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Informatikjournal 2010 Informatik Aktuelle Berichte Aus Forschung Und Lehre Aktuelle Berichteausforschung Der Fakultätinformatik Journal 2010

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Informatikjournal 2010 Informatik Aktuelle Berichte Aus Forschung Und Lehre Aktuelle Berichteausforschung Der Fakultätinformatik Journal 2010 informatikJournal 2010 Aktuelle Berichte aus Forschung und Lehre der Fakultät Informatik Journal 2010 informatik Fakultät Informatik Hochschule Furtwangen Robert-Gerwig-Platz 1 D-78120 Furtwangen http://www.hs-furtwangen.de/fachbereiche/in/ informatikJournal 2010 Aktuelle Berichte aus Forschung und Lehre der Fakultät Informatik Herausgeber Fakultät Informatik Hochschule Furtwangen Robert-Gerwig-Platz 1 D-78120 Furtwangen http://www.hs-furtwangen.de/fachbereiche/in/ Redaktion Prof. Dr. Steffen Thiel ISBN 978-3-00-032887-9 © 2010 Fakultät Informatik, Hochschule Furtwangen Alle Rechte vorbehalten Printed in Germany Inhaltsverzeichnis Vorwort …………………………………………………………………………………………… 1 Cloud Computing .…………………………………………………………………………………. 3 Cloud Computing an der HFU ………………………………..……………………………………. 5 Christoph Reich Rechtemanagement in der Cloud ………………………………………………………………… 9 Thomas Rübsamen Sicherheitsmodul zur Datenverschlüsselung in der Cloud ……..………………………………… 13 Marc Thomas Metascheduling und Loadbalancing in einem heterogenen Cloud- und Gridenvironment ……..... 23 Sebastian Schauer Software-Produktlinienentwicklung ……………………...……………………………………… 33 Variabilitätsmodellierung in Software-Produktlinien: Drei Lösungsansätze im Fokus ......………... 35 Fabian Berner und Denis Jurkovic Seminstrukturierter Merge in Versionsverwaltungssystemen und das Variabilitätsmodell des Linux Kernels als Evaluationsgrundlage …...…………………………………………………. 45 Christian Fabbricatore, Sebastian Ziganki and Markus Zucker Improving Product Derivation in Software Product Line Engineering ………….…………………. 65 Pádraig O’Leary, Ita Richardson und Steffen Thiel Verteilte Systeme ………………………………………………………………………………… 71 Vehicle-to-Business Communication: Enabling Web Services for High-Scalable Communication Infrastructures in Mobile Bandwidth-Limited Networks ………………………………………….. 73 Manuel Lösch, Markus Miche, Friedbert Kaspar, Marc Brogle und Thomas Michael Bohnert Hochverfügbarkeit für Datenbanken auf iSCSI Basis …………………………………………… 85 Stefan Frey und Christian Kolinski Benchmarking Hadoop Map/Reduce & HBase …………………………………………..………. 97 Andreas Kremser und Alexander Held Replikation auf Blockebene mit DRBD ……………………………………..……………..………. 113 Fabian Berner und Denis Jurkovic XMPP als Kommunikationsmedium in Verteilten Systemen ……..………………………..………. 125 Philipp Böser und Sebastian Ziganki Quality Engineering ………………………………………………………………………………. 139 Quality Properties for Service-oriented Architectures .....………………………………………… 141 Alexander Wahl und Bernhard Hollunder Security Engineering: Prozesse und Methoden zur Entwicklung sicherer Software …...……...…. 149 Christian Fabbricatore, Sebastian Ziganki and Markus Zucker CodeCity: Analyse und Bewertung von Sourcecode Visualisierung …………………………...…. 