Definition: Interoperable, verteilte Infrastruktur für Cloud-Services Was ist Sky Computing?

Sky Computing ist ein noch recht junges Computing-Modell, das einige Experten als nächste Evolutionsstufe des Cloud Computings ansehen. Es macht Cloud-Lösungen verschiedener Anbieter interoperabel und stellt eine umfassende, verteilte Infrastruktur von Cloud-Services zur Verfügung. Neu eingeführte Abstraktionsschichten sorgen für Interoperabilität.

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Sky Computing ist die Bezeichnung für ein noch recht junges Computing-Modell. Einige Experten betrachten das Sky Computing als eine nächste Evolutionsstufe des Cloud Computings. Dazu zählen beispielsweise die beiden angesehenen Computerwissenschaftler der University of California Berkeley (siehe hierzu: „From Cloud Computing to Sky Computing“ von Ion Stoica und Scott Shenker; PDF © UC Berkeley). Sie verfassten schon im Jahr 2009 eine viel beachtete Veröffentlichung über die Zukunft des Cloud Computings.

Wichtigstes Merkmal des Sky Computings ist die Interoperabilität zwischen den Clouds der verschiedenen Anbieter. Die heute noch größtenteils proprietären und nur eingeschränkt zusammenarbeitenden Cloud-Plattformen sollen durch die Einführung zusätzlicher Abstraktionsschichten untereinander interoperabel werden und eine umfassende, verteilte Infrastruktur für Cloud-Services zur Verfügung stellen. In der Vision der Computerwissenschaftler entsteht eine Art Einheitsversion des Cloud Computings.

Vergleichen lässt sich das Sky Computing in einigen Aspekten mit dem Internet. Das Internet besteht aus dem Zusammenschluss vieler Einzelnetzwerke (Network of Networks). Für den Anwender sind die verschiedenen Netzwerke des Internets transparent nutzbar. Die genaue Verschaltung der einzelnen Netze, das übergreifende Routing und der Informationsfluss zwischen den Netzwerken sind aus Anwendersicht nicht relevant.

Ähnliches soll das Sky Computing in Bezug auf Clouds bieten. Es handelt sich um den Zusammenschluss vieler einzelner Clouds (Cloud of Clouds). Die verschiedenen Cloud-Computing-Architekturen sind zu einem Gesamtverbund vereint. Sie bilden eine riesige Cloud (Sky). Diese Cloud wird teilweise auch als Sky Computer bezeichnet. Für Nutzer oder Anwendungen ist es unerheblich, in welchen Teilbereichen (Einzel-Clouds) Ressourcen oder Services lokalisiert sind. Eine cloudnative Anwendung ist vollständig oder in Form von einzelnen Tasks in beliebigen Einzel-Clouds ausführbar.

Wichtige Merkmale des Sky Computings sind:

• Cloud of Clouds;

• umfassende, interoperable Gesamt-Cloud bestehend aus vielen Einzel-Clouds;

• Abstraktionsschichten stellen die Interoperabilität der Clouds sicher;

• verteilte Infrastruktur für Cloud-Services;

• dynamisch skalierbare Ressourcen;

• Ressourcenverteilung über mehrere Clouds;

• Anwendungen in beliebigen Clouds ausführbar.

Abgrenzung zwischen Grid Computing, Cloud Computing und Sky Computing

Zum besseren Verständnis des Sky Computings zunächst eine Abgrenzung der drei Begriffe Grid Computing, Cloud Computing und Sky Computing. Bei allen drei Konzepten handelt es sich um Konzepte einer vernetzten Bereitstellung von IT-Ressourcen.

Grid Computing erlaubt einzelnen Anwendungen die gemeinsame Nutzung dezentraler Ressourcen mehrerer über Netzwerke verbundener heterogener Rechnern. Es handelt sich um eine Art von verteiltem, großflächigem Cluster-Computing, bei dem die Einzelrechner verschiedenen Parteien gehören können. Aufgaben werden in Teilaufgaben unterteilt und zur Bearbeitung den Einzelrechnern zugewiesen. Die dezentral ermittelten Teilergebnisse werden anschließend zu einem Gesamtergebnis zusammengefasst und als Output der Anwendung übergeben. Grid Computing kann einzelne, dedizierte Hochleistungsrechner ersetzen.

Das Cloud-Computing stellt seine in Cloud-Rechenzentren gehosteten Ressourcen über öffentliche oder private Netzwerkverbindungen zur Verfügung. Die Rechenzentren und ihre Ressourcen werden zentral von Cloud-Providern verwaltet. Cloud Computing bietet nicht nur Rechenleistung, sondern erlaubt gemäß den Servicemodellen Infrastructure-as-a-Service (IaaS), Platform-as-a-Service (PaaS), Software-as-a-Service (SaaS) und Function-as-a-Service (FaaS) die Nutzung einer Vielzahl an Diensten.

