Cloud Computing Technologien. Maxim Schnjakin 16. April 2013

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1 Cloud Computing Technologien Maxim Schnjakin 16. April 2013

2 Agenda 1 Cloud Computing Technologien Worum geht s? Seminarthemen Was soll gemacht werden? Organisation Wie soll s ablaufen?

3 Definition of Cloud Computing 2 Cloud computing is a model for enabling convenient, ondemand 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 The NIST definition of cloud computing

4 Cloud Computing: Definition (2/2) 3 Viele unterschiedliche Definitionen für Cloud Computing, aber einige Gemeinsamkeiten lassen sich bei allen finden: Pay-per-Use Geschäftsmodell Keine Verbindlichkeit für den Nutzer Verbuchung als variable Kosten Elastische Kapazitäten: Ressourcen (Rechenleistung, Speicherplatz,...) können beliebig skaliert werden Selbstbedienungs-Schnittstellen (Webservice Interfaces) IT-Ressourcen werden abstrahiert / virtualisiert

5 Typen von Clouds (1/2) 4 Es gibt Public Clouds, Private Clouds und hybride Clouds:

6 Typen von Clouds (2/2) 5 Public Cloud Öffentlich zugänglich, Selbstbedienungs -Geschäftsmodell, Pay-per-Use Zugriff über Webservice APIs (SOAP oder REST) Management Portal (Web Interface) Private Cloud Emulation einer Public Cloud auf privaten Ressourcen Vorteile der Cloud (Elasitizität, Hardwareausnutzung,...) bei Vermeidung bestimmter Nachteile (z.b. Compliance, Sicherheit) Hybride Cloud = Private Cloud + Public Cloud

7 Architekturvarianten 6 Service Schichten Software as a Service (SaaS) Plattform as a Service (PaaS) Infrastructure as a Service (IaaS) Basistechnologie: Hypervisor/Virtualisierung

8 Infrastructure-as-a-Service (1/3) 7 Bereitstellung von Hardware-äquivalenten Ressourcen Rechenleistung Buchung von virtuellen Maschinen für einen Zeitraum Unterschiedliche Kosten je nach verfügbaren CPUs und RAM Bereitstellung der VMs aus vorkonfigurierten Festplatten- Images Instanz: laufende virtuelle Maschine eines speziellen Images Mehr Rechenleistung à mehr Instanzen Speicherplatz Speichern einer beliebigen Datenmenge Abrechnung: belegter Speicher + Traffic (Lesen/Schreiben) Speicherung von Files meist in Buckets (flache Struktur) Zugriff über Webservice Interface

9 Infrastructure-as-a-Service (2/3) 8 Bekannteste Vertreter: Amazon Web Services (AWS) Amazon hatte bereits früh starke Diskrepanzen zwischen Spitzenlast und normalem Tagesgeschäft (> Faktor 10) Bei reiner In-Premise Lösung: 90% ungenutzte Computing Ressourcen außerhalb von Spitzenlast-Zeiten oder Hohe Überlast zu Spitzenzeiten à Umsatzeinbußen, noch schlimmer: Imageverlust! Logische Konsequenz: Amazon wurde zum Vorreiter für Entwicklung und Bereitstellung von Cloud Computing Diensten EC2 (Elastic Computing Cloud) und S3 (Simple Storage Service) sind nur die bekanntesten Dienste von Amazon

10 Infrastructure-as-a-Service (3/3) 9 Amazon Web Services (AWS) EC2: Elastic Computing Cloud Mieten von virtuellen Maschinen Erfolgsgeschichte: Animoto (Webanwendung, generiert Filme aus Fotos und Musik) è Skalierte innerhalb weniger Tage von 50 EC2-Instanzen wegen großer Nachfrage auf Instanzen (unmöglich mit In-Premise Rechenzentren!) Wettbewerber: GoGrid, Slicehost, Mosso Cloud Servers,... S3: Simple Storage Service Speicherung von Dateien (bis 5 TB Größe) in Buckets Bekannte Nutzer: SmugMug (Foto-Sharing), Dropbox, Ubuntu One, Tumblr (Bilder) Wettbewerber: Nirvanix, Microsoft Azure Storage Service,...

