Cloud Computing. Arbeitskreis Informatik in der Schule. Prof. Dr. Ulrike Steffens

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1 Cloud Computing Arbeitskreis Informatik in der Schule Prof. Dr. Ulrike Steffens Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg Fachbereich Informatik

2 Gliederung 1. Vorstellung 2. Cloud Computing grundlegende Eigenschaften 3. Nutzung von Cloud Vorteile / Nachteile 4. Fazit 2 [http://blog.sharedove.com/adisjugo/]

3 Mein Hintergrund (in Sachen Cloud) Ulrike Steffens Professorin für Wirtschaftsinformatik an der HAW seit März 2013 Vorher Forschungsgruppenleiterin "Softwaretechnik für betriebliche Informationssysteme" OFFIS Institut für Informatik, Oldenburg Letztes Projekt dort Future Business Clouds Fragestellungen: Wie verändert sich die Nutzung von Cloud Computing? Wie kann Deutschland sich hier wirtschaftlich und wissenschaftlich positionieren? Projektpartner: Deutsche Akademie der Technikwissenschaften assoziierte Partner u.a.: Google, Telekom, Deutsche Post, SAP Auftraggeber: BMWi Folie 3

4 Gliederung 1. Vorstellung 2. Cloud Computing grundlegende Eigenschaften 3. Nutzung von Cloud Vorteile / Nachteile 4. Fazit 4 [http://blog.sharedove.com/adisjugo/]

5 Was bedeutet Cloud Computing? Cloud computing is a model for enabling convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction. NIST Cloud Computing is using the Internet to access someone else s software running on someone else s hardware in someone else s data center Lewis Cunningham Folie 5

6 Grundlegende Eigenschaften Selbstbedienung nach Bedarf 3 On-Demand Self-Service Umfassender Netzwerkzugriff 4 Broad Network Access Cloud Computing 5 Messung der Servicenutzung Measured Service Unverzügliche Anpassbarkeit an aktuellen Ressourcenbedarf 2 Rapid Elasticity 1 Resource Pooling Gemeinsame, oft globale Nutzung physischer Ressourcen Folie 6

7 Resource Pooling gemeinsame Nutzung physischer Ressourcen (1) Zusammenfassung von physischen Ressourcen zu einem gemeinsamen Vorrat Vorrat wird nach Bedarf auf Dienstnutzer aufgeteilt Dienstnutzer können dabei nur logische Ressourcen anfordern Dienstanbieter bildet angeforderte logische Ressourcen auf verfügbare physische Ressourcen ab Grundlage auf Hardwareebene: Virtualisierung Sorgt für gute Server-Auslastung virtualisiert: 70-80% nicht virtualisiert: 5-10% Folie 7

8 Resource Pooling gemeinsame Nutzung physischer Ressourcen (2) Grundlage auf Softwareebene: Mandantenfähigkeit (Multi Tenancy) Eindruck Dienstnutzer: Nutzung einer eigenen, dedizierten DB-Instanz Auf Anbieterseite: Aufhebung der Trennung z.b. RDBMS speichert Daten verschiedener Dienstnutzer in einer physischen Tabelle Konkrete Implementierung der Mandantenfähigkeit ist relevant für Sicherheitsanalysen Folie 8

9 Rapid Elasticity unverzügliche Anpassbarkeit Ressourcenangebot wird nach Bedarf unverzüglich nach oben oder unten angepasst Nutzer bezieht Ressourcen aus einem scheinbar unerschöpflichen Vorrat Einfaches Management erwarteter und überraschender Lastspitzen Anpassung entweder aktiv durch den Dienstnutzer oder automatisch Folie 9

10 Typische Muster der IT-Nutzung On and Off schnelles Wachstum variable Spitzen vorhersagbare Spitzen Folie 10

11 Typische Muster der IT-Nutzung On and Off Bereitgestellte Kapazität schnelles Wachstum variable Spitzen vorhersagbare Spitzen Folie 11

12 Typische Muster der IT-Nutzung Verschwendete Kapazität Folie 12

13 Typische Muster der IT-Nutzung mangelhafter Service Folie 13

14 Typische Muster der IT-Nutzung Rapid Elasticity Folie 14

15 On-Demand Self-Service Dienstnutzer kann die angeforderte Kapazität in Eigeninitiative anpassen Kontaktaufnahme zu Mitarbeitern des Dienstanbieters nicht notwendig Konfigurationsaufwand durch den Anbieter vor und während des Betriebs sollte dazu möglichst gering bleiben angestrebt: mehr oder weniger selbstverwaltende und selbstoptimierende Services, also Automatisierung Für Anbieter essentiell, um Preis niedrig zu halten Art, Umfang und Qualität der Automatisierung kann aktuell noch ein Alleinstellungsmerkmal sein Folie 15

