Cloud Computing

Material zur Vorlesung

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Chapter	Slides	Exercises
1. Organisatorisches und Einfuehrung
2. Web-Services
3. Virtualisierung
4. Infrastructure-as-a-Service
5. Datenmanagement in Clouds
6. Fehlertolerante Koordination in Clouds

Material zur Übung

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Chapter	Slides	Exercises
0. Organisatorisches
1. Web-Services Aufgabe 1: Ausgabe 25.04.14, Abgabe bis 15.05.13
2. Multithreading in Java
3. REST und Virtualisierung Aufgabe 2: Ausgabe 15.05.14, Abgabe bis 05.06.14
4. Tutorial - Cloud Infrastrukturen
5. MapReduce Aufgabe 3: Ausgabe 05.06.14, Abgabe bis 26.06.14
6. Apache ZooKeeper Aufgabe 4: Ausgabe 19.06.14, Abgabe bis 10.07.14
7. Amazon Web Services Aufgabe 5: Ausgabe 03.07.14, Abgabe bis 23.07.14
8. Papieranalyse Aufgabe Papieranalyse: Ausgabe 16.07.14, Abgabe bis 23.07.14

Vorlesung

• Überblick Cloud Computing
  • Entwicklung von Cluster, Grid und Utility Computing hin zu Cloud Computing
  • Auswirkungen auf Wirtschaft (z.B. Kostendruck und Energie) und Gesellschaft (z.B. Datenschutz)
• Grundlagen verteilter Programmierung (Web Services/SOAP/REST)
  • Basistechnologie und Architektur
• Virtualisierung als Basis für Cloud Computing
  • Ansätze zur Virtualisierung von Hardware (z.B. Xen, KVM oder VMware ESX)
  • Vor- und Nachteile von Virtualisierung (z.B. hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Wartbarkeit)
• Infrastructure as a Service am Beispiel von OpenStack und Amazon EC2
  • Deployment und Verwaltung von verteilten Anwendungen
• Verteilte Dateisysteme für Cloud-Anwendungen
  • Bereitstellung von zuverlässigem Massenspeicher basierend auf unzuverlässigen Komponenten
• Verteilte Programmierung für datenlastige Cloud-Anwendungen
  • Skalierbare Verarbeitung von grossen Datenmengen
• Interoperabilität und Multi-Cloud Computing
• Fehlertoleranz und Sicherheit im Kontext von Cloud Computing
• Aktuelle Forschungstrends (z.B. 'neue' Programmiersprachen, einbruchstolerante Systeme)

Übung

In der Übung zu Cloud Computing werden in diesem Bereich eingesetzte Systeme, Techniken und Algorithmen genauer betrachtet, verwendet und teilweise in vereinfachter Form nachimplementiert. Durch die praktische Auslegung der Übungsaufgaben soll nicht nur ein tieferes Verständnis der behandelten Systeme vermittelt, sondern auch die allgemeinen Fertigkeiten in Sachen Programmierung weiter geschult werden.

Unter anderem umfasst die Übung folgende Punkte:

• Entwicklung eines Cloud-basierten Web-Service
  • Facebook
  • Amazon S3
• Praktischer Einsatz von Public und Private Clouds
  • OpenStack
• Implementierung und Verwendung eines Frameworks für skalierbare verteilte Algroithmen (MapReduce)
• Realisierung eines an Apache ZooKeeper angelehnten Koordinierungsdienstes
• Literaturanalyse aktueller Forschungsbeiträge aus dem Bereich Cloud Computing

Im Rahmen der Übung werden Amazon Web Services (AWS) genutzt. Hierfür stellt Amazon jedem Studenten ein entsprechendes Freikontingent zur Verfügung.

Die Bearbeitung der Übungsaufgaben erfordert zumindest Grundkenntnisse der Programmiersprache Java, die vorausgesetzt werden. Bearbeitet werden die Aufgaben in in 2er oder 3er Gruppen. Für die erfolgreiche Abgabe einer Aufgabe ist es erforderlich, die eigene Implementierung einem Übungsleiter zu präsentieren.

Bei Fragen zu den Übungen kontaktiert bitte Stefan oder Rüdiger.

• Michael Armbrust, Armando Fox, Rean Griffith, Anthony D. Joseph, Randy Katz, Andy Konwinski, Gunho Lee, David Patterson, Ariel Rabkin, Ion Stoica and Matei Zaharia: A view of cloud computing, in Communication of the ACM, Vol. 53, No. 4, pages 50-58, ACM, 2010 (armbrust10cloud, BibTeX)
• Mache Creeger: Cloud Computing: An Overview, in Queue, Vol. 7, No. 5, pages 3-4, ACM, 2009 (creeger09cloud, BibTeX, Advisor-Creeger, Mache)
• Dan Williams, Hani Jamjoom and Hakim Weatherspoon: The Xen-Blanket: Virtualize Once, Run Everywhere, in Proceedings of the 7th ACM European Conference on Computer Systems (EuroSys '12), Bern, Switzerland, pages 113-126, ACM, April 2012 (Cloud.Williams.2012, DOI, BibTeX)
• Brad Calder, Ju Wang, Aaron Ogus, Niranjan Nilakantan, Arild Skjolsvold, Sam McKelvie, Yikang Xu, Shashwat Srivastav, Jiesheng Wu, Huseyin Simitci, Jaidev Haridas, Chakravarthy Uddaraju, Hemal Khatri, Andrew Edwards, Vaman Bedekar, Shane Mainali, Rafay Abbasi, Arpit Agarwal, Mian Fahim ul Haq, Muhammad Ikram ul Haq, Deepali Bhardwaj, Sowmya Dayanand, Anitha Adusumilli, Marvin McNett, Sriram Sankaran, Kavitha Manivannan and Leonidas Rigas: Windows Azure Storage: A Highly Available Cloud Storage Service w ith Strong Consistency, in Proceedings of the twenty-third ACM SIGOPS Symposium on Operating Systems Principles (SOSP '11), Cascais, Portugal, pages 143-157, ACM, October 2011 (Cloud.Calder.2011, DOI, BibTeX)