Einführung

Verteilte Systeme

• Vorteile von verteilten Anwendungen
  • Funktionale Trennung
    • Trennung von Funktionen, Dienste, Leistungsfähigkeit und Zweck
  • Verteilung
    • Alle Informationen und Funktionalitäten sind von Natur aus verteilt
  • Elastizität
    • selbständig reparieren nach Ausfall oder Schäden
  • Skalierbarkeit
    • dynamische Verteilung von Ressourcen
    • Ressourcen an Last anpassen
  • Fehlertoleranz
    • korrekte Funktion trotz Ausfall einiger Komponenten

Fehlertoleranz

• Redundanz
  • Mehrere identische Systeme
  • Systeme sequentiell nutzen
  • Bei Fehler: wechsel auf anderes System
• Replikation
  • Mehrere identische Systeme
  • Alle Systeme parallel nutzen
  • Ergebnis auf basis von Mengen an gleich Ergebnissen

Skalierbarkeit

• Vertikal
  • Erweitern einzelner Systeme um mehr Ressourcen
• Horizontal
  • Anzahl der Systeme erhöhen

Cloud Computing

• On-Demand-Zugang
• Zugriff auf Pool von Ressourcen, Netzwerk, Server, Speicher, Anwendungen …
• schnell und mit minimalem Verwaltungsaufwand
• besteht aus
  • 5 Charakteristiken
    • On Demand eigener Zugang
    • Zugang über Netzwerk mit Standardmethoden
    • Pools an Ressourcen die zusammen arbeiten, teilen der Ressourcen untereinander
    • Skalierbarkeit
    • Messung der Auslastung
  • 3 Service Modellen
    • Software as a Service
    • Platform as a Service
    • Infrastructure as a Service
  • 4 Bereitstellungsmodellen
    • Private Cloud
    • Public Cloud
    • Community Cloud
    • Hybric Cloud

Virtualisierung

Virtualisierung Arten

Hypervisor

• VMMM Type 1
  • direkt auf Hardware
  • Einfaches OS um VMs zu starten
  • Pro: Effizienter
  • Con: Benötigt spezielle Treiber
  • Bare Metal Hypervisor
• VMM Type 2
  • VMM als Prozess auf dem Host OS
  • VMs als Prozess
  • Pro: keine extra Treiber nötig
  • Con: Mehr Overhead
  • hosted virtualization

Vollständige Virtualisierung

• Hypervisor emuliert Geräte
• Hardware kann auf VMs aufgeteilt werden
• Binäre übersetzung
  • unprivilegierte Befehle direkte auf CPU ausführen
  • emulieren von privilegierten Befehlen
  • kritische Befehle finden und durch Ausnahme ersetzten
• Problem: Unterscheidung zwischen kritisch und regulären Befehlen hängt manchmal von Parametern ab

Paravirtualisierung

• gestützt durch OS
• Gast OS weiß das es eine VM ist
• Code des Gastsystems muss geändert werden um Unterstützung von VMM so weit wie möglich zu trennen
• Treiber für Geräte unterstützt durch OS-Assisted Virtualization

Accelerated Virtualization

• Unterstützung durch Hardware
  • Ziel ist beschleunigte Datenübertragung zwischen Host und Gast
• direkte Zuweisung von Geräten
  • Gast besitzt spezifische Hardware
    • Hardware kann nicht geteilt werden
    • Gast nutzt direkt Treiber ohne Ebene darüber
    • Problem: VMM muss trotzdem Integrität und Isolation aufrechterhalten+

Vergleich

Application Server

• Process Virtualization
• Beispiel: Java - JVM (Java Virtual Machine)
• Application ist isoliert
• teilen sich OS und JVM
• Bibliotheken und Funktionen werden geteilt
• Pro:
  • Kein Overhead
  • schnelle Deployment
• Con:
  • Keine Limits
  • Keine Isolierung der Hardware