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Das Konzept des Amazon Elastic Block Store

Der Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) ist eine spezielle Speicherart, die speziell für Amazon EC2 Instanzen konstruiert wurde. Mit Amazon EBS können Volumes erstellt werden, die von Amazon EC2 Instanzen wie externe Geräte eingebunden (gemounted) werden können. Amazon EBS Volumes verhalten sich wie unformatierte externe Block-Devices. Sie können durch den Benutzer benamt werden und stellen eine Block-Device-Schnittstelle bereit. EBS Volumes können mit einem Dateisystem ausgestattet oder wie ein gewöhnliches Block-Device genutzt werden.

Ein AWS Account ist auf 100 EBS Volumes oder in der Summe auf eine Volume Gesamtspeichergröße von 20 Terrabyte begrenzt. Dabei beträgt die maximale Größe eines Volumes 1 Terrabyte. Jedes EBS Volume kann jeder EC2 Instanz innerhalb derselben Verfügbarkeitszone hinzugefügt werden.

Mit Amazon EBS können Snapshots (Backups) der EBS Volumes erstellt und auf Amazon S3 gespeichert werden. Diese Snapshots können als Ausgangspunkt für neue EBS Volumes genutzt werden und schützen die Daten langfristig. Weiterhin können Snapshots mit bestimmten Benutzern geteilt oder öffentlich verfügbar gemacht werden.

Amazon EBS Volumes verfügen über folgende Eigenschaften:

  • Speichern ausserhalb der Instanz
  • Persistenz jenseits der Lebensdauer von Instanzen
  • Hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit
  • Hinzufügen und Entfernen der Volumes für bereits ausgeführte Instanzen
  • Darstellung als ein eigenes Gerät innerhalb der Instanz

Amazon EBS Snapshots verfügen über folgende Eigenschaften:

  • Erfassung des aktuellen Zustands eines Volumes
  • Datensicherung
  • Instanziierung neuer Volumes, die den exakten Inhalt eines Snapshots beinhalten

Amazon EBS Anwendungsfälle

Fehlertoleranz

Amazon EBS ist so konstruiert, dass jede Instanz zu einem Speichervolumen hinzugefügt werden kann. Fällt eine Instanz auf Grund eines Fehlers aus, löst sich das EBS Volume automatisch mit den intakten Daten von der Instanz. Anschließend kann das Volume zu einer neuen Instanz hinzugefügt werden und der Wiederherstellungprozess beginnen.

Erklärung

  • 1. Eine Amazon EC2 Instanz ist mit einem EBS Volume verbunden. Die Instanz fällt aus, bzw. Probleme treten auf.
  • 2. Zur Wiederherstellung muss das EBS Volume nun von der Instanz gelöst werden. Das kann auch automatisch durch das EBS Volume erfolgen. Anschließend wird eine neue Instanz gestartet und das Volume dieser neuen Instanz hinzugefügt.
  • 3. Für denn Fall das ein Amazon EBS Volume ausfällt, kann eines neues EBS Volume auf Basis des jüngsten Snapshots des Volumes erstellen, dass ausgefallen ist.

Neue Volumes auf Basis von Snapshots erstellen

Amazon EBS Snapshots ermöglichen den schnellen Einsatz neuer Volumes, indem ein bereits vorhandener Snapshot als Ausgangspunkt für diese neuen Volumes dient.

Erklärung

  • 1. Es wird ein Web-Service mit einer großen Datenmenge verwendet.
  • 2. Wenn die Daten fertig sind, kann ein Snapshot des Volumes in Amazon S3 zur langfristigen Datensicherung gespeichert werden.
  • 3. Wenn der Datenverkehr und Ressourcenverbrauch ansteigt, kann aus dem Snapshot ein neues Volume erstellt, eine neue Instanz gestartet und anschließend dieser neuen Instanz das neue Volume hinzugefügt werden.
  • 4. Wenn sich der Datenverkehr wieder verringert, können eine oder mehrere Amazon EC2 Instanzen heruntergefahren und ihre EBS Volumes gelöscht werden.

Datenpersistenz

EBS Volumes existieren unabhängig von den aktuell vorhandenen Instanzen und bleiben solange vorhanden, bis sie explizit gelöscht werden. Das ermöglicht das Speichern von Daten, ohne dass eine Instanz gestartet sein muss.

