Untersuchung und Entwicklung von Cloud-Computing-Diensten als Grundlage zur Schaffung eines Marktplatzes

In dieser Arbeit werden die technologischen Grundlagen eines Cloud-Marktplatzes erforscht und, wo dies notwendig und zugleich moglich ist, entwickelt. Diese Grundlagen sind Infrastrukturdienste zur Verwaltung und Bereitstellung von Rechenleistung und persistentem Speicher sowie (virtuellen) Netzwerkressourcen. Zusatzlich sind Werkzeuge notig, die die Ressourcen in Form von Diensten unter einer einheitlichen Oberflache nutzbar machen. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation werden die existierenden Cloud-Dienste untersucht. Schwerpunkte sind die Infrastruktur- und Speicherdienste der Amazon Web Services (AWS) und Google Storage sowie der Plattformdienst Google App Engine. Die zu den Schnittstellen der AWS kompatible Infrastrukturlosung Eucalyptus wird bezuglich ihrer Leistungsfahigkeit erforscht. Dabei werden typische administrative Tatigkeiten evaluiert und die Rechenleistung einer privaten Cloud auf Basis von Eucalyptus mit dem offentlich zuganglichen Infrastrukturdienst Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) verglichen. Es existieren verschiedene Moglichkeiten der Datenhaltung in Clouds und verteilte Dateisysteme ermoglichen deren Optimierung. Diese werden bezuglich ihrer Eignung und Leistungsfahigkeit erforscht und das Werkzeug Diffuser zum automatisierten Aufbau virtueller Cluster mit verteilter Datenhaltung in Cloud-Infrastrukturen entwickelt. Zur Steigerung der Verfugbarkeit von Daten in objektbasierten Speicherdiensten wird Octopus, eine redundante Speicherlosung fur mehrere Speicherdienste, entwickelt. Die unterschiedlichen Netzwerkressourcen in Cloud-Infrastrukturdiensten werden untersucht und die Netzwerkleistung einer privaten Cloud mit EC2 verglichen. Um verschiedene offentlich zugangliche und private Infrastruktur- und Speicherdienste nahtlos zu benutzen, sind geeignete Werkzeuge notig. Die existierenden Werkzeuge zur Interaktion mit Cloud-Diensten werden hinsichtlich ihrer systembedingten Vor- und Nachteile sowie Eckdaten untersucht, und basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird ein ideales Werkzeug, der KOALA Cloud Manager, konzipiert und entwickelt. Dieses Werkzeug kann als Grundlage fur die Entwicklung eines Cloud-Marktplatzportals dienen. This thesis evaluates and develops, where this is needed and possible, the technical principles of a cloud marketplace. These basic principles are infrastructure services for managing and provisioning computational power, persistent storage and (virtual) network resources. Furthermore tools are needed to integrate the resources in the form of services and provide the customers a uniform user interface. The existing services are evaluated in this thesis. The main focus is on the infrastructure and storage services that are part of the Amazon Web Services (AWS), the storage service Google Storage and the platform service Google App Engine. The capability of Eucalyptus, a solution to build an infrastructure that provides the API of the AWS, is evaluated. This analysis includes the examination of characteristic administration tasks. The computational power of a private cloud with Eucalyptus is compared with the public cloud infrastructure service Amazon Elastic Compute Cloud (EC2). Different ways to store data in clouds are evaluated. One way to optimize storage in clouds is the usage of distributed filesystems. Different distributed filesystems are studied regarding their suitability and performance. Diffuser, a tool to automatically deploy virtual clusters with distributed storage in cloud infrastructures is developed. To increase the availability of data in object-based storage services the redundant storage solution Octopus, which can work with different storage services, is developed. The different network resources in cloud infrastructures are examined and the network performance of a private cloud is compared with EC2. Practical tools are needed to work with different public and private cloud infrastructure and storage services in a seamless way. The existing tools for interacting with cloud services are evaluated regarding their systemic advantages and drawbacks as well as their key data. Based on these results an optimized tool, the KOALA Cloud Manager, is designed and developed. This tool can be used as the basis for the development of a cloud marketplace.