16 Umfassender Netzwerkzugriff Cloud-Ressourcen sind in der Regel über das Internet zu erreichen für viele Dienste ist eine hinreichend große Bandbreite erforderlich Einsatz von Standardformaten und -protokollen (HTTP, XML, JSON) Dadurch auch breite Palette von Endgeräten möglich Folie 16

17 Messung der Service-Nutzung Ursprüngliche Idee: Utility Computing Ebenso wie elektrischer Strom oder Wasser sollten Cloud-Angebote streng nutzungsbezogen abgerechnet werden Dazu muss der Dienstanbieter die erfolgte Nutzung genau messen Messverfahren sind von der genutzten Ressource abhängig GB Speicherplatz CPU-Zyklen Anzahl gespeicherter Datensätze Messdaten können auch für Steuerung, Umverteilung usw. genutzt werden Konsequenz aus Messung und dynamischer Anpassung: Pay per Use Folie 17

18 Die (technische) Gesamtsicht Benutzerschicht Software-as-a-Service Platform-as-a-Service Infrastructure-as-a-Service Virtualisierungsschicht Hardware-Infrastruktur transparent durch Cloud-Anbieter verwaltet Folie 18

19 Entwicklungsoptionen Eigene IT Cloud-Infrastruktur (IaaS) Cloud-Plattform (PaaS) Cloud-Software (SaaS) z.b. mit Amazon Web Services z.b. Force.com Google App Engine Heroku z.b. Gliffy. Google Apps for Business, Zoho, Salesforce Daten Daten Daten Daten Anwendungslogik Entwicklung, Runtime Infrastruktur Anwendungslogik Entwicklung, Runtime Infrastruktur Anwendungslogik Entwicklung, Runtime Infrastruktur Anwendungslogik, Entwicklung, Runtime Infrastruktur Folie 19

20 Infrastructure-as-a-Service (IaaS) Bereitstellung virtualisierter IT-Infrastruktur kann umfassen Server Netzkapazitäten Kommunikationsgeräte Archivierungs- und Backup-Systeme weitere Komponenten aus RZ- und Netzwerkinfrastruktur grundlegende Unterscheidung Cloud Computing Cloud Storage Angebote heute schon oftmals standardisiert Folie 20

21 Platform-as-a-Service (PaaS) Dienstanbieter bietet Dienstnutzern die Möglichkeit, eigene Software auf einer Plattform in der Cloud bereitzustellen Nutzer sind typischerweise Web-Entwickler Provider stellt gesamte Infrastruktur von der Plattform bis zur Hardware zur Verfügung Zusätzlich wird oft auch die Entwicklungsumgebung angeboten Anbieter legt Rahmenbedingungen fest, wie z.b. Programmiersprache und nutzbare Bibliotheken Folie 21

22 Software-as-a-Service (SaaS) Anbieter bietet Software an, die der Endnutzer unmittelbar einsetzen kann Betrieb der Software liegt vollständig beim Anbieter, inklusive Wartung Aktualisierung Fehlerbeseitigung Weiterentwicklung Lizensierung Backup Üblicherweise mandantenfähige Software Zugriff über den Browser Folie 22

23 Community Cloud Vier Arten des Cloud-Betriebs Unternehmen 1 nicht öffentliche Cloud Unternehmen 3 Unternehmen 4 öffentliche Cloud Internet öffentliche Cloud Unternehmen 2 nicht öffentliche Cloud Hybride Cloud nicht öffentliche Cloud Unternehmen 5 Unternehmen 6 Folie 23

24 Öffentliche Cloud Public Cloud Jeder kann die angebotenen Services gegen entsprechende Gebühr nutzen Produktpalette für die Allgemeinheit / hinreichend große Interessengruppe Public Clouds brauchen eine gewisse Mindestgröße, um rentabel zu sein Bei potentiellen Anwendern oft Sicherheitsbedenken Folie 24

25 nichtöffentliche Cloud Private Cloud für eine einzelne Organisation betrieben entweder durch diese Organisation selbst verwaltet oder durch externen Dienstleister Rechenzentrum entsprechend entweder bei der Organisation oder ausgelagert Zugang zu den Diensten auf Organisationsmitglieder beschränkt nur für sehr große Organisationen attraktiv Folie 25

26 Hybride Cloud Kombination aus Private Cloud und Public Cloud Cloud Bursting Nutzung von zusätzlichen Ressourcen aus der Public Cloud bei hoher Last Freigabe von Ressourcen, wenn Sie nicht mehr benötigt werden Outsourcing von nicht-kritischen Funktionen Folie 26

27 Community Cloud nichtöffentlich, von mehreren Organisationen mit ähnlichen Anforderungen geteilt z.b. branchenspezifisch Verbund von Krankenhäusern mit gesetzlichen Auflagen Banken und Sparkassen Steuerberater (DATEV) Betrieb wiederum durch die beteiligten Organisationen oder extern gut für Organisationen, die die Isolation einer Private Cloud brauchen, für die der Betrieb allein aber nicht rentabel ist Folie 27

28 Gliederung 1. Vorstellung 2. Cloud Computing grundlegende Eigenschaften 3. Nutzung von Cloud Vorteile / Nachteile 4. Fazit 28 [http://blog.sharedove.com/adisjugo/]

29 Cloud-Nutzung in der Wirtschaft [KPMG im BITKOM Cloud Monitor 2013] Folie 29

30 Cloud polarisiert [KPMG im BITKOM Cloud Monitor 2013] Folie 30

31 Was sich Aufgeschlossene erhoffen Folie 31 [KPMG im BITKOM Cloud Monitor 2013]

32 Was Cloud-Skeptiker sagen Folie 32 [KPMG im BITKOM Cloud Monitor 2013]

33 Cloud und Privatanwender Folie 33

34 Cloud und Privatanwender Folie 34

35 Wie nutzen unsere Studierenden die Cloud? Dateiablage Google Drive Dropbox Online-Meetings Google+ Hangouts Skype Präsentationen Prezi IT-spezifische Dienste PaaS SaaS Heroku Google App Engine zunehmend wird auch Aussicht gehalten nach Modellierungswerkzeugen, Beispiel: websequence diagrams Folie 35

36 Vieles lässt sich aus der Wirtschaft übertragen Positives Cloud macht das Leben einfacher Daten überall abrufen Datensicherung Kommunikation Office-Lösungen Webseiten gestalten spezifische Aufgaben alles ohne komplizierte Installation, Updates usw. meist ohne teure Lizenzen ggf. auch spontane Entscheidung darüber, ob und welche Dienste man nutzen möchte Folie 36

37 und Negatives Daten in der Cloud Auswertung der Daten durch Anbieter möglich (auch ein rechtliches Problem) Zugriff durch Dritte (ebenfalls ein rechtliches Problem) Sensible Daten in der Cloud? Verschlüsselung kann helfen, verlangt aber Know-how Abhängigkeit vom Dienstanbieter Anbieterwechsel u.u. schwierig durch verschiedene Datenformat Datenverlust, wenn der Anbieter vom Markt verschwindet Datenlöschung beim alten Anbieter? Redundanz ist ein Ansatz, hilft aber nicht überall Folie 37

38 HAW-Lehre zu Cloud Vier Komponenten Nutzung der allgemeinen Dienste autodidaktisch Vorlesungsinhalte zu Grundwissen und Technologie Vorlesungsinhalte zu Auswirkungen in Gesellschaft und Industrie Vertiefung der Technologiethemen durch Verwendung entsprechender Cloud- Plattformen in Praktika, Projekten und Abschlussarbeiten Folie 38

39 Fazit Eine komplett sorglose Nutzung der Cloud ist weder wirtschaftlich noch privat aktuell angezeigt Zugleich bietet die Cloud uns aber viele attraktive Möglichkeiten für Arbeits- und Privatleben Cloud verändert langfristig Ausgestaltung von (IT-)Arbeitsplätzen Wir brauchen technisches Wissen, um die Cloud zu verstehen und nutzen zu können und um Gefahren vermeiden zu können aufgeklärten Umgang mit den gesellschaftlichen Implikationen dieser neuen Technologie Menschen, die Ausprägung, Nutzung und Rahmenbedingungen dieser Technologie aktiv und bewusst mitgestalten Folie 39

40 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! [Foto: Arndt-Peter Schaefers] Folie 40

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