Erklärung

  • 1. In regelmäßigen Abständen wird eine Instanz zur Batchverarbeitung von großen und wachsenden Datenmengen ausgeführt.
  • 2. Am Ende der Verarbeitung wird die EC2 Instanz beendet. Das EBS Volume wird aber weiterhin ausgeführt.
  • 3. Werden die Daten das nächste Mal verarbeitet, wird eine neue EC2 Instanz gestartet und dem bereits vorhandenen EBS Volume hinzugefügt.

Auf Basis dieses Vorgehens können die Daten nur mit den Ressourcen auf unbestimmte Zeit verarbeitet und gespeichert werden, die auch tatsächlich benötigt werden.

Root Partition

EBS Volumes können als Root Device (Partition) für Linux und Windows Instanzen verwendet werden. Dadurch besteht die Möglichkeit Root Partitionen mit der Größe von bis zu 1 Terrabyte zu nutzen.

Weiterhin kann das EBS Volume (als Root Partition) von einer anderen Instanz gemounted werden, falls eine Instanz ausfällt.

Die Größe der Partition kann während des Startvorgangs mittels Block Device Mapping geändert werden.

Erklärung

  • 1. Ein vorhandenes AMI ist in Amazon EBS gespeichert. Es Änderungen daran vorgenommen und ein neues AMI erstellt.
  • 2. Falls die Größe der Root Partition nicht mehr ausreicht, wird die Instanz gestoppt und mit einem größeren EBS Volume neu gestartet.
  • 3. Falls eine Instanz ausfallen sollte, wird eine neue Instanz gestartet und die Root Partition (EBS Volume) der ausgefallenen Instanz gemounted.

Große Datenmengen

Amazon EBS bietet größere Volumes als Amazon EC2 Instanzen. Jedes EBS Volume kann bis zu einem Terrabyte groß sein.

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Das Amazon EC2 Adressierungskonzept

Dieser Artikel beschreibt das Adressierungskonzept von Amazon EC2. Das beinhaltet die Arten von IP-Adressen, die für EC2 Instanzen zur Verfügung stehen.

Alle Amazon EC2 Instanzen erhalten während des Starts zwei IP Adressen zugewiesen. Eine private Adresse (RFC 1918) und eine öffentliche Adresse (public), die mittels Network Address Translation (NAT) direkt aufeinander abgebildet werden. Private Adressen sind nur innerhalb des Amazon EC2 Netzwerks erreichbar. Öffentliche Adressen hingegen sind aus dem Internet erreichbar.

Weiterhin stellt Amazon EC2 einen internen, sowie einen öffentlichen DNS Namen zur Verfügung, der jeweils der privaten bzw. öffentlichen IP-Adresse zugewiesen wird. Der interne DNS Name kann nur innerhalb des Amazon EC2 Netzwerk aufgelöst werden. Der interne DNS Name kann nur innerhalb des Amazon EC2 Netzwerk aufgelöst werden. Der öffentliche DNS Name hingegen löst die öffentliche IP-Adresse außerhalb des Amazon EC2 Netzwerks und die private IP-Adresse innerhalb des EC2 Netzwerks auf.

Private Adressen (RFC 1918)

Alle Amazon EC2-Instanzen erhalten eine private Adresse per DHCP zugewiesen. Die Adressbereiche sind in RFC 1918 definiert und können nur innerhalb des Amazon EC2 Netzwerks gerouted werden. Die privaten IP-Adressen werden für die Kommunikation zwischen den jeweiligen Instanzen verwendet.

Die private Adresse ist mit einer Instanz solange verknüpft, bis diese Instanz wieder beendet wird. Anschließend wird die Adresse wieder an Amazon EC2 zurückgegeben und kann dann erneut an eine andere Instanz vergeben werden.

Es sollte darauf geachtet werden, dass immer die internen Adressen verwendet werden, wenn zwischen Amazon EC2 Instanzen kommuniziert wird. Damit ist sichergestellt, dass der Datenverkehr immer mit der höchsten Bandbreite übertragen wird und die Latenz innerhalb des Amazon EC2 Netzwerks so gering wie möglich ist.

Interner DNS Name

Jede Instanz verfügt über einen internen DNS Namen, der zu der entsprechenden privaten IP-Adresse der Instanz innerhalb des Amazon EC2 Netzwerks aufgelöst wird. Der interne DNS Name wird nicht ausserhalb von Amazon EC2 aufgelöst.