11 Platform-as-a-Service 10 Platform meint eine Laufzeitumgebung für (Web-)Anwendungen Kein bzw. geringer administrativer Aufwand für Entwickler Kein Kontakt mit zugrundeliegender Software oder Hardware Rechenleistung skaliert je nach Bedarf der Anwendung Unterstützung des Software Lifecycles Bekannteste Vertreter: Google AppEngine Bietet Python-Stack und Java-Stack Realtime Auto-Scaling (wenn Google APIs genutzt werden) Microsoft Azure Services Bietet.NET-Stack (C#, VB.NET, ASP.NET) Force.com: Entwicklung von Erweiterungen für Salesforce CRM

12 Software-as-a-Service 11 Bereitstellung ganzer Anwendungen Software mieten statt kaufen (hieß früher: ASP Application Services Providing) Anwendungen laufen komplett in der Cloud (beim Anbieter) Zugriff meist über Browser Bekannte Vertreter: GoogleDocs (Office-Paket) Googl (Mail-Client) Salesforce.com (Customer Relationship Management, CRM) Open-Xchange (Groupware) Adobe Connect Pro (Web-Conferencing) Signavio (Business Process Modelling, HPI-Spinoff)

13 Private Clouds / Do It Yourself 12 Es gibt eine ganze Reihe an Betriebssystemen und Softwarepaketen für den Betrieb privater Clouds, z.b. OpenNebula (Open Source) Eucalyptus (Open Source) VMware vsphere (kommerziell) Microsoft Hyper-V Cloud (kommerziell) Systeme unterstützen in der Regel: Bereitstellung von IaaS auf einem internen Hardware-Cluster Heterogene Systemlandschaften (Linux- und Windows-Dienste) Webservice Interfaces für Management und Ressourcennutzung Hybride Cloud-Modelle durch Anbindung von Diensten wie EC2

14 Agenda 13 Cloud Computing Technologien Worum geht s? Seminarthemen Was soll gemacht werden? Organisation Wie soll s ablaufen?

15 Themen Technologien für Cloud Speicher Dienste 18 Thema 1: Interaktion mit Public Storage Services Allgemeines 2 Personen Features: Konsistenzmodelle, verwendete Standards, Besonderheiten Eine mögliche Vereinheitlichung? Thema 2: Bestimmung des Standpunktes der Daten / der Rechenmaschinen in der Cloud (Iaas / Paas) Allgemeine Grundlagen Traceroot, TCP-Header, Einbeziehung der lokalen Cloud-Infrastruktur (S3-EC2) Wo laufen Applikationen bei PaaS Anbietern (z.b. Google) 3 Personen

16 Themen Beschreibung von Diensten Infrastructure Dashboard 18 Thema 3: Analyse vorhandener Erasure Bibliotheken für Cloud- RAID Eigenschaften der Algorithmen, Voraussetzungen Welche Bibliotheken gibt es (Open Source bzw. kommerzielle)? Untersuchung: Performance, vorhandene Implementierung 1-2 Personen Thema 4: Mobile Dashboard für Cloud Frameworks Cloud Frameworks auf IaaS-Schicht bieten Programmierschnittstellen Idee: Middleware für einheitlichen Zugriff auf überschneidende Featuresets von Cloud Frameworks, bspw. OpenStack, OpenNebula, Eucalyptus,... Use Case: mobile Dashboard (z.b. ipad) für Monitoring und manuelle Reaktion auf Notfälle 1-2 Personen

17 Agenda 15 Cloud Computing Technologien Worum geht s? Seminarthemen Was soll gemacht werden? Organisation Wie soll s ablaufen?

18 Organisation 16 Termine Dienstags, 15:15 16:45 Uhr, Raum A ECTS Credit Points Bewertung Anwesenheitspflicht Zwischenpräsentation der ersten Recherche und Ideen Finale Präsentation Schriftliche Ausarbeitung 10 Seiten (IEEE) Abgabe zwei Wochen nach dem finalen Vortrag

19 Bewertungskriterien sind vielfältig 18 Inhalt Hintergrund: Recherche von Standards, state of the art Eigenleistung: Strukturierung Darstellung Vortrag: Vorbereitung, Vortragsstil, Fokus auf wesentliche Punkte Ausarbeitung: Klare, strukturierte Darstellung, Lesbarkeit