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Cloud Computing – Hype oder Wirklichkeit? Systemtechnische Grundlagen und Cloud-Management-Systeme Sandra Konz 24.01.2012Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra.

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1 Cloud Computing – Hype oder Wirklichkeit? Systemtechnische Grundlagen und Cloud-Management-Systeme Sandra Konz Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 1/29

2 Agenda I.Einleitung II.Begriffsbestimmung III.Systemtechnische Grundlagen IV.Cloud-Management-Systeme V.Schussbetrachtung I.Einleitung II.Begriffsbestimmung III.Systemtechnische Grundlagen IV.Cloud-Management-Systeme V.Schussbetrachtung Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 2/29

3 Einleitung Cloud Computing stellt IT-Dienstleistungen bedarfsgerecht zur Verfügung Ermöglicht Unternehmen ein hohes Maß an Flexibilität Cloud Computing stellt einen fundamentalen Wandel in der Informationstechnologie dar Der Begriff wird stark in den Medien diskutiert Laut dem Gartner Hype Cycle für Cloud Computing 2011 befindet sich Cloud Computing an der Spitze der Technologien und Erwartungen Cloud Computing stellt IT-Dienstleistungen bedarfsgerecht zur Verfügung Ermöglicht Unternehmen ein hohes Maß an Flexibilität Cloud Computing stellt einen fundamentalen Wandel in der Informationstechnologie dar Der Begriff wird stark in den Medien diskutiert Laut dem Gartner Hype Cycle für Cloud Computing 2011 befindet sich Cloud Computing an der Spitze der Technologien und Erwartungen Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 3/29 [Smith, 2011]

4 Entwicklung zum Cloud Computing Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 4/29 [Schulte, 2009a] 1980 Grid Computing 1990 Utility Computing 2000 Software as a Service 2009 Cloud Computing Cloud Computing resultiert aus einem langjährigen Entwicklungsprozess und stellt eine Zusammenfassung und Weiterentwick- lung bereits bestehender Technologien dar!

5 Definition Cloud Computing Die Wolke steht für das Internet, basierend auf der Darstellung des Internets als Wolke in grafischen Abbildungen für Netzwerktoppologien Keine einheitliche Definition in der Literatur Häufig verwendet wird die Definition der NIST Die Wolke steht für das Internet, basierend auf der Darstellung des Internets als Wolke in grafischen Abbildungen für Netzwerktoppologien Keine einheitliche Definition in der Literatur Häufig verwendet wird die Definition der NIST Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 5/29 [Mell/Grance, 2011] [Vogel et al., 2011] Cloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources […] that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction

6 Systemtechnische Grundlagen Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 6/29 Cloud Computing Virtualisierung Grid Computing Utility Computing SOA & Webservices

7 Virtualisierung (1/2) Technologien und Konzepte die eine abstrakte Sicht auf verschie- dene physikalische Ressourcen- landschaften ermöglichen Eine virtuelle Maschine läuft als nachgebildeter Rechner auf einem realen System, in einer isolierten Umgebung Grundlage der meisten Cloud- Architekturen Technologien und Konzepte die eine abstrakte Sicht auf verschie- dene physikalische Ressourcen- landschaften ermöglichen Eine virtuelle Maschine läuft als nachgebildeter Rechner auf einem realen System, in einer isolierten Umgebung Grundlage der meisten Cloud- Architekturen Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 7/29 [Baun et al., 2009] [Eigene Darstellung]

8 Virtualisierung (2/2) Beispiel: Softwarevirtualisierung Aufteilung eines physikalischen Servers in mehre virtuelle, dadurch Bereitstellung der Cloud Services für mehre Kunden Cloud Computing nutzt die Virtualisierung um Ressourcen bei Bedarf automatisiert und flexibel bereitstellen zu können Beispiel: Softwarevirtualisierung Aufteilung eines physikalischen Servers in mehre virtuelle, dadurch Bereitstellung der Cloud Services für mehre Kunden Cloud Computing nutzt die Virtualisierung um Ressourcen bei Bedarf automatisiert und flexibel bereitstellen zu können Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 8/29 [Eigene Darstellung] [Baun et al., 2009/Mather et al., 2009]

9 Grid Computing (1/2) Ursprung in den 90er Jahren Architektur verteilter Systeme die Ressourcen einer virtuellen Organi- sation integriert Aufbauend auf dem WWW Lösung von Rechen- oder Dateninten- siven Aufgaben einzelner Organisa- tionen Koordination verteilter Rechner inner- halb eines Netzwerkes zur gemein- samen Zielerreichung Ursprung in den 90er Jahren Architektur verteilter Systeme die Ressourcen einer virtuellen Organi- sation integriert Aufbauend auf dem WWW Lösung von Rechen- oder Dateninten- siven Aufgaben einzelner Organisa- tionen Koordination verteilter Rechner inner- halb eines Netzwerkes zur gemein- samen Zielerreichung Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 9/29 [Bülbül et al., 2010] [Eigene Darstellung]

10 Grid Computing (2/2) Grundlegende Konzepte: - Standardisierung - Automatisierung - Abstraktion von Hardware Cloud Computing übernimmt aus dem Grid Computing grundlegende Kon- zepte und Technologien Grundkonzept für eine Cloud Computing Infrastruktur Grundlegende Konzepte: - Standardisierung - Automatisierung - Abstraktion von Hardware Cloud Computing übernimmt aus dem Grid Computing grundlegende Kon- zepte und Technologien Grundkonzept für eine Cloud Computing Infrastruktur Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 10/29 [Eigene Darstellung] [BITKOM, 2009]

11 Utility Computing Vision aus den Anfängen des Internets IT-Dienstleistungen werden innerhalb einer globalen Marktinfrastruktur auf Basis von standardisierten Einheiten bezogen Basis: Service-orientierte Infrastruktur Über hochverfügbare Datennetze eines Anbieter wird die jeweils benötigte Menge an Rechenkapazitäten und Speicherplatz bezogen Verbrauchsgerechte Abrechnung sowie fest definierte Preise und SLAs Grundzüge finden sich im Cloud Computing wieder Vision aus den Anfängen des Internets IT-Dienstleistungen werden innerhalb einer globalen Marktinfrastruktur auf Basis von standardisierten Einheiten bezogen Basis: Service-orientierte Infrastruktur Über hochverfügbare Datennetze eines Anbieter wird die jeweils benötigte Menge an Rechenkapazitäten und Speicherplatz bezogen Verbrauchsgerechte Abrechnung sowie fest definierte Preise und SLAs Grundzüge finden sich im Cloud Computing wieder Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 11/29 [Wanke, 2006 /Ederer, 2007]

12 Service orientierte Architekturen Begriff wurde 1996 von Gartner geprägt und erstmals definiert Transformation von Funktionalitäten einer bestehenden IT- Architektur in Services Komponenten einer SOA sind voneinander unabhängige Services, die flexibel gebunden und orchestriert sind Architekturkonzept für das Cloud Computing unentbehrlich Verwendung: Aufteilung der Anwendungen in einzelne Services, die dann eigene Geschäftsprozesse darstellen Gemeinsame Nutzung und Verteilung der Services durch standardisierte Schnittstellen Begriff wurde 1996 von Gartner geprägt und erstmals definiert Transformation von Funktionalitäten einer bestehenden IT- Architektur in Services Komponenten einer SOA sind voneinander unabhängige Services, die flexibel gebunden und orchestriert sind Architekturkonzept für das Cloud Computing unentbehrlich Verwendung: Aufteilung der Anwendungen in einzelne Services, die dann eigene Geschäftsprozesse darstellen Gemeinsame Nutzung und Verteilung der Services durch standardisierte Schnittstellen Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 12/29 [Champion et al., 2002/Baun et al., 2011]

13 Struktur einer SOA Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 13/29 [Champion et al., 2002] Veröffentlichung von Informationen über die Services durch den Serviceanbieter Interaktion durch Nachrichtenaustausch auf Basis von Servicebeschreibungen Auswahl der Services durch den Servicenehmer über eine Discovery Agency

14 Web Services Werden oft in Zusammenhang mit SOA genannt, basieren aber nur auf diesem Architekturkonzept Webservices sind Technologien mit denen innerhalb einer Organisation oder zwischen Organisationen Softwarekom- ponenten integriert werden Kommunikation über Web Services sinnvoll um potentiell un- zuverlässige Verbindungen zu verbessern Verteilte Systeme integrieren beim Cloud Computing hetero- gene Ressourcen, die sich weltweit an jedem Ort mit Internet befinden können Beispiel: Amazon Webservices (EC2, S3 etc.) Werden oft in Zusammenhang mit SOA genannt, basieren aber nur auf diesem Architekturkonzept Webservices sind Technologien mit denen innerhalb einer Organisation oder zwischen Organisationen Softwarekom- ponenten integriert werden Kommunikation über Web Services sinnvoll um potentiell un- zuverlässige Verbindungen zu verbessern Verteilte Systeme integrieren beim Cloud Computing hetero- gene Ressourcen, die sich weltweit an jedem Ort mit Internet befinden können Beispiel: Amazon Webservices (EC2, S3 etc.) Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 14/29 [Kossmann/Leymann, 2004] [Baun et al., 2011]

15 Cloud Computing Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 15/29 [Eigene Darstellung] Cloud Computing Bereitstellung der Ressourcen, bedarfsgerecht und automatisiert Bündelung der Ressourcen zur gemeinsamen Nutzung, flexibel und elastisch Pay-per-Usage- Konzept Einfache Verwaltung durch standardisierte Schnittstellen Unabhängige Ressourcennutzung, unabhängig von Endgeräten mittels Internet Virtualisierung Grid Computing Utility Computing SOA Webservices

16 Cloud-Management-Systeme Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 16/29 Anforderungen & Voraussetzungen Praxisbeispiel

17 Anforderungen & Voraussetzungen Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 17/29 Service Level Agreements AutomatisierungLebenszyklus

18 Service Level Agreements Dienstgütervereinbarungen über die Dienstgüte eines Services zwischen Anbieter und Kunde Vereinbarung erfolgt formell d.h. vertraglich und rechtlich bindend Vertrag wird aus der Sicht des Kunden be- schrieben Eigenschaften, Umfang und Qualität der Leistung werden vom Anbieter in einem Servicekatalog festgehalten Im Rahmen des Cloud Computing meist standardisierte SLAs die für alle Kunden gleichermaßen gelten Aber auch Unternehmensspezifische SLAs möglich Dienstgütervereinbarungen über die Dienstgüte eines Services zwischen Anbieter und Kunde Vereinbarung erfolgt formell d.h. vertraglich und rechtlich bindend Vertrag wird aus der Sicht des Kunden be- schrieben Eigenschaften, Umfang und Qualität der Leistung werden vom Anbieter in einem Servicekatalog festgehalten Im Rahmen des Cloud Computing meist standardisierte SLAs die für alle Kunden gleichermaßen gelten Aber auch Unternehmensspezifische SLAs möglich Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 18/29 [Baun et al., 2011]

19 Automatisierung Voraussetzung um flexible Anwendungen bereitstellen zu können Automatisierte Prozesse beginnen beim Aufspielen von Systemimages bis zur Bereitstellung des Ausgangszustandes Häufig erfolgt die Bereitstellung eines von Dienstes auf Basis von Ensembles Wichtige Grundlage für fast alle Cloud-Architekturen um dynamische Skalierbarkeit und Fehlertoleranz zu gewährleisten Voraussetzung um flexible Anwendungen bereitstellen zu können Automatisierte Prozesse beginnen beim Aufspielen von Systemimages bis zur Bereitstellung des Ausgangszustandes Häufig erfolgt die Bereitstellung eines von Dienstes auf Basis von Ensembles Wichtige Grundlage für fast alle Cloud-Architekturen um dynamische Skalierbarkeit und Fehlertoleranz zu gewährleisten Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 19/29 [Friedrichsen/Kepser, 2011/Baun et al., 2011]

20 Lebenszyklus (1/2) Cloud Services durchlaufen definierte Lebenszyklen In einem Servicekatalog werden Umfang und Qualität der Services vom Dienstanbieter abgebildet Berücksichtigung von Service Level Agreements Mit Ende der Nutzungsdauer werden die Serviceaufträge geschlossen Verfahren der Verbrauchserfassung bestimmen den aktuellen Status der entstandenen Kosten Cloud Services durchlaufen definierte Lebenszyklen In einem Servicekatalog werden Umfang und Qualität der Services vom Dienstanbieter abgebildet Berücksichtigung von Service Level Agreements Mit Ende der Nutzungsdauer werden die Serviceaufträge geschlossen Verfahren der Verbrauchserfassung bestimmen den aktuellen Status der entstandenen Kosten Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 20/29 [Baun et al., 2011]

21 Lebenszyklus (2/2) Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 21/29 [Eigene Darstellung] 1. Definition des Cloud Service 2. Registrierung im Katalog 3. Start des Service 4. Management der Services 5. Ende des Services

22 Praxisbeispiel Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 22/29 Service Managementcenter für Cloud Computing

23 IMB Service Management Center Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 23/29 [IMB Corporation, 2011] Das IMB Service Management Center für Cloud Computing bietet eine transparente, kontrollierbare und automatisierte Lösung für dynamisch virtualisierte Umgebungen. Werkzeuge und Verfahren werden zur Verwaltung des gesamten Lebenszyklus eines Cloud Services und der SLAs bereitgestellt

24 IMB Software Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 24/29 [IMB Corporation, 2011] Tivoli Service Automation Manager Maximo SLA Manager

25 Schlussbetrachtung Paradigmenwechsel in der Entwicklung von Informationstechnologien Cloud Computing ist keine neue Technologie sondern eine Zusammenfassung bereits etablierter technischer Möglichkeiten Cloud Computing ermöglicht einen benutzerfreundlichen Zugang zu Ressourcen mit geringem Kostenaufwand Bedürfnisse der Wirtschaft werden erfüllt Cloud Computing ist das Innovationsfeld der nächsten Jahre! Paradigmenwechsel in der Entwicklung von Informationstechnologien Cloud Computing ist keine neue Technologie sondern eine Zusammenfassung bereits etablierter technischer Möglichkeiten Cloud Computing ermöglicht einen benutzerfreundlichen Zugang zu Ressourcen mit geringem Kostenaufwand Bedürfnisse der Wirtschaft werden erfüllt Cloud Computing ist das Innovationsfeld der nächsten Jahre! Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 25/29

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 26/29

27 Literaturverzeichnis Baun, C./Kunze, M./Ludwig, T. (2009): Servervirtualisierung, in: Informatik-Spektrum, Vol. 32, No. 3, S Baun, C./Kunze, M./Nimis, J./Tai, S. (2011): Cloud Computing - Web-basierte dynamische IT-Services, Informatik im Fokus, 2. Auflage, Berlin, Heidelberg. BITKOM (2009): Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e. V., Cloud Computing -Evolution in der Technik, Revolution im Business, BITKOM-Leitfaden 2009, CloudComputing_Web.pdf ( ). Bülbül, I./Schürmann, F./Balci, F. (2010): Grundlagen des Cloud Computing, in: Adelsberger, H./ Drechsler, A. (Hrsg.): Ausgewählte Aspekte des Cloud-Computing aus einer IT-Management-Perspektive, ICB-Research Report No. 41, Cloud Governance, Cloud Security und Einsatz von Cloud Computing in jungen Unternehmen, S. 3-10, research_reports/ICB-Report- No41.pdf ( ) Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 27/29

28 Literaturverzeichnis Champion, M./Ferris, C./Newcomer, E./Orchard, D. (2002): Web Services Architecture, W3C Working Draft 14 November 2002, / ( ). Ederer, W. (2007): Utility Computing das Rechenzentrum als Unternehmen, in: Kircher, H. (Hrsg.): IT - Technologien, Lösungen, Innovationen, Berlin, Heidelberg, S Friedrichsen, U./Kepser, S. (2011): Cloud Computing - Umdenken für Architekten in der Cloud, in: Business Technology, Architektur & Management Magazin, Vol. 3, Nr. 6, S IBM (2011): Cloud-Lösungen von IBM, tivoli/solutions/cloudcomputing/solutions.html ( ). Kossmann, D./Leymann, F. (2004): Web Services, in: Informatik-Spektrum, Vol. 27, No. 2, S Mather, T./Kumaraswamy, S./Latif, S. (2009): Cloud Security and Privacy, first Edition, USA Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 28/29

29 Literaturverzeichnis Mell, P./Grance, T. (2011): The NIST Definition of Cloud Computing, ( ). Schulte, W. (2009a): Cloud Computing – was steckt hinter diesem Begriff?, in: NTZ, Heft 3-4, S Smith, D.M. (2011): Gartner Hype Cycle for Cloud Computing 2011, https://umdrive.memphis.edu/rposton/public/Testing--Gartner/hype_cycle_for_ cloud_computi_ pdf ( ). Wanke, S. (2006): IT-Business News, in: IT Business, Heft 22, S Seminar Cloud Computing WS 2012Sandra Konz 29/29


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