Sky Computing fasst die Einzel-Clouds der verschiedenen Cloud-Anbieter zu einer interoperablen, umfassenden Gesamt-Cloud zusammen. Für Nutzer oder Anwendungen ist es unerheblich, in welchen Teilbereichen (Einzel-Clouds) Ressourcen oder Services lokalisiert sind.

Architektur und Funktionsweise des Sky Computings

Auch wenn das Sky Computing aktuell noch eine Vision ist, basieren die meisten vorgeschlagenen Architekturen auf einem Modell bestehend aus mehreren Abstraktionsschichten. Die Computerwissenschaftler Ion Stoica und Scott Shenker sprechen von drei Abstraktionsschichten. Diese drei Schichten sind:

• Schicht 1: die Kompatibilitätsschicht (Compatibility Layer).

• Schicht 2: die Intercloud-Schicht (Intercloud Layer).

• Schicht 3: die Peering-Schicht (Peering Layer).

Aufgabe der Kompatibilitätsschicht ist es, die technischen Unterschiede der verschiedenen Clouds aufzulösen. Die Kompatibilitätsschicht stellt APIs und Schnittstellen zur Verfügung und abstrahiert die in einer Cloud produzierten Services, bis die auf Basis der APIs und Schnittstellen der Kompatibilitätsschicht entwickelten Anwendungen ohne Anpassungen prinzipiell in allen Clouds lauffähig sind. Schon heute existieren zahlreiche Open-Source-Lösungen, die einen Multi-Cloud-Ansatz verfolgen und Schnittstellen zu verschiedenen Cloud-Plattformen anbieten. Vorstellbar ist, dass sich die Kompatibilitätsschicht mithilfe einer Konsolidierung solcher Lösungen realisieren lässt.

Die Intercloud-Schicht setzt auf der Kompatibilitätsschicht auf und ist dafür vorgesehen, Anwendungen entsprechend ihrer Anforderungen in den jeweils passenden Clouds beliebiger Anbieter laufen zu lassen. Auf Basis von vorgegebenen Präferenzen wie die Minimierung von Laufzeiten oder von Kosten wählt die Intercloud-Abstraktionsschicht für bestimmte Aufgaben die am besten geeignete Cloud-Plattform aus und lässt sie dort ausführen. Sie nimmt dem User die Entscheidung ab, in welcher Cloud einzelne Services in Anspruch genommen werden sollen. Der User hat keine Kenntnis darüber, wo Anwendungen ausgeführt werden, es sei denn, er fragt aktiv nach diesen Information.

Wählbare Präferenzen der Intercloud-Schicht für auszuführende Jobs sind neben Kosten und Laufzeiten beispielsweise Verfügbarkeiten, Security-Anforderungen oder die Datenverarbeitung und Datenhaltung in bestimmten Region. Als Bestandteile der Intercloud-Schicht schlagen Ion Stoica und Scott Shenker ein einheitliches Namensschema für Services, ein Verzeichnis der Services verschiedener Anbieter und ihrer Präferenzen sowie einen Intercloud-Verrechnungsmechanismus für genutzte Ressourcen vor.

Die höchste Abstraktionsschicht bildet die Peering-Schicht. Sie erlaubt es, Informationen, die für die Ausführung von Anwendungen in den verschiedenen Clouds benötigt werden, zwischen den Clouds zu übertragen. Ähnlich wie zwischen Peering-Partnern im Internet gibt es Peering-Vereinbarungen zwischen Cloud-Providern zum Austausch der Daten.

Vorteile des Sky Computings gegenüber klassischem Cloud Computing

Vorteile des Sky Computings gegenüber dem klassischen Cloud Computing sind beispielsweise:

• Es entsteht eine interoperable, verteilte Infrastruktur für Cloud-Services.

• Anwendungen lassen sich in Clouds beliebiger Anbieter ausführen.

• Anwendungen und Jobs werden gemäß vorgegebener Präferenzen automatisch in der am besten passenden Cloud ausgeführt.

• Ressourcenverteilung ist problemlos über mehrere Clouds möglich.

• Für Anwender und Entwickler reduziert sich durch die Einführung von Abstraktionsschichten die Komplexität der verwendeten Technologien und Cloud-Ressourcen.

• Abhängigkeiten von einzelnen Cloud-Anbietern und proprietären Technologien werden vermieden.

• Skalierbarkeit, Performance und Verfügbarkeit der cloudbasierten Anwendungen steigen.

• Es ergeben sich Innovationsmöglichkeiten und neue Geschäftsmodelle.

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