Öffentliche Adressen

Während des Starts wird eine öffentliche Adresse einer EC2 Instanz mittels Network Address Translation (NAT) zugewiesen. Die öffentliche Adresse ist mit einer Instanz solange verknüpft, bis diese Instanz wieder beendet wird oder durch eine Elastic IP-Address ausgetauscht wird.

Kommunizieren Instanzen mit anderen Instanzen über ihre öffentliche IP Adresse entstehen zusätzliche Kosten, basierend auf regionalen oder dem Internet Datenverkehr, je nachdem ob sich die Instanzen in der selben Region befinden.

Öffentlicher DNS Name

Jede Instanz verfügt über einen externen DNS Namen, der zu der entsprechenden öffentlichen IP-Adresse der Instanz ausserhalb des Amazon EC2 Netzwerks und von innerhalb des EC2 Netzwerks aufgelöst wird.

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Der Amazon EC2 Instanzspeicher

Jede Instanz verfügt über eine festen Speicherplatz, auf dem Daten gespeichert werden können. Dieser wird im EC2 Kontext als Instanzspeicher bezeichnet und ist nicht als permanente Speicherlösung gedacht.

Wird eine Instanz neu gestartet, bleiben die Daten auf dem Instanzspeicher bestehen. Wird die Instanz higegen beendet, gestoppt oder ein Fehler tritt auf, dann sind die Daten verloren.

Für den Einsatz einer dauerhaften Speicherlösung empfiehlt Amazon daher Amazon Elastic Block Store.

Sollte Amazon EBS nicht eingesetzt werden, sollten wichtige Daten auf Amazon S3 gesichert werden.

Speicherort

Wo sich der Speicher auf den jeweiligen Instanz Typen befindet, kann der folgenden Tabelle entnommen werden.

Ort
Beschreibung
/dev/sda1 Auf allen Linux/Unix Instanz Typen als root (/) formatiert und gemounted. Auf allen Windows Instanz Typen als C: formatiert und gemounted.
/dev/sda2 oder xvdb (Windows) Auf allen m1.small und c1.medium Instanzen als /mnt formatiert und gemounted. Auf allen small Windows Instanzen formatiert und gemounted.
/dev/sda3 Auf allen m1.small und c1.medium Instanzen für Linux/Unix Instanz Typen als /swap formatiert und gemounted. Für Windows Instanzen nicht verfügbar.
/dev/sdb oderr xvdb (Windows) Auf allen m1.large, m1.xlarge, c1.xlarge, m2.xlarge, m2.2xlarge, und m2.4xlarge Instanzen für Linux/Unix Instanz Typen als /mnt formatiert und gemounted. Für alle m1.large, m1.xlarge, c1.xlarge, m2.xlarge, und m2.2xlarge Windows Instanzen formatiert und gemounted.
/dev/sdc oder xvdc (Windows) Verfügbar auf m1.large, m1.xlarge und c1.xlarge Linux/Unix Instanzen. Auf m1.large, m1.xlarge, c1.xlarge und m2.4xlarge Windows Instanzen formatiert und gemounted.
/dev/sdd or xvdd (Windows) Verfügbar auf m1.xlarge und c1.xlarge Linux/UNIX Instanzen. Auf m1.xlarge und c1.xlarge Windows Instanzen formatiert und gemounted.
/dev/sde or xvde (Windows) Verfügbar auf m1.xlarge und c1.xlarge Linux/Unix Instanzen. Auf m1.xlarge und c1.xlarge Windows Instanzen formatiert und gemounted.

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Der Amazon EC2 Workflow

Die folgende Graphik verdeutlicht den grundsätzlichen Ablauf zum Verwenden von Amazon EC2.

  • 1. Zunächst wird ein AMI (Amazon Machine Image) von Grund auf neu, oder auf Basis eines bereits vorhandenen AMIs erstellt. Dieser Vorgang ist optional, da Instanzen aus bereits vorhandenen AMIs gestartet werden können, ohne diese vorab zu verändern.

  • 2. Für ein AMI das einen lokalen Instanzspeicher für sein Root Device verwendet, muss der Prozess zum bundlen und registrieren des AMIs erfolgen. Für ein AMI hingegen, dass ein Amazon EBS Volume verwendet, reicht es aus, den create Image Befehl auf einer bereits gestarteten Instanz auszuführen. Amazon EC2 gibt anschließend eine AMI ID zurück, wodurch auf Basis des AMI so viele Instanzen wie gewünscht gestartet werden können.

  • 3. Starten einer oder mehrerer Instanzen eines AMI.

