Bachelorarbeit, 2012
65 Seiten, Note: 1,3
1 EINLEITUNG
1.1 MOTIVATION UND ZIELSETZUNG
2 GRUNDLAGEN
2.1 CLOUD COMPUTING
2.1.1 DEFINITION UND EIGENSCHAFTEN
2.1.2 Abgrenzung zu Grid Computing
2.1.3 Technische Grundlagen
2.1.4 Organisationsformen
2.1.5 Infrastructure-as-a-Service
2.1.6 Platform-as-a-Service
2.1.7 Software-as-a-Service
2.2 GESCHÄFTSPROZESS- UND WORKFLOW-MANAGEMENT
2.2.1 Begriffserklärungen
2.2.2 Ziele und Vorteile des Workflow-Managements
2.2.3 Prozess- und Workflowmodellierung
2.2.4 Prozesssteuerung
2.2.5 Workflow-Management-Systeme
2.2.5.1 Build-Time und Run-Time eines Workflow-Management-Systems
2.2.5.2 Referenzarchitektur
3 INTEGRATION VON WORKFLOW-MANAGEMENT UND CLOUD TECHNOLOGIEN
3.1 SOFTWARE-AS-SERVICE ALS ANWENDUNGSFUNKTIONEN IM WORKFLOW
3.1.1 Beispielhafte Umsetzung
3.2 AUSFÜHRUNGSPLATTFORMEN FÜR WORKFLOW-MANAGEMENT-SYSTEME NACH DEM PLATTFORM-AS-A-SERVICE-PRINZIP
3.3 OPTIMIERUNG VON WORKFLOWS DURCH DEN EINSATZ VON INFRASTRUCTURE-AS-A-SERVICE
4 FAZIT
Diese Bachelorarbeit untersucht das Potenzial und die Möglichkeiten der Integration von Workflow-Management-Systemen mit Cloud-Computing-Technologien. Die zentrale Forschungsfrage ist, inwiefern Workflow-Management von Cloud-Ansätzen profitieren kann, wobei drei spezifische Integrationsszenarien analysiert werden: die Nutzung von Software-as-a-Service (SaaS) innerhalb von Workflows, die Anwendung von Platform-as-a-Service (PaaS) als Entwicklungs- und Ausführungsplattform sowie die Optimierung rechenintensiver Workflows durch Infrastructure-as-a-Service (IaaS).
2.1.1 Definition und Eigenschaften
Trotz des anhaltenden Hypes um Cloud Computing existiert noch keine allgemein anerkannte Definition dieses Begriffes. Eine oft verwendete und auch für diese Arbeit angemessene Definition liefert das National Institute of Standards and Technology:
„Cloud computing is a model for enabling convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction.” [14]
In dieser Definition werden die zuvor vorgestellten Eigenschaften des Cloud Computing noch einmal aufgegriffen. Zusammenfassend werden die folgenden fünf Eigenschaften als wesentliche Merkmale des Cloud Computing festgehalten:
• Diensterbringung On-Demand: Dienste sind auf Anforderung und selbstständig von Nutzern abrufbar.
• Netzwerkbasierter Zugang: Dienste können über ein Netzwerk (z.B. das Internet oder das firmeneigene Intranet) in Echtzeit durch Verwendung von Standardtechnologien abgerufen werden.
• Ressourcen Pooling: Ressourcen sind in Pools zusammengefasst und erlauben eine parallele Dienstnutzung durch mehrerer Nutzer (Mandanten). Die Dienste sind dabei auf den Bedarf eines jeden Nutzers angepasst.
• Elastizität: Ressourcen werden schnell und in verschiedenen, auch fein granularen Quantitäten, zur Verfügung gestellt und erlauben so die Skalierung von Systemen. Dem Nutzer gegenüber entsteht die Illusion unendlich verfügbarer Ressourcen.
• Messbare Dienstqualität: Dienste sind quantitativ und qualitativ messbar, so dass eine nutzungsabhängige Abrechnung und Validierung der Dienstqualität gegeben ist. (Vgl. [12] S. 5f.)
1 EINLEITUNG: Einführung in den Cloud-Computing-Megatrend, Motivation durch Marktprognosen und Zielsetzung der Arbeit zur Analyse der Workflow-Integration.
2 GRUNDLAGEN: Detaillierte Betrachtung von Cloud-Computing-Konzepten, Virtualisierung, Serviceorientierten Architekturen sowie den Strukturen und Modellen von Workflow-Management-Systemen.
3 INTEGRATION VON WORKFLOW-MANAGEMENT UND CLOUD TECHNOLOGIEN: Praktische Untersuchung, wie SaaS-Anwendungen, Cloud-Plattformen und IaaS-Ressourcen in Workflow-Systeme integriert werden können, inklusive Implementierungsbeispielen.
4 FAZIT: Zusammenfassende Bewertung des Integrationsfortschritts und Identifikation von Herausforderungen bei IaaS-Abrechnungsmodellen und I/O-Performance.
Cloud Computing, Workflow-Management, SaaS, PaaS, IaaS, Virtualisierung, SOA, Prozessmodellierung, Workflow-Management-System, Skalierbarkeit, Service-Level-Agreements, Elastizität, Prozessautomatisierung, Web Services, Workflow Engine.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der technischen und konzeptionellen Verknüpfung von Cloud Computing und Workflow-Management-Systemen, um Effizienzsteigerungen in Geschäftsprozessen zu erzielen.
Die Arbeit gliedert sich in die Bereiche Cloud-Computing-Basics, Grundlagen von Workflow-Management-Systemen sowie die Integration beider Welten anhand von IaaS, PaaS und SaaS.
Das Ziel ist es aufzuzeigen, inwiefern Workflow-Management-Systeme von der Integration mit Cloud-Diensten profitieren können, insbesondere in Bezug auf Flexibilität und Ressourcenoptimierung.
Die Arbeit verfolgt einen analytischen Ansatz, bei dem theoretische Konzepte (Referenzmodelle) mit praktischen Integrationsszenarien und bestehenden technologischen Frameworks wie Joget oder Aneka abgeglichen werden.
Im Hauptteil werden neben den theoretischen Grundlagen drei spezifische Integrationsszenarien analysiert: SaaS als Anwendungsfunktion, PaaS als Ausführungsplattform und IaaS zur Optimierung von Workflows.
Die Arbeit ist geprägt durch Begriffe wie Workflow-Management, Cloud Computing, SaaS, PaaS, IaaS, Prozessmodellierung und Skalierbarkeit.
Die Arbeit stellt heraus, dass Cloud Computing stärker industriell geprägt und homogener ist, während Grid Computing aus der Wissenschaft stammt und stärker auf Heterogenität und freiwillige Ressourcenbereitstellung setzt.
Die form-based Architektur dient als Ansatz, um SaaS-Anwendungen über HTML-Eingabemasken in Workflows einzubinden und so dem Workflow-Management-System eine Rückmeldung über den Bearbeitungsstatus einer Aufgabe zu ermöglichen.
Skalierbarkeit ermöglicht es, rechenintensive Workflows dynamisch an Lastspitzen anzupassen, indem bei Bedarf Cloud-Ressourcen hinzugefügt werden, was die Durchlaufzeiten erheblich verkürzt.
Der Autor kommt zu dem Schluss, dass die Performance in der Cloud bei vergleichbaren Ressourcen der von traditionellem HPC entspricht, wobei jedoch spezialisierte Dateisysteme für I/O-intensive Aufgaben derzeit noch einen Vorteil für lokale Cluster bieten.
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