171 Sebastian Schauer und Jan Krause Vorwort Liebe Leserinnen und Leser, herzlich willkommen zur zweiten Ausgabe des informatikJournal, der Fachpublikation der Fakultät Informatik. In dieser Ausgabe haben wir wieder ausgewählte Arbeiten und Ergebnisse aus den vielfältigen Forschungsaktivitäten und interessanten Seminaren unserer Fakultät zusammengestellt. Die Beiträge der vorliegenden Edition 2010 beschäftigen sich mit aktuellen Fragestellungen der Informatik und umfassen die Fachgebiete Cloud Computing, Software-Produktlinien, Verteilte Systeme und Quality Engineering. Diese Fachgebiete haben einen hohen Stellenwert für die Ausbildung von Informatikerinnen und Informatikern. Sie bieten schon heute interessante Lösungsansätze zur Verbesserung der industriellen Softwareentwicklung. Ferner ergeben sich aus einigen der Themen neue Herausforderungen, die im Rahmen von Forschungsprojekten näher untersucht und zielgerichtet bearbeitet werden müssen. Wir danken unseren Doktoranden, Masterstudenten und Absolventen für das Engagement und die zahlreichen Beiträge in dieser Ausgabe. Ferner danken wir unseren Kolleginnen und Kollegen für die freundliche Unterstützung und kompetente Betreuung der Arbeiten, insbesondere Herrn Prof. Dr. Bernhard Hollunder, Herrn Prof. Dr. Friedbert Kaspar, Herrn Prof. Dr. Lothar Piepmeyer, Herrn Prof. Dr. Christoph Reich und Herrn Prof. Dr. Albrecht Swietlik. Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre und freuen uns über Ihr Feedback. Furtwangen, Oktober 2010 Prof. Dr. Mohsen Rezagholi Prof. Dr. Steffen Thiel (Dekan) (Redaktion) 1 Cloud Computing Betreuer Prof. Dr. Christoph Reich Dr. Anthony Sulisto Frank Dölitzscher 3 Cloud Computing an der HFU Christoph Reich Fakultat¨ Informatik Hochschule Furtwangen [email protected] Zusammenfassung—Seit 2008 existiert an der Hochschule Uberwachen,¨ etc. der Infrastruktur, die der Kunde mietet, Furtwangen (HFU) der Fakultat¨ Informatik der Forschungs- wird dabei vom Benutzer selbst ubernommen.¨ schwerpunkt Cloud Computing. Seither wurden zahlreiche Ziel des Cloud Computing Forschungszentrum der HFU Arbeiten im Bereich Lastverteilung, Service Level Agreement (SLA), Monitoring, GUI-Entwicklung, neue Dienste und vor ist es Cloud Computing Technologien zu analysieren, zu allem zu Cloud Sicherheit durchgefuhrt.¨ Die dabei entstandene verbessern und gegebenenfalls in der Hochschule produktiv Forschungsplattform, CloudIA (Cloud Infrastructure and Ap- einzusetzen. plication), wurde stetig erweitert und verbessert. In Zukunft Inhalt dieses Artikels ist zunachst¨ den Begriff Cloud soll diese Plattform auch weiterhin im Fokus von Thesisar- Computing naher¨ zu erlautern¨ (Kapitel: II), um anschlie- beiten sein, um Ideen prototypisch zu implementieren und auszutesten. Geplant ist daraus ein Produktivsystemen fur¨ ßend im Kapitel “durchgefuhrte¨ Arbeiten” (Kapitel: III) eine private Cloud der Hochschule Furtwangen zu bauen, eine Ubersicht¨ uber¨ die adressierten Probleme und deren die Server-Ressourcen “on demand” den Studierenden zur Losungsans¨ atze¨ von Cloud Computing zu geben. Im Kapitel Verfugung¨ stellt. IV wird uber¨ zukunftige¨ mogliche¨ Arbeiten berichtet und ein Keywords-Cloud Computing, Cloud Sicherheit, IaaS, PaaS, mogliches¨ Einsatzszenario fur¨ ein Produktivsystems an der SaaS HFU beschrieben. I. EINFUHRUNG¨ II. WAS IST CLOUD COMPUTING? Das Wachstum der Hochschule Furtwangen fuhrt¨ zu der Es gibt keine eindeutige Definition fur¨ Cloud Computing. Notwendigkeit, dass IT-Infrastruktur stetig ausgebaut wird. Folgende, von Bitcom [3], soll beispielhaft fur¨ viel stehen. In der Regel heißt das eine Zunahme in der Anzahl der Cloud Computing ist eine Form der bedarfsge- physischen Server und Netzkomponenten. Dies wiederum rechten und flexiblen Nutzung von IT-Leistungen. fuhrt¨ zu Kostenerhohung¨ fur¨ die Netzwerk-Administration Diese werden in Echtzeit als Service uber¨ das und Verwaltung dieser Ressourcen. Auch der Bedarf an Internet bereitgestellt und nach Nutzung abge- Server-Instanzen fur¨ studentische Gruppen fur¨ ihre Projekt- rechnet. Damit ermoglicht¨ Cloud Computing den arbeiten steigt wahrend¨ des Semester stark an und nimmt Nutzern eine Umverteilung von Investitions- zu in den Semesterferien wieder ab. Um flexible auf den Betriebsaufwand. steigenden aber auch stark schwankenden Ressourcenbedarf Cloud Computing stellt alse unterschiedlichste Dienste “on zu regieren wurde verstarkt¨ die Virtualisierungs-Technologie demand” uber¨ das Internet zur Verfugung.¨ Diese werden heran gezogen. Die heutige Virtualisierungstechnologien ha- ublicherweise¨ in drei Kategorien eingeteilt, fur¨ die jeweils ben ein hohen Reifegrad und bieten eine breite Palette von Produkte in der Abbildung 1 eingetragen wurden: Losungen¨ und Produkten (z.B. VMware [1]) fur¨ nahezu • Infrastructure as a Service (IaaS): Durch IaaS werden jeden Bereich in der IT-Umgebung. An der HFU werden virtuelle Maschinen (virtual machines, VMs) auf Abruf, virtuelle Infrastrukturen “on demand” zur Verfugung¨ gestellt zur Verfugung¨ gestellt. Ein Beispiel hierfur¨ ist die und ublicherweise¨ von Administratoren der Rechenzentren Elastic Compute Cloud EC2 [2] von Amazon. Hier ist (zentral oder Fakultaten)¨ verwaltet, was das zur Verfugung¨ es moglich,¨ mit nur ein paar Mausklicks Serverinstan- stellen von Ressourcen enorm beschleunigt, aber immer zen zu verwalten. Weitere IaaS-Provider sind: Joyent, noch einen beachtenswerten Verwaltungsaufwand bedeutet. Akamai, Xcalibre, Rackspace, Nirvanix, etc. Cloud Computing, ein neuer Trend der Informatik, • Platform as a Service (PaaS): PaaS bietet Entwicklern nutzt Virtualisierungstechnologien und erganzt¨ diese mit eine Plattform, um bestimmte Anwendungen dafur¨ zu Uberwachungs-¨ und Managementwerkzeugen, was es ver- entwickeln und darin zu betreiben. Ein Beispiel hierfur¨ einfacht unterschiedlichste Geschaftsmodelle¨ zu verwirk- ware¨ Google App Engine [4], die es erlaubt Servlet- lichen. Ein typischer Vertreter einer offentlichen¨ Cloud- Anwendungen in einem Servlet-Container zu betreiben. Umgebung ist Amazon [2], die nicht genutzte Ressour- Weitere PaaS-Provider sind: Morph, Azure, etc. cen ihres Unternehmens der breiten Offentlichkeit¨ anbie- • Software as a Service (SaaS): SaaS Anwendungen ten. Das Starten, Stoppen, Installieren, Anpassen, Updaten, sind multitenant, skalierbar und oft als Web-Service 5 Journal genauer nachlesen. Alle anderen kann man unter www.wolke.hs-furtwangen.de finden. Die Arbeiten werden nachfolgend in die Bereiche IaaS, PaaS, SaaS und Sicherheit eingeteilt: A. IaaS: Diese Arbeiten fokusieren die Forschungsplattform Clou- dIA [5] weiter zu entwickeln. CloudIA (Cloud Infrastracture and Application) basiert auf der Open Source Software, OpenNebula [6]. Neben Tests zur Robustheit und Sicher- heitsanalysen, wurden vor allem Benutzerinterfaces
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