  • 4. Verwalten und verwenden der Instanzen als wären es gewöhnliche Server.

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Das Konzept der Amazon Virtual Private Cloud

Bei der Amazon Virtual Private Cloud (VPC) handelt es sich um eine sichere und lückelose Integrationsmöglichkeit zwischen der bereits vorhandenen IT Infrastruktur eines Unternehmens und der Amazon Cloud und dient zum Aufbau einer Hybrid Cloud. Mit Amazon VPC können Unternehmen ihre existierende Infrastruktur mit speziell isolierten AWS Ressourcen mittel eines Virtual Private Network (VPN) verbinden, um damit die Verwaltungsmögklichkeiten wie die Bereiche Sicherheit, Firewall und Intrusion Dection für die AWS Ressourcen zu erweitern.

Um die Amazon Virtual Private Cloud zu nutzen, muss zunächst der IP-Adressraum für die VPC festgelegt werden. Die IP-Adressen innerhalb dieses Adressraums sind privat und bilden ein Netzwerk das mittels paketbasierten Routing von anderen Netzwerken inkl. dem Internet vollständig isoliert ist.

Als nächstes müssen Subnetze erstellt werden, welche Segmente eines VPC IP-Adressraums sind. Damit können die Amazon EC2 Instanzen innerhalb des VPC separiert und sicher betrieben werden. Existiert mehr als ein Subnetz in einem VPC, werden diese mittels eines logischen Routers sternförmig (Stern-Topologie) miteinander verbunden.

Um sich mit der VPC zu verbinden, wird eine VPN Verbindung benötigt, die als VPN Tunnel zwischen der VPC und dem Rechenzentrum, dem Heimnetzwerk oder jeder anderen Co-Location dient. Dazu muss das eigene bestehende Netzwerk so konfiguriert werden, dass jeglicher VPC Datenverkehr zu dem Gateway geroutet wird, welches das Ende der VPN Verbindung darstellt.

Mit einer aktiven VPN Verbindung können anschließend Amazon EC2 Instanzen in einem VPC subnetz starten. Mit den entsprechenden Sicherheitsrichtlinen ist diese Instanz dann ebenfalls im eigenen Netzwerk sichtbar und kann von dort aus wie eine „lokale“ Instanz genutzt werden.

VPC basierter Datenverkehr der für das Internet bestimmt ist, wird zunächst automatisch über das VPN in das eigene Netzwerk gerouted. Dort kann dieser von bereits vorhandenen Sicherheitssystemen, wie Firewalls, Intrusion Detection Systemen untersucht werden, bevor die Daten in das Internet weitergeleitet werden. Das ist dann besonders sinnvoll, wenn spezielle Hardware- und Softwaresysteme eingesetzt werden, um bestimmte Sicherheitsrichtlinien zu erfüllen.

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Die Amazon S3 Konsole

Mit der Amazon S3 Konsole hat Amazon seine AWS Management Console erweitert. Wie schon von den bisherigen Konsolen, wie z.B. der für EC2 bekannt, handelt es sich um eine Weboberfläche, mit der sämtliche Amazon S3 Ressourcen verwaltet werden können. Dazu gehören das Erstellen neuer Buckets sowie das Hochladen von Objekten.

Um die Amazon S3 Konsole zu nutzen, reicht es aus sich mit seinem AWS Benutzeraccount und dem dazugehörigen Passwort anzumelden. Die Access Key ID und der Secrect Access Key werden nicht benötigt, diese werden automatisch durch AWS im Hintergrund geladen.

Damit integriert die AWS Management Console mit Amazon S3, Amazon EC2, Amazon CloudFront, Amazon Elastic MapReduce und Amazon RDS nun fünf Services an einer zentralen Stelle.

Mit der Amazon S3 Konsole können weiterhin Ordner angelegt, sowie Objekte der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Ordner und Objekte die mit S3 Tools von einem Drittanbieter erstellt wurden, können mit der Konsole ebenfalls bearbeitet werden.

Die Amazon S3 Konsole ist unter http://console.aws.amazon.com/s3 zu finden.

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UEC: Zusammenstellen von Images für Ubuntu 9.10

Dieser Artikel beschreibt das Vorgehen (Bundling) für das Erstellen und die Registrierung von VM Images mit dem UEC Cloud Controller für Ubuntu 9.10. Dazu benötigen wir ein Image, dass von den Daily Builds heruntergeladen werden kann, verknüpfen alles miteinander und laden es in unsere Ubuntu Cloud.

