Cloud Computing mit mathematischen Anwendungen

Transkript

1 Cloud Computing mit mathematischen Anwendungen Vorlesung SoSe 2009 Dr. Marcel Kunze Karlsruhe Institute of Technology (KIT) Steinbuch Centre for Computing (SCC) KIT the cooperation of Forschungszentrum Karlsruhe GmbH und Universität Karlsruhe (TH)

2 Agenda Cloud Computing 1. Einleitung Was ist Cloud Computing? 2. Grundlagen Virtualisierung, Web Services, Java, 3. Cloud Architekturen Infrastruktur, Plattform, Anwendung 4. Cloud Services Amazon Web Services, Google App Engine 5. Aufbau einer Cloud OpenCirrus Projekt, Eucalyptus 6. Cloud Algorithmen MapReduce, Optimierungsverfahren, Praktische Übungen und Anwendungen Vorlesung im Web: 2

3 Was ist Cloud Computing (funktional)? Service Orientierte Architektur: Dynamisches Provisionieren von Ressourcen über Web-Service Schnittstellen Virtuell: Beliebige, wunschgemäße Sicht auf Ressourcen. Lokation und Art der Ressourcen sind für den Nutzer transparent. A computing Cloud is a set of network enabled on demand IT services, scalable and QoS guaranteed, which could be accessed in a simple and pervasive way. Web Services + Virtualisierung = Cloud Computing 3

4 Everything as a Service Everything as a Service (XaaS) AaaS: Application as a Service PaaS: Platform as a Service SaaS: Software as a Service DaaS: Data as a Service IaaS: Infrastructure as a Service HaaS: Hardware as a Service HaaS: Humans as a Service (!) 4

5 Cloud Architektur: Everything as a Service Quelle: S.Tai 5

6 Kommerzielle Cloud-Angebote (Auswahl) 6 Cloud Computing Teil 1 Teil SoSe SoSe Dr. M.Kunze 2009 Dr. M.Kunze

7 Amazon Web Services 7

8 Beispiel für AWS (1): Animoto Animoto besitzt keine eigene IT-Infrastruktur Beliebige Skalierbarkeit durch Bezug flexibler Cloud Dienste (Amazon) 8 Cloud Computing Teil 1 Teil SoSe SoSe Dr. M.Kunze 2009 Dr. M.Kunze

9 Beispiel für AWS (2): SmugMug Mashup S3, EC2, FPS, Mashup Verwaltung von Fotos und Filmen User Fotos Gewinn: 10 Millionen $ pro Jahr 19 Angestellte - IT-Services: Amazon Web Services - Benutzerverwaltung: OpenID Anwendung = Mashup von Services verschiedener Anbieter 9 9 Cloud Computing Teil 1 SoSe 2009 Dr. M.Kunze

10 Cloud Sourcing Surge Computing: Überlaufrechenzentrum für Spitzenlast Desaster Recovery: Ausweichrechenzentrum im Standby Modus Cloud CxOComputing Dialog 5: Dynamic IT Teil Infrastructure 3 SoSe Berlin Dr. M.Kunze M.Kunze

11 Elastic Compute Cloud (EC2) Regionale Aufteilung (Zurzeit us-east, eu-west) Availability Zones (Z.B. Datenspiegelung für Verfügbarkeit) 11

12 EC2 Instance Types (Standard) Normierung EC2 Compute Unit (ECU) One EC2 Compute Unit (ECU) provides the equivalent CPU capacity of a GHz 2007 Opteron or 2007 Xeon processor. Standard Instances Small Instance (Default) 1.7 GB of memory, 1 EC2 Compute Unit (1 virtual core with 1 EC2 Compute Unit), 160 GB of instance storage, 32-bit platform Large Instance 7.5 GB of memory, 4 EC2 Compute Units (2 virtual cores with 2 EC2 Compute Units each), 850 GB of instance storage, 64-bit platform Extra Large Instance 15 GB of memory, 8 EC2 Compute Units (4 virtual cores with 2 EC2 Compute Units each), 1690 GB of instance storage, 64-bit platform 12

13 EC2 Instance Types (High CPU) High-CPU Instances High-CPU Medium Instance 1.7 GB of memory, 5 EC2 Compute Units (2 virtual cores with 2.5 EC2 Compute Units each), 350 GB of instance storage, 32-bit platform High-CPU Extra Large Instance 7 GB of memory, 20 EC2 Compute Units (8 virtual cores with 2.5 EC2 Compute Units each), 1690 GB of instance storage, 64-bit platform 13

14 EC2 Betriebssysteme Zusätzlich jede Menge öffentliche Images Möglichkeit, eigene AMIs zu erstellen und hochzuladen (Bundles) 14

15 EC2 Software Appliances Platform as a Service 15

16 AWS Geschäftsmodell Utility Computing Dynamische Bereitstellung von Ressourcen Abrechnung: Pay-per-use (z.b. GHz-Stunden, GB-Stunden) Generell: Wandlung von Fixkosten in variable Kosten Dadurch betriebswirtschaftlich sehr interessant! CxO Dialog 5: Dynamic IT Infrastructure Berlin Dr. M.Kunze

17 Preismodell: On-demand Instance Dynamische Allokation für stark wechselnde Anforderungen Ausgleichen von Überlast (Cloud Bursting) 17

18 Preismodell: Reserved Instance Statische Allokation für Basisdienste (Grundlast), z.b. DNS, AD, Besonders günstig 18

19 Data Transfer Keine Kosten innerhalb einer Availability Zone $0.01/GB zwischen Regionen $0.01/GB für Public und Elastic IP Data Transfer 19

20 Elastic Block Store (EBS) Für permanente Speicherung der Daten Basiert auf Simple Storage Service (S3) 20

21 Elastic IP Adresses Dynamisches Mapping von IP zu virtueller Maschine 21

22 Amazon Command Line Tools 22

23 Amazon Management Konsole (1) Management der Virtuellen Infrastruktur 23

24 Amazon Management Konsole (2) Management der Amazon Machine Images (AMI) 24

25 Amazon Management Konsole (3) Speichermanagement (Elastic Block Store) 25

26 Amazon Management Konsole (4) Management von IP-Adressen: Elastic IP Dynamische Zuordnung zu EC2 Instanzen 26

27 Amazon Management Konsole (5) Verwaltung der Schlüssel (Privilegierter Zugriff per SSH/RDP) 27

28 Amazon Management Konsole (6) Security Groups: Einstellung der Firewall 28

29 AWS Management mit ElasticFox FireFox Plugin 29

30 Zusammenfassung Amazon Web Services (AWS) Geschäftsmodell: Utility Computing Elastic Compute Cloud (EC2) Dynamische Instanzierung von Plattformen Verschiedene Instanztypen (small, large, XL, high CPU) Management Amazon Management Konsole AWS Command Line Tools Firefox Plugin 30

31 Karlsruhe Institute of Technology Steinbuch Centre for Computing (SCC) Thank you for your attention. 31