständige Einarbeitung in das Seminarthema Bezug zum Seminar & Abgrenzung gegenüber den anderen Seminarthemen Eigenes Teilgebiet vorstellen Technische Analyse, Anwendungsgebiete, Herausforderungen, etc. Einordnung: Allgemeine Eigenschaften verteilter Systeme oder Cloud-spezifisch? Recherche: Welche Produkte bzw. Anbieter gibt es in der Praxis? Praktische Arbeit (Programmierung, Messungen, etc.) Implementierung eines selbst gewählten Programmbeispiels (Rücksprache mit Betreuer) Bei Bedarf stellen wir Rechner für Messungen & Experimente zur Verfügung (Rücksprache mit Betreuer) 8/16

9 Ziele Das Seminar verfolgt zwei Ziele: 1.Erlernen der Techniken zur selbständigen Verarbeitung & Präsentation (schriftlich & mündlich) von nicht-trivialem Stoff (dient der/dem Vortragenden) 2. Vermittlung des Stoffes für die Seminarteilnehmer Am Ende des Seminars soll jeder Teilnehmer einen Überblick über die unterschiedlichen Arten des Cloud-Computings & die verschiedenen Virtualisierungstechnologien haben... einen detaillierten Einblick in ein ausgewähltes Themengebiet haben... eine gute Note für ein gutes Ergebnis erhalten ;-) 9/16

10 Anforderungen: Ausarbeitung Sprache (Ausarbeitung, Folien & Vortrag) ist Deutsch (Ausnahmen nach Rücksprache möglich) Umfang: Seiten (zzgl. Anhang) Abgabe in gedruckter (doppelseitiger Druck, gebunden) & elektronischer (PS- oder PDF-Datei) Form Beliebiges Textverarbeitungsprogramm verwendbar Empfehlung: Latex mit passender IDE, z.b. Kile oder TeXnicCenter 10/16

11 Anforderungen: Vortrag Vortragsdauer: max. 30 Minuten (inklusive Fragen) Zwischenfragen einplanen (wir werden kritische Zuhörer sein) Vortrag üblicherweise mit Notebook & Beamer. Andere Präsentationsform nach Rücksprache möglich. Umfang: ca. 15 Folien Faustregel: 2-3 Minuten je Folie Abgabe der Vortragsfolien in elektronischer Form (PS- oder PDF-Datei) 11/16

12 Fristen & Termine : : : : : : : (vorläufig) Anmeldeschluss Platzvergabe Einarbeitung: Gliederung & Quellenübersicht 1. Abgabe der Ausarbeitung Finale Abgabe der überarbeiteten Ausarbeitung 1. Abgabe der Vortragsfolien Finale Abgabe der überarbeiteten Vortragsfolien Abschluss des Seminars: Vortrag 12/16

13 Teilnahmebedingungen Studiengang: Informatik, Diplom, Master oder Bachelor Für Bachelor entfällt die Ausarbeitung ( Proseminar) Themenvergabe an Studierende anderer Studiengänge nach Rücksprache Voraussetzungen für Diplomer: Vordiplom Vorkenntnisse zum Thema Parallele & verteilte Systeme sind von Vorteil, aber nicht zwingend erforderlich Informatikstudenten & Teilnehmer unserer Vorlesungen werden bevorzugt angenommen 13/16

14 Anmeldung intragen in Anmeldeliste oder mit folgenden Angaben an Name, Matrikelnummer Studiengang, Fachsemester Vorkenntnisse o Vorlesungen der AG PVS (PS, VS, BS, MNJ, MGPP) o (Projekt-) Seminare der AG PVS Themenwunsch n- / Abmeldung bis einschließlich möglich Anmeldung verpflichtet zur Teilnahme Aufnahme in Warteliste weiterhin möglich enachrichtigung per am /16

15 Hinweise Möglichst sofort mit der Einarbeitung beginnen 1. Literatur lesen 2. Inhalte der Seminararbeit festlegen (Gliederung) Eigenständig weitere Quellen suchen & auswählen Kontakt mit Autoren Referenzierte Quellen Verwandte Literatur Internet: Websites, Foren,... Wenn möglich, praktische Arbeiten durchführen (Beispielprogramme, etc.) Kontakt zum Betreuer halten Probleme nicht bis kurz vor der Abgabe bzw. dem Vortrag aufschieben Die Qualität der Betreuung hängt auch vom Studenten ab! Fristen & Termine einhalten! 15/16

16 Themenübersicht 1. Vergleich Cloud-Computing und Grid-Computing 2. Software-as-a-Service (SaaS) 3. Platform-as-a-Service (PaaS) 4. Infrastructure-as-a-Service (IaaS) 5. Paravirtualisierung 6. Full Virtualization Weitere Informationen unter Anmeldung nicht vergessen! 16/16

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