Institute of Parallel and Distributed Systems () Universitätsstraße 38 D-70569 Stuttgart Studienprojekt HP-MOM High Performance Message Oriented Middleware 23. Januar 2013 Kurt Rothermel, Frank Dürr, Patrick Baier, Ruben Mayer
Wer sind wir? Abteilung Verteilte System des Instituts für Parallele und Verteilte Systeme () Das Team: Prüfer: Prof. Kurt Rothermel Kunde: Dr. Frank Dürr Betreuer: M.Sc. Patrick Baier Dipl.-Inf. Ruben Mayer Das Entwicklerteam 2
Motivation Das Produkt: High Performance Message Oriented Middleware (MOM) Wozu wird eine MOM benötigt? Asynchrone Nachrichtenzustellung in verteilten Systemen Message Queues: Empfänger muss während des Sendens nicht verfügbar sein Publish/Subscribe: (a priori unbekannte) Empfänger können Nachrichten abonnieren (Nachrichtenkanäle, Filterung nach Inhalten) Grundlage einer Vielzahl von verteilten Anwendungen Client/Server in der Cloud 3
Beispiel: Aktienhandel Publisher < SAP,60 > < BMW,74 > < RWE,30 > Message Oriented Middleware (MOM) Filtering SAP > 50 BMW > 80 RWE > 20 Msg. Queuing Subscribe Subscriber offline online SAP > 50 SAP > 50 BMW > 80 RWE > 20 online RWE > 20 4
Ziel: High-Performance Hoher Nachrichtendurchsatz So schnell wie das Kommunikationsnetz ( Line rate ) 1 Gbps (Gigabit Ethernet), 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet), Schneller geht s nicht! Server kann viele Klienten bedienen, hohe Skalierbarkeit (Extrem) Niedrige Latenz So schnell wie das Kommunikationsnetz (<< 1 ms) Schneller geht s nicht! Zeit ist Geld! Aktienhandel, Auktionen, etc. Aktuelle Ansätze basierend auf Software-Routern/Brokern zu langsam! 5
Enabler -Technologie: Software-defined Networking Wie kann diese (ideale) Performance erreicht werden? Ansatz: Nachrichtenvermittlung direkt im Kommunikationsnetz Hardware-unterstützte Vermittlung durch Switches Mikrosekunden Verzögerung pro Switch Voller Durchsatz ( Line Rate ) Kein Overlay-Netz, keine Software-Router, usw. Problem: MOM muss Switches (Forwarding-Tabellen) konfigurieren können Mit geschlossenen Protokollen (IP, Ethernet) bisher nicht möglich Lösung: Software-defined Networking (SDN) 6
Big-Trend: Software-defined Networking Open Networking Summit 2012: Google verwendet SDN in ihren produktiven Netzen http://www.youtube.com/watch?v=vlhjufgxeo4 VMware zahlt im Jahr 2012 1,26 Milliarden US-Dollar für Startup Nicira Software Switches für die Cloud OpenFlow-Protokoll (SDN-Standard-Schnittstele für Switches) wird von allen großen Herstellern implementiert Cisco, IBM, HP, NEC, Huawei, Was steckt hinter SDN? 7
Application Application Application Software-defined Networking: Grundidee Trennung Forwarding (Data Plane) und Netzkontrolle (Control Plane) Forwarding in Hardware (Switches) Hohe Performance! Netzkontrolle in Software (Controller) Hohe Flexibilität! Logisch zentralisierter Controller ersetzt verteilte Protokolle Kontrolllogik ( Routing ) durch Anwendung programmierbar MOM programmiert das Netz Programmierung in Hochsprachen (Java, Python, ) MOM Controller API (OpenFlow) Control Plane Data Plane Hosts 8
Application Application Application Das Produkt High Performance Message Oriented Middleware Middleware-Komponente (Schnittstelle zur Anwendung) SDN-Controller Umsetzung der MOM-Funktionalität (Message-Queues, Pub/Sub) auf das Netz Konzepte vorhanden: Forschungsarbeiten der Abteilung Technologie: Java/Eclipse, Python, etc. MOM Controller API (OpenFlow) Data Plane Hosts 9
Organisatorisches: Lehrveranstaltungen Vorlesung im Sommersemester 2013: Rechnernetze Seminar im Sommersemester 2013: Moderne Internet- und Netztechnologien Fachpraktikum im Sommersemester 2013 (optional): Software-defined Networking 10
Was bieten wir? Labor: 0.353 Besprechungsecke mit Beamer, PC- und Laptop-Arbeitsplätze Testbeds: Cluster mit Software-Switches (Open vswitch) Hardware-Switches (Cisco) Experten für SDN, MOM, Rechnernetzen, Verteilten Systemen Betreuer mit StuPro-Erfahrung Spannendes Thema mit hochaktuellen Technologien MOM + SDN Nicira wurde für 1,2 Mrd gekauft. Was kostet Ihre Firma /Ihr Produkt? 11
Fragen? Universität Stuttgart Frank Dürr Phone: +49-711-685-88431 frank.duerr@ipvs.uni-stuttgart.de 12