3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim

Transkript

1 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 1/42 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim Christian Baun Forschungszentrum Karlsruhe Institut für Wissenschaftliches Rechnen

2 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 2/42 Wiederholung vom letzten Mal Grundlagen und Einschränkungen Mooresche Gesetz Amdahls Gesetz Granularität Gustafsons Gesetz Dimensionen von Daten Portabilität von Daten Parallelrechner Gemeinsamer Speicher Verteilter Speicher Verbindungsnetzwerke

3 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 3/42 Heute Was ist Cloud-Computing? Definitionen (lustige, falsche und richtige) Warum Cloud-Computing? Organisatorische Typen von Clouds Public Cloud Private Cloud Hybrid Cloud Kategorien von Cloud-Systemen (anhand der angebotenen Dienste) Humans as a Service (HuaaS) Software as a Service (SaaS) Platform as a Service (PaaS) Infrastructure as a Service (IaaS) Fazit zum Cloud-Computing

4 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 4/42 Was ist Cloud-Computing?

5 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 5/42 Was ist Cloud-Computing? Eine Definition des Cloud-Computing erscheint schwierig Alle reden davon Kaum jemand weiß wirklich was es ist Die meisten Definitionen sind ungenau oder falsch

6 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 6/42 Lustige Definition leider zu ungenau

7 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 7/42 Warum braucht die Welt Cloud-Computing?

8 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 8/42 Was ist Cloud-Computing?

9 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS2010 9/42 Bessere Cloud-Definition Definition Unter Ausnutzung virtualisierter Rechen- und Speicherressourcen und moderner Web-Technologien stellt Cloud-Computing skalierbare, netzwerk-zentrierte, abstrahierte IT-Infrastrukturen, Plattformen und Anwendungen als on-demand Dienste zur Verfügung. Die Abrechnung dieser Dienste erfolgt nutzungsabhängig. Eckpunkte Ein oder wenige Rechenzentren mit heterogenen oder homogenen Ressourcen unter zentraler Kontrolle Virtualisierte Ressourcen Verbrauchsabhängige Abrechnung (Pay-as-you-go) Selten ist die Nutzung kostenfrei Benutzerfreundlich (geringe Einarbeitungszeit notwendig)

10 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Warum braucht/will die Welt Cloud-Computing? Cloud-Computing soll: Kosten (für Benutzer) senken (durch Abrechnung nach Verbrauch). Kosten (für Anbieter) senken (durch Konsolidierung). Komplexität (für Benutzer) verringern (durch hohe Benutzbarkeit und Wegfall von Installation und Administration). Einfachen Ressourcenzugriff bieten (durch Web Services). Benutzerwünsche erfüllen und Flexibilität bieten (durch Virtualisierung). Unbegrenzten (elastischen) Ressourcenzugriff ermöglichen (durch Virtualisierung). Vielfältige Einsatzmöglichkeiten aus Benutzersicht. Eine Instanz 10 Tage mieten oder 10 Instanzen für einen Tag. Der Preis ist identisch. Die Benutzer emanzipieren (freie Wahl von OS, Anwendungen und Firewallregeln). Kurz: Cloud-Computing soll die IT revolutionieren.

11 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Übergang der IT in das Zeitalter der Industrialisierung

12 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Abneigung gegen Cloud Computing? Gründe für Abneigung gegen Cloud Computing? Hardware ist sexy (Möglichst viel) eigene Hardware macht was her am Tag der offenen Tür Schwer zu beschreibendes Gefühl von Unsicherheit Die eigenen Daten außer Haus zu speichern, erzeugt ein mulmiges Gefühl Auf meiner Hardware bin ich der Herr Administratoren lieben ihre Hardware Trotz der vielen Arbeit und Frustration Stockholm-Syndrom?! Verlust der Hardware = Verlust von Macht und Einfluss?

13 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Da muss der Doktor ran...

14 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Warum Cloud-Computing? No Hardware...

15 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Organisatorische Typen von Clouds Public Cloud (bzw. External Cloud) Private Cloud (bzw. Internal Cloud oder Intra Cloud) Hybrid Cloud

16 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Public Cloud (bzw. External Cloud) Anbieter und Nutzer gehören unterschiedlichen Organisationen an Anbieter verfolgen immer kommerzielle Geschäftsinteressen Nutzer haben keine Kosten für Anschaffung, Betrieb und Wartung eigener Hardware Public Cloud Dienste liegen immer vor der eigenen Firewall Theoretisches Risiko des Lock-in Datenschutz und Datensicherheit beachten!

17 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Private Cloud (bzw. Internal Cloud oder Intra Cloud) Anbieter und Benutzer der Cloud Dienste gehören der gleichen Organisation an Dienste der Private Cloud sind im Idealfall kompatibel zu den Public Cloud Diensten etablierter Anbieter Keine Gefahr des Lock-in Datenschutz ist kein Problem Ähnlich hohe Kosten für eigene Hardware, Stellplatz und Administration wie bei einer nicht-cloud-basierten Architektur

18 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Hybrid Cloud Dienste aus Public und Private Clouds werden gemeinsam innerhalb einer Infrastruktur verwendet Anwendungsgebiete: Lastspitzen mit den Ressourcen von Public Clouds abfedern Sicherheitskopien von Daten in Public Clouds auslagern

19 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Die vier (wichtigsten) Kategorien von Cloud-Systemen

