Service Provider Summit 2020 Resilienz macht Services verfügbarer

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Am 27. und 28. August findet in der Villa Kennedy in Frankfurt der diesjährige Service Provider Summit statt. Unter den namhaften Speakern ist auch Prof. Christoph Skornia, Dekan der Fakultät IM an der OTH Regensburg. Sein Thema sind „Resiliente Services: Von der Redundanz zum Chaos Engineering“.

Worum geht es? Im Mittelpunkt des Vortrages von Prof. Skornia steht die Verfügbarkeit als Ziel der Architektur und wie künstliche Intelligenz und Chaos Engineering dabei helfen können.

Hintergrund: Viele Jahre hinweg versuchte man Systeme durch die redundante Auslegung von Komponenten ausfallsicher zu machen. Das hat sich in Zeiten von Cloud, Virtualisierung und Microservices als eher unbeholfen erwiesen, so Professor Skornia. Heute könnten Systeme selbst im laufenden Betrieb einem Stresstest unterzogen werden.

Das verändert auch den Aufbau und das Testing neuer Anwendungen: Natürlich testen Softwareentwickler die von ihnen entwickelten Anwendungen nach besten Kräften. Aber gerade, wenn künstlich intelligente Komponenten mit einfließen, wird aus dem herkömmlichen White-Box-Testing schnell eine Untersuchung einer Black Box. Denn während traditionelle Prüftechniken auf der Überzeugung basieren, dass die Inputs X und Y immer zu einem Output Z führen werden, wird diese Annahme bei Machine-Learning-Systemen auf den Kopf gestellt: Umso mehr das System lernt, umso mehr wird es den Output verändern. Bei KI-gestützter Programmierung handelt es sich damit also um eine Black Box.

Wegen solcher unbekannter Komponenten setzen Tester zunehmend auf das Thema Chaos Engineering. Wie Björn Böttcher von Crisp Research berichtet, wurden in der Vergangenheit aufwändige Testszenarien, lange Release-Zyklen, viele Systemlandschaften und viele andere Bemühungen mehr unternommen, um Software daten- und virendicht zu machen. „Doch genau in dieser Betrachtungsweise liegt das Problem. Systemlandschaften kann man nicht mal mehr eben skizzieren und alle Komponenten in fünf oder mehr Schichten einsortieren“, so Böttcher. Längst hätten zudem Microservices, meistens in Containern, Einzug in die Welt der Unternehmens IT gehalten.

„Container und Virtualisierungsverfahren reduzieren klar die Abhängigkeiten in Systemen“, kommentiert Professor Skornia. „Dafür müssen Microservices so verteilt werden, dass sie beim Ausfall einer Funktion umgehend einspringen können – das birgt ungeheure Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen monolithisch aufgebauten Systemen. In anderen Worten: Ein System wird umso fehlertoleranter, umso mehr Microservices Funktionen bei deren Ausfall übernehmen können, wir sprechen von einer verteilten Datenhaltung. Auch die Abhängigkeiten lassen sich heute schneller durch Stresstest-Simulationen aufdecken als durch 1:1-Analysen.“

Service Provider Summit 2020

Die Evolution der Service Provider

Zumal die Komplexität der Systeme drastisch angestiegen ist, da in Zeiten von programmierbarer Infrastruktur und automatisch skalierenden Systemen kein Mensch mehr Hand anlegen muss. Genau das hat man auch bei Netflix erkannt. Der Streaming-Dienst hat cloud-basierte Architekturen mit soviel realistischem Traffic und so viele realistischen Traffic Szenarien wie möglich gefüttert. „Anfangs entwickelte Netflix dazu einen einfachen Repeater, der die echten und vollständigen Kundenanfragen auf das System innerhalb der AWS Infrastruktur kopierte“, berichtet der Analyst Böttcher. Damit habe Netflix die möglichen Engpässe seiner Systemarchitektur identifiziert und im Zuge dessen die Skalierbarkeit optimiert. „Daraus entwickelte sich mit der Zeit dann die Simian Army, welches das berühmteste Kind der ‚Chaos Monkey‘ darstellt. Dies ist eine Ansammlung von Systemen, die nicht weniger darauf ausgelegt ist, als das Produktivsystem zu zerstören.

So wie Wissenschaftler Experimente zur Untersuchung physikalischer und sozialer Phänomene durchführen, nutzt Chaos Engineering also Experimente, um ein bestimmtes System kennenzulernen und die Schwachstellen und die Anpassungsfähigkeit zu untersuchen. Der Einsatz von Chaos Engineering verbessert die Fehlertoleranz eines Systems. Damit spielt der Zufall eine zentrale Rolle beim Schutz von Informationen in öffentlichen Netzen.

Aber wie kann aus Zufall Sicherheit entstehen? Können wir uns auf den Zufall verlassen? Der Vortrag von Professor Skornia möchte darauf Antworten geben. Dabei wird auch erklärt werden, weshalb die Zufallsgeneratoren in einem modernen Informationssystem ein lukratives Angriffsziel für Hacker darstellen und was mathematische Begriffe wie deterministisch, pseudozufällig, Entropie und Komplexität damit zu tun haben.

Der Service Provider Summit 2020, veranstaltet von der Vogel IT-Akademie, war ursprünglich für den 14./15. Mai angesetzt, wurde aber wegen der Corona-Krise auf den 27./28. August 2020 verschoben. Die Villa Kennedy findet sich in der Kennedyallee 70 in 60596 Frankfurt/Main.

Prof. Dr. Skornia hat Mathematik, Physik und Psychologie an der Universität Regensburg studiert und 2001 nach wissenschaftlicher Arbeit am Max-Planck-Institut für Quantenoptik promoviert. Danach fokussierte er sich auf IT-Sicherheit und war in verschiedenen Führungspositionen (etwa bei Check Point) tätig. Im Herbst 2009 wurde er zum Professor für Wirtschafts- und Finanzmathematik an die Fachhochschule für angewandtes Management in Erding berufen. Seit Februar 2012 ist er Professor und nun auch Dekan im Fachbereich Informatik und Mathematik an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg.

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