UnifiedSessionsManager - Virtualisierung und Cloud-Computing

UnifiedSessionsManagerVirtualisierung und Cloud-Computing

Vortrag zum 4.WorkshopGrid- und Cloudtechnologie fur den Entwurf technischer Systeme

Dresden - Frauenhofer IIS

Arno-Can Ustunsoz

Ingenieuburo Arno-Can Ustunsoz

2011.09.22

acue ( Ingenieuburo Arno-Can Ustunsoz ) UnifiedSessionsManager 2011.09.22 1 / 21

Agenda

Designziele des UnifiedSessionsManagerNutzung des ’Netzes’ als personliche ArbeitsumgebungAnwendungsgebiete und AnforderungenBedarfsorientierte Resourcen

Technische AnwendungskonzepteDarstellung und BedienungInventarisierung und AutomatisierungLaufzeitverteilung

Aktueller Status und weitere Entwicklung


Agenda





Agenda





Das Netz als personlichen Arbeitsumgebung

Die Anforderungen zur individuelle Nutzung der Netzresourcen alspersonlichen Arbeitsplatz sind:

Die Bereitstellung einer nahtlosen Schnittstelle zur Integration vonheterogenen IT-Landschaften die aus den unterschiedlichsten virtuellenund physikalischen Systemen zusammengesetzt sind.Definition von Anwendungsarchitekturen undModularisierungskonzepten fur platformunabhangige Dienste.Einfuhrung des Begriffs von virtualisierten Software-Komponenten alsvollstandige Kapselung von Anwendungen in virtuellen Maschinen.















’Das Netz ist der Computer’ - Sun Micro Systems Inc.



’Das Netz ist der Computer’ - Sun Micro Systems Inc.


Anwendungsgebiete und Anforderungen

Die ursprungliche Anforderung zur Entwicklung desUnifiedSessionsManager resultiert aus der Infrastrukturentwicklung und derhierfur erforderlichen...

...Handhabung von umfangreichen Test- undEntwicklungsumgebungen fur Kommunikationssysteme undheterogene IT-Landschaften.

...hersteller- und systemunabhangigen Automatisierung vonheterogenen zusammengesetzten Systemen.

...einfachen Versionierung und Archivierung zusammengesetzterClient-Server-Systeme und zugehoriger Entwicklungsumgebungen.














Bedarfsorientierte Resourcen

Die sich ergebende Komponentenbildung von vollstandigenLaufzeitumgebungen fuhrt...

...zu veranderten Software-Architekturen mit Fokus auf dynamischeLaufzeit-Konfiguration.

...zum individuellen Einsatz und Archivierung einer grosserenkonsistenten Versionsvielfalt der Anwendungen.

...zur einfachen dynamischen Zuordnung von Rechenleistung undAnwendungen durch Infrastruktur-Dienste.

Dies erfordert insbesondere auch ein erweitertes Addressierungs- undInventarisierungskonzept.























Technische Anwendungskonzepte

Die Definition einer Laufzeitumgebung fur den individuellen Einsatz vonzusammengesetzten Systemen in privaten und offentlichen Clouds erforderteine Erweiterung der aktuellen Internet-Paradigmen um personalisierteInfrastruktur Funktionen.


Darstellung und Bedienung - Schichtenmodell

Fur die nahtlose Integration von Systemen als virtuelle Komponenten isteine Schichtenarchitektur definiert. Diese baut auf dem 2-Schichten-Modelleiner Benutzersitzung zu physikalischen Maschinen auf.

Klassisches 2-Schichtenmodell



Das 2-Schichten-Modell wird um die Ebene der Virtualisierung erweitert.

Erweitertes 3-Schichtenmodell



Das im UnifiedSessionsManager zugrunde liegende Modell ist analog zueinem Kommunikations-Stack als Schichten-Architektur definiert. Es sindfolgende Ebenen-Typen eingefuhrt.

Die Definition der Ebenenen berucksichtigt Abhangigkeiten von Resourcenund dynamischen Ablaufen, beispielsweise beim Start von virtuellenMaschinen und Shutdown der physikalischen Systeme.


Darstellung und Bedienung - Verschachtelte VMs

Die Besonderheit im Konzept der Schichtenarchitektur desUnifiedSessionsManagers ist die Verschachtelung von virtuellen Maschinenzu Containment-Hierarchien.

Die 3-Schichten-Typ-Architektur ist dynamisch ein rekursiv wiederholbaresVerschachtelungselement.


Darstellung und Bedienung - Verschachtelte VMs

Die verschachtelte Ausfuhrung von virtuellen Maschinen ermoglicht dieDefinition von vertikalen logischen Baumstrukturen, die in Manycore- undMulti-CPU-Systemen horizontal verteilt auf CPU-Arrays ausgefuhrtwerden.

Somit praktisch ohne Performanz-Verlust, mit allen Vorteilen des Einsatzesund der Handhabung von virtuellen Komponenten. Die ’interneRechner-Schnittstelle’ bietet zudem eine einfache Moglichkeit derVerteilung uber Rechnergrenzen hinweg.


Darstellung und Bedienung -Addressierung verschachtelter VMs

Eine besondere Bedeutung erhalt dabei die Addressierung vonKomponenten, die eine einfache Addressierung von sog. einschichtigenAppliances deutlich erweitert.


Darstellung und Bedienung -Besonderheiten Dynamischer Stacks

Bei verschachtelten dynamischen Stacks aus virtuellen Maschinen sindeinige Besonderheiten zu berucksichtigen.

Diese werden durch Benutzerinteraktion auf und abgebaut.

Diese konnen zur Laufzeit in Teilen oder vollstandig modifiziertwerden.

Es werden zur Laufzeit dynamische Re-Konfigurationen vorgenommen.

Diese werden dynamisch vollstandig oder in Teilen Re-Alloziert.

Virtuelle Stacks konnen eingefroren und zu einem spateren Zeitpunktin einem anderen Container fortgefuhrt werden.

Fur den Start und Shutdown gelten jeweils hierarchischeLaufzeit-Abhangigkeiten.


Darstellung und Bedienung -Einheitlichte Kommando-Syntax

Erganzend zur Einheitlichen Addressierung ist ein Standard-Satz vonAktionen implementiert, die eine einfache einheitliche Nutzung allerunterstutzter Komponenten ermoglichen.

Diese sind:

CREATE und CANCELfur den Start und das Beenden der Ausfuhrung virtueller Maschinen.

ENUMERATE und INFOfur die Anzeige statischer Daten.

LIST und SHOWfur die Anzeige dynamischer Daten.


Darstellung und Bedienung - Addressierungsinfrastruktur


Inventarisierung und Automatisierung

Die umfangreiche Nutzung von verteilten virtualisierten Umgebungen setztbereits bei geringer Anzahl von einfachen virtuellen Maschinen eineeffiziente Inventarisierung und Verwaltung der verfugbaren Komponentenvoraus. Die Inventarisierung ist zudem unmittelbar mit der Addressierungder Komponenten verbunden.

Die Inventarisierung erfolgt hier lokal durch einfaches Scannen vonDateisystemen mit Filtern fur alle unterstutzten Komponenten. DieAusfuhrung erfolgt parallel auf angegebenen Zielrechnern.


Inventarisierung und Automatisierung

Ebenso ist ein wichtiger Aspekt bei Nutzung von zusammengesetztenvirtuellen Maschinen die Moglichkeit der Automatisierung.

Dies wird durch eine vollstandige Kommando-Zeilen Schnittstelleunterstutzt. Dies beinhaltet auch erforderlichen Werkzeuge undSchnittstellen zur Handhabung von Inventardaten beispielweise fur dieanwendungsspezifische Lastverteilung.

Die implementierte Addressierung durch benutzerdefinierte symbolischeNamen ermoglich ein problemloses persistentes Speichern durchdynamische Laufzeit-Abbildung z.B. bei dynamisch zugeordnetenKommunikationsports.


Laufzeitverteilung

Die implementierte Addressierung ermoglicht eine einfache dynamischeAddressierung von Komponenten innerhalb dynamischer Stacks. Dies sindDaten fur die Bedienung der virtuellen Komponenten, als aucherforderliche Daten fur die Kommunikation mit den EnthaltenenGast-Systemen.

Durch den Einsatz der integrierten Datenbank kann eine einfache Auswahlnach verschiedenen Kriterien erfolgen. Diese enthalten neben denVerwaltungsdaten der Infrastruktur zusatzliche Benutzerdaten, sowohl furdie interaktive, als auch die automatisierte Anwendung.



Die aktuelle Version ist als Grundsystem mit enthaltenem PrototypischenFunktionen fur virtuelle Stacks bereits 2008 implementiert und unterSourceforge/BerliOS abgelegt, d.h. insbesondere auch seit diesem Datum’Stand der Technik’.

Das Basis-Design ist als Administrations, Entwicklungs- undTest-Werkzeug ausgefuhrt und unter dem Aspekt der einfachenErweiterbarkeit konzipiert.

Die aktuelle Version im Test unterstutzt neben Linux und weiterenUnix-Derivaten ebenso die native Ausfuhrung auf MS-Windows-Versionen.Es wird zudem eine Server-Variante hinzugefugt. Ebenso erfolgt eineweitergehende Verbesserung und Uberarbeitung durch Re-Coding inPython und C/C++.


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Ich bedanke mich fur Ihre Aufmerksamkeit und freue mich uberAnregungen und Verbesserungsvorschlage.


Technology

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