20 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Humans as a Service (HuaaS) Prinzip des Crowdsourcing Ressource Mensch wird zu geringen Kosten oder als Spende Freiwilliger angeboten Interessant für... niedrig qualifizierte Tätigkeiten Tätigkeiten, die ein Computer gar nicht, nur schlecht oder erst nach einer unverhältnismäßig hohen Entwicklungszeit erledigen könnte Einsatzmöglichkeiten sind u.a. Bilderkennung subjektive (Produkt)-Bewertungen Übersetzungen (Produkt)-Zuordnungen zu (Produkt)-Kategorien Beispiele für Public Cloud HuaaS Untersuchung der Zeitung The Guardian zum britischen Spesenskandal 2009 Marktplatz für HuaaS: Amazon Mechanical Turk Im Bereich Private Cloud spielt HuaaS keine Rolle

21 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Literaturempfehlung zu Crowdsourcing Christian Papsdorf. Wie Surfen zu Arbeit wird. Campus Konsumenten schreiben Bewertungen, entwickeln Ideen, erstellen Logos, usw. Diese wertschöpfenden Tätigkeiten sind von hoher ökonomischer Bedeutung Unternehmen nutzen die Internetkultur (Partizipation, Engagement, Selbstverwirklichung,...), um die Konsumenten zumeist unentgeltlich für sich arbeiten zu lassen Warum machen die Konsumenten da freiwillig mit?

22 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Marktplatz für HuaaS: Amazon Mechanical Turk

23 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Amazon Mechanical Turk: Human Intelligence Tasks

24 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Amazon Mechanical Turk: Ein Beispiel-HIT

25 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Software as a Service (SaaS) Applikationen werden durch Dienstleister betrieben und als Service zur Verfügung gestellt Benutzer kümmern sich nicht um Installationen, Administration, Updates,... Nutzung der Software ist kostenlos oder Abrechnung nach Verbrauch Lokale Installation der Software ist nicht vorgesehen Auf Seite der Benutzer ist lediglich ein Browser notwendig Benutzer muss dem Anbieter vertrauen im Bezug auf: Eigene Daten Verfügbarkeit der Dienste Beispiele für Public Cloud SaaS Google Docs, Salesforce.com, Gliffy, Clarizen, Zoho Writer, SlideRocket, Adobe Photoshop Express und Apple iwork.com Beispiele für Private Cloud SaaS Sugar und Zimbra

26 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Google Docs: Textverarbeitung, Tabellenkalkulation,...

27 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Zoho Writer: Textverarbeitung

28 Salesforce: Kundenbeziehungsmanagement Quelle: Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42

29 Zimbra Collaboration Suite: Groupware Quelle: Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42

30 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Platform as a Service (PaaS) Skalierbare, integrierte Laufzeitumgebungen Häufig auch Entwicklungsumgebungen Anbieter unterstützen meistens 1 oder 2 Programmiersprachen Erscheint als ein großer Rechner und macht es einfach zu skalieren Zielgruppe sind primär Entwickler Geringere Flexibilität als bei IaaS Kein Administrationsaufwand für die Nutzer Anwender kümmern sich nicht um das Betriebssystem, Systemsoftware,... Beispiele für Public Cloud PaaS Google App Engine, Amazon Simple DB, Bungee Connect, Heroku, Engine Yard, Zoho Creator und Windows Azure Services Plattform Beispiele für Private Cloud PaaS AppScale und 10gen

31 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Bungee Connect Quelle: Webbasierte Entwicklungsumgebung ähnlich aufgebaut wie Microsoft Visual Studio proprietäre Sprache, die an C# oder Java erinnert

32 Heroku Quelle: Webbasierte Entwicklungsumgebung und Plattform für Ruby on Rails Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42

33 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Google App Engine und AppScale Google App Engine (GAE) ist eine Plattform, in der Web Anwendungen in Python und JAVA in der Google Infrastruktur betrieben werden können AppScale ist eine Open-Source Reimplementierung der GAE Ermöglicht den Aufbau einer eigenen PaaS, kompatibel zur GAE Google App Engine und AppScale werden in einer eigenen Vorlesung ausführlich behandelt

34 Infrastructure as a Service (IaaS) Selten auch Hardware as a Service (HaaS) genannt Benutzer betreiben virtuelle Server-Instanzen mit (fast) beliebigen Betriebssystemen und unveränderten Anwendungen auf den Serverfarmen des Anbieters Benutzer haben innerhalb ihrer Instanzen Administratorenrechte Benutzer haben keinen Kontakt zur physischen Hardware Firewall-Regeln können selbst definiert werden Welche Betriebssysteme unterstützt werden, hängt vom Anbieter ab Komplette Rechenzentren können virtuell realisiert werden Beispiele für Public Cloud IaaS 3tera, Amazon Elastic Compute Cloud (EC2), GoGrid, Joyent, FlexiScale, Rackspace Cloud (vormals Mosso) und Zimory Public Cloud Beispiele für Private Cloud IaaS Eucalyptus, Enomaly Elastic Computing Platform, OpenNebula und Nimbus Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42

35 Quelle: Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 GoGrid

36 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Amazon Web Services und Eucalyptus Die Amazon Web Services (AWS) sind eine Sammlung verschiedener Cloud-Dienste Eucalyptus ist eine Open-Source Software, um eine AWS-kompatible IaaS auf Clustern aufzubauen Amazon Web Services und Eucalyptus werden in einer eigenen Vorlesung ausführlich behandelt

37 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Organisatorische und funktionale Kategorien von Clouds

38 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Fazit Cloud-Computig ist aktuell DER Hype in der IT Es gibt nicht die eine Cloud-Architektur oder Cloud-Anwendung Cloud-Computing kann helfen, die IT zu industrialisieren

39 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Gefahren durch Cloud-Computing (2009)

40 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Gefahren durch Cloud-Computing (2010)

41 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Literaturempfehlung und Werbung

42 Christian Baun 3.Vorlesung Cluster-, Grid- und Cloud-Computing Hochschule Mannheim SS /42 Nächste Vorlesung Nächste Vorlesung: