Netzmanagement Cloud Computing Ein Überblick

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1 Netzmanagement Cloud Computing Ein Überblick Hochschule Bonn-Rhein-Sieg Sommersemester 2011 Dr. Michael Pauly

2 Dr. Michael Pauly So erreichen Sie mich: Telefon: (tagsüber) (abends) Mobil: Telefonkonferenz: ID: auf Anfrage Skype: michael.pauly Sprechstunde: nach Vereinbarung Netzmanagement 2

3 Organisatorisches Was erwartet Sie: Vorlesung 1: Einführung und Überblick Was ist Cloud Computing? Übung 1: Historie; IaaS, PaaS, SaaS Vorlesung 2: Die Basis der Cloud: Virtualisierung Übung 2: Service Level Agreements Vorlesung 3: Kommunikation in der Cloud/Cloud-Desktop Übung 3: Beispiel: Orchestrierung von Cloud Services (Cordys) Vorlesung 4: Cloud & Security, Cloud-Management Übung 4: Bewertung/Erstellung einer Sicherheits-Checkliste Netzmanagement 3

4 Erster Approach Telefonvermittlung um Netzmanagement 4

5 Internationale Zusammenarbeit heute und morgen Viele Gründe für die Nutzung von Cloud Services Das weltweite Datenaufkommen hat sich von 2006 bis 2011 verzehnfacht stehen 80% des Weltwissens im Internet zur Verfügung. (nach Wilhelm Bauer: Höchstleistung in der Wissensarbeit) Die Investitionen deutscher Unternehmen im Ausland haben sich von verneunfacht. (Deutsche Bundesbank) Die ausländischen Beteiligungen im DAX- Durchschnitt betragen 69,57%. Weltweit existieren über Gesetze und Regularien zur Dokumentation der Geschäftstätigkeit. 2% der weltweiten CO 2 - Emissionen gehen auf das Konto der IT das entspricht dem CO 2 -Ausstoß aller Flugzeuge der Welt. (Gartner) Netzmanagement 5

6 Cloud Computing was ist das? Einige Impressionen ;-) Schlagworte und Charakteristika: IT-Service aus dem Internet Skalierbar, dynamisch und flexibel Self-Service Pay as you use kostengünstig Hochgradig standardisiert und automatisiert Überall verfügbar (weltweit) Jederzeit verfügbar Netzmanagement 6

7 Die Wetterlage: heiter bis wolkig Treiber für Cloud Computing Technologie Flexibilisierung der Infrastruktur Bandbreiten-Verfügbarkeit Markt Zunehmende Dynamik Kostensituation Cloud Computing Cloud Computing Arbeitskultur Übergreifende Zusammenarbeit Datenintensive Applikationen Digital Natives Netzmanagement 7

8 Cloud Computing IT-Schisma Großrechner Client / Server, PCs Internet Klassischer RZ-Betrieb (Outsourcing / Inhouse) Netzmanagement 8

9 Amazon Web Services Wachstum Quelle: Netzmanagement 9

10 Cloud Computing 1001 Anbieter, 100 Definitionen Internet Companies Software Häuser IT Service Provider TC Service Provider HW- Hersteller Netzmanagement 10

11 Cloud Computing ganz privat Ein paar Beispiele aus dem täglichen Leben -Service: Google, Web.de, T-Online, Gmx, Kalender & Kolaboration: Google-Kalender, Kommunikation: Skype,,,, Datenaustausch: Dropbox, Video: youtube, Office aus der Cloud: Google Docs, Microsoft Office Live, IT-Ressourcen: Amazon Web Services, Google App Engine, Microsoft Azure Netzmanagement 11

12 Cloud Computing für Unternehmen beruflich wie privat? Kommunikation: Microsoft Unified Communication, Kollaboration: Microsoft Sharepoint, Conferenzing: WebEx, ERP-Systeme: SAP By Design, CRM-Systeme: Salesforce.com, IT-Ressourcen: Amazon Web Services, Google App Engine, Microsoft Azure Netzmanagement 12

13 Cloud Computing für Unternehmen Geschäftliche Treiber Kosten für IT-Infrastruktur und -Dienste können durch eine hohe Standardisierung der IT-Erbringung reduziert werden. Die Kostenstruktur verändert sich: Aus Investitionskosten werden Betriebskosten. (CAPEX OPEX) Durch eine nutzungsabhängige Verrechnung können Budgets variabler genutzt werden. Neue Geschäftsprozesse lassen sich schneller und flexibler umsetzen. Die Reorganisation eines Unternehmens, z. B. im Rahmen von Mergers und Acquisitions, wird erleichtert. Die Fachbereiche im Unternehmen erhalten mehr Verantwortung für die Prozessunterstützung durch IT Netzmanagement 13

14 Cloud Computing für Unternehmen Grenzenlose Möglichkeiten? Rahmenbedingungen: Rechtlich: Datenschutz, Steuerrecht, HGB, AO, Lizenzen Technisch: Legacy-Systeme, Latenzen, Non-Standard- Anbindung Prozessual: Service Level Agreements (SLA) Organisatorisch: Rollen- und Berechtigungskonzepte Netzmanagement 14

15 Eine Herausforderung im Cloud Computing Business Applikationen Monolithic Architectures Business Application Traditional 3 Tier Architectures Business Application Client Business Application Server Database Business Application 1 Business Application 2 Business Application 3 Distributed Application Architectures Security Services (Identity Mgt, Access Serv.) Business Rules Engine Application Container (Application Server) Presentation Services (Portal) Process Server (Process Integration) Data Integration Services (Enterprise Service Bus) External Partner Communicati on Services Data Services (Database, ETL, Data Analytics) Netzmanagement 15

16 Skalieren, aber wie? Scale up / Scale out Scale up: Skalierungskonzept Skalierung durch die Anpassung einzelner Systeme: Mehr Hauptspeicher Mehr CPU-Leistung Mehr Netzwerk-Bandbreite Das Betriebssystem stellt die zusätzlichen Ressourcen der Anwendung zur Verfügung. Hochverfügbarkeit und Failover wird über zusätzliche Hardware realisiert. Scale out: Skalierungskonzept Skalierung erfolgt die Anpassung der Anzahl der Instanzen: Jede Instanz besteht aus Applikation und Betriebssystem Die Instanzen sind über das Netzwerk miteinander verbunden. Die Applikation nutzt die Ressourcen unabhängig vom Betriebssystem. Hochverfügbarkeit und Failover sind integraler Bestandteil der Applikation Netzmanagement 16

17 Ein Versuch die Wolken zu fassen: Die NIST-Definition Service-Modelle Deployment-Modelle Software as a Service Plattform as a Service Infrastructure as a Service Public Cloud Private Cloud Hybrid Cloud Community Cloud Charakteristika on demand self services broad network access resource pooling rapid elasticity measured service Netzmanagement - Cloud Computing 17

18 Die NIST-Definition: 3 Service-Modelle SaaS PaaS IaaS Mensch Client Device Verbindendes Netzwerk Gehostete Applikation Infrastrukture-Software Betriebssystem Virtualisierung Physikalische Server Netzwerk & Firewall RZ-Infrastruktur Netzmanagement - Cloud Computing 18

19 3 Service-Modelle Verantwortungsbereiche Applikation Middelware Datenbank Betriebssystem Virtualisierung Netzwerk Hardware Quelle: Detecon Verantwortungsbereich des Kunden Verantwortungsbereich des Anbieters IaaS Paas SaaS Netzmanagement 19

20 Die NIST-Definition: 4 Deployment-Modelle Public Cloud: Öffentlich zugänglich, freier (unbeschränkter) Zugang, Zugriff über das Internet, (meist) große Anzahl von Nutzern Private Cloud: eingeschränkte Nutzergruppe (ein Unternehmen) Hybride Cloud: Kombination von Private und Public Cloud Community Cloud: Zusammenarbeiten mehrerer unterschiedlicher Unternehmen in einer gemeinsamen Cloud Netzmanagement - Cloud Computing 20

21 Die NIST-Definition: 5 Charakteristika Charakteristika on demand self services broad network access resource pooling rapid elasticity measured service Beschreibung Ein Kunde kann IT-Ressourcen, wie z.b. Servernutzung und Netzwerkspeicherung, einseitig nach Bedarf und automatisch bereitstellen, ohne dass es zu einer menschlichen Interaktion mit jedem Serviceprovider kommen muss. Cloud-Systeme steuern und optimieren die Ressourcennutzung automatisch, indem sie eine dem Servicetyp auf einem gewissen Abstraktionsniveau entsprechende Messfunktion nutzen. Durch die Überwachung, Steuerung und Meldung der Ressourcennutzung wird Transparenz erzielt. Für einen schnellen Scale-out werden Funktionen rasch und elastisch bereitgestellt, in manchen Fällen automatisch, für einen schnellen Scale-in werden sie rasch freigegeben. Die IT-Ressourcen des Providers werden zusammengelegt, um mehrere Kunden im Rahmen eines Multi-Tenant-Modells zu versorgen. Dabei erfolgt die dynamische Zuordnung und Neuzuordnung verschiedener physikalischer und virtueller Ressourcen ganz nach Kundenbedarf. Der Zugang zu den Funktionen erfolgt über das Netzwerk und anhand von Standardmechanismen, die eine Nutzung durch heterogene Thin- oder Thick-Client- Plattformen begünstigen Netzmanagement - Cloud Computing 21

22 Infrastructure as a Service Einige Charakteristika (meist) x86-architektur virtuelle Serversysteme (Virtualisierung: VMware, Xen) verbrauchsabhängige Abrechnung (CPU/t, GB, Transfervolumen) direkter Zugriff auf die Systeme über das Internet möglich flexible Nutzung meist manuelle Dynamik Einbindung in unternehmenseigene Automatisierungs- und Reportingtools möglich Lizenzierung der Anwendung liegt beim Nutzer Self-Service Herausforderungen Lizenzierung des Betriebssystems Verfügbarkeit der Gesamtkette Objektive Messbasis Netzmanagement 24

23 Infrastructure as a Service Beispiele Bereitstellung von Infrastruktur: Amazon Web Services T-Systems Dynamic Services for Infrastructure Quelle: Netzmanagement 25

24 Dynamic Services for Infrastructure Monitoring und Reporting Cloud Status Kostenübersicht (Beispiel) Persönliche Daten und Benutzer Management Aktueller Verbrauch Nachrichten halten Sie auf dem Laufenden Kontakt zum T-Systems Support Netzmanagement 26

25 Dynamic Services for Infrastructure Anmeldung und Ressourcenauswahl Manage your Clouds Filter für den Überblick über Ihre Clouds Wählen Sie den geeigneten SLA Liste aller verfügbaren Clouds und reservierten Ressourcen Möglichkeit zur Ressourcen Reservierung Netzmanagement 27

26 Dynamic Services for Infrastructure Anlegen von Appliances und Deployments Virtual Server - Status Anlegen virtueller Server Event Informationen Bestehende Virtuelle Server in der eigenen Gruppe User name User name User name User name Start, stop, Snapshot eines virtuellen Servers User name User name User name User name User name User name Netzmanagement 28

27 Dynamic Services for Infrastructure Preismodell und seine Parameter Basis für die Preisbildung CPU power und allokierter Hauptspeicher Speicher für images, snapshot, Konfigurationen Variable CPU- und Hauptspeicher Kapazitäten Grenzen: 1 16 PUs; 512 MB 64 GB Memory 1 PU = tpmc Service Level Plattform Verfügbarkeit 99,5 % Kombinierte ICT SLAs bei gleichzeitiger Nutzung von Netzwerk Infrastruktur von T-Systems möglich Beispiel I: Webserver (2 PUs, 2 GB Memory) Performance Unit Hauptspeicher in GB Performance Unit Hauptspeicher in GB , MB selected Beispiel II: Datenbank Server (8 PUs, 24.5 GB Memory) , MB selected Netzmanagement 29

28 Plattform as a Service Einige Charakteristika virtuelle Serversysteme & Standardanwendungen Verfügbarkeit von Standard - Entwicklungstools Der Service umfasst Betriebssystem und Applikationsbetrieb nutzungsabhängige Abrechnung (Zeit, User, ) direkte Nutzung oder über Webbrowser Self-Service Herausforderungen Lizenzierung der Anwendung Verfügbarkeit der Gesamtkette Anpassung bzw. Konfiguration des PaaS an die eigenen Bedürfnisse Netzmanagement 30

29 Plattform as a Service Horizontal vs. Vertical PaaS Siebel Oracle Peoplesoft Standard SW Application Container (Application Server) Horizontal PaaS Presentation Services (Portal Server, Rich Clients, Web Clients) Business Process Server (Process Server) Enterprise Service Bus Vertical PaaS Data Services (Database, ETL, Data Analytics) Netzmanagement 31

30 Plattform as a Service Vertical PaaS Der Nutzer bezieht einen vorkonfigurierten (gemanaged oder ungemanaged) Stack bestehend aus Software und einem Hosted-Infrastruktur- Service (Turn-Key-Lösung) Nutzungabhängige Bezahlung Vermarktung über virtuelle Martplätze (AppStore) Bring your own License - Option Customer Business Application Operation System Infrastructure as a Service Platform Management Netzmanagement 32

31 Plattform as a Service Horizontal PaaS Set bestehend aus gemanaged oder ungemanaged (Standard-) Middelware-Produkten und einem Hosted-Infrastruktur-Service, das entsprechend den Anforderungen konfiguriert werden kann Mögliche Service-Offerings sind : Oracle Fusion platform, MS.net (Azure), IBM WebSphere platform, VM-Ware SpringSource (TBD) und optional Open Source Produkte wie z.b. JBOSS/Redhat Netzmanagement 33

32 Plattform as a Service Beispiele Ausführung von Anwendungen: Google AppEngine Microsoft Azure force.com Quelle: Netzmanagement 34

33 Software as a Service Einige Charakteristika Gemeinsam nutzbare Software (multi-tenancy) und Hardware Nutzung (meist) über einen Webbrowser SaaS beinhaltet auch die Lizenzen nutzungsabhängige Abrechnung Self-Service Herausforderungen Verfügbarkeit der Gesamtkette Anpassung bzw. Konfiguration des SaaS an die eigenen Bedürfnisse/Unternehmensprozesse Datenschutz, Netzmanagement 35

34 Software as a Service Beispiele CRM: Salesforce.com Netzmanagement 36

35 Portabilität AWS vs. GAE vs. force.com Quelle: Netzmanagement 37

36 IaaS, PaaS und SaaS Mögliche Zielgruppen und Einsatzfelder Software as a Service Nutzung kompletter Anwendungen als Service Zielgruppe: Endnutzer, Standardisierung und Nutzerfreundlichkeit entscheiden Platform as a Service Anwendungsinfrastruktur wie Middleware oder Datenbanken als Service Infrastructure as a Service Virtualisierte IT-Infrastruktur als Service Zielgruppe: Entwickler, Unterstützung bestehender Plattformen entscheidet Zielgruppe: Betreiber, jetzt schon Commodity Preis- / Leistungsverhältnis entscheidet Netzmanagement 38

37 Dilbert und Cloud Netzmanagement 51

38 Literatur & weiterführende Dokumente NIST: The NIST Definition of Cloud Computing, Version 15, 2009 BITKOM: Cloud Computing - Evolution in der Technik, Revolution im Business, 2009 Above the Clouds: A Berkeley View of Cloud Computing : Nicolas Carr: The Big Switch: Der große Wandel. Die Vernetzung der Welt von Edison bis Google, Mitp-Verlag, 2008 John W. Rittinghouse: Cloud Computing: Implementation, Management, and Security, CRC Press, Netzmanagement 52