1. Um den Vorgang von der Kommandozeile aus zu starten nutzen wird die folgenden Befehle. Hierbei wird automatisch ein UEC Image heruntergeladen.

TIMESTAMP=$(date +%Y%m%d%H%M%S)
RELEASE=karmic
ARCH=amd64 # Or this might be i386
[ $ARCH = "amd64" ] && IARCH=x86_64 || IARCH=i386
UEC_IMG=$RELEASE-server-uec-$ARCH
URL=http://uec-images.ubuntu.com/$RELEASE/current/
[ ! -e $UEC_IMG.tar.gz ] && wget $URL/$UEC_IMG.tar.gz # This may take a bit, depending on your connectivity

2. Als nächstes muss alles verpackt, hochgeladen und registriert werden. In dem Package cloud-utils befindet sich das Tool uec-publish-tarball. Mit diesem können die oben genannten Aktionen in einem Schritt durchgeführt werden. Weiterhin ist in den cloud-utils das Tool uec-publish-image vorhanden. Mit diesem kann direkt mit einem ungepackten Image gearbeitet werden.

uec-publish-tarball ${UEC_IMG}.tar.gz "${RELEASE}-${TIMESTAMP}" "${ARCH}"

Diese Schritte sind nur dann notwendig, wenn nicht das Tool uec-publish-tarball verwendet wird!

1. Entpacken des UEC Image Tarball

[ ! -e $UEC_IMG.img ] && tar -S -xzf $UEC_IMG.tar.gz

2. Zusammenstellen des Kernels

BUCKET_KERNEL="k-$TIMESTAMP"
UEC_KERNEL=$UEC_IMG-vmlinuz-virtual
euca-bundle-image -i $UEC_KERNEL -r $IARCH --kernel true
euca-upload-bundle -b $BUCKET_KERNEL -m /tmp/$UEC_KERNEL.manifest.xml
EKI=$(euca-register $BUCKET_KERNEL/$UEC_KERNEL.manifest.xml | grep "^IMAGE" | awk '{print $2}') && echo $EKI

3. Zusammenstellen der initrd (Wird nur benötigt, wenn keine Ramdisk vorhanden ist)

BUCKET_INITRD="r-$TIMESTAMP"
UEC_INITRD=$UEC_IMG-initrd-virtual
euca-bundle-image -i $UEC_INITRD -r $IARCH --ramdisk true
euca-upload-bundle -b $BUCKET_INITRD -m /tmp/$UEC_INITRD.manifest.xml
ERI=$(euca-register $BUCKET_INITRD/$UEC_INITRD.manifest.xml | grep "^IMAGE" | awk '{print $2}') && echo $ERI

4. Zusammenstellen des Images

BUCKET_IMAGE="i-$TIMESTAMP"
UEC_IMG=$RELEASE-server-uec-$ARCH
euca-bundle-image -i $UEC_IMG.img -r $IARCH --kernel $EKI ${ERI:+--ramdisk ${ERI}} # This will take a long time (~10m)
euca-upload-bundle -b $BUCKET_IMAGE -m /tmp/$UEC_IMG.img.manifest.xml
EMI=$(euca-register $BUCKET_IMAGE/$UEC_IMG.img.manifest.xml | grep "^IMAGE" | awk '{print $2}') && echo $EMI

3. Damit ist der Kernel und das Image in unsere Ubuntu Cloud (Eucalyptus) hochgeladen worden und kann nun genutzt werden.

euca-describe-images

Wir sollten einen registrierten Kernel sowie ein Image sehen, die als „available“ markiert sind.

Mit dem anschließenden Befehl können wir das überprüfen.

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Video: Automatische WordPress Aktualisierung mit mehr Speicher bei Rackspace

Dieses Video zeigt, wie sich WordPress automatisch mit mehr Speicher auf der Rackspace Cloud aktualisieren kann.

via YouTube

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Eucalyptus: Erstellen eines Image aus einem ISO (Xen)

Dieser Artikel beschreibt, wie mittels Xen und dem ISO Image eines Gast Betriebssystems das installiert werden soll, ein Root Dateiystem für Eucalyptus erstellt wird.

Voraussetzung

  • Hardware Virtualisierung Unterstützung auf dem System (Hardware-assisted virtualization)
  • Funktionsfähige Xen Umgebung (domU muss gestartet werden können)
Weiterlesen „Eucalyptus: Erstellen eines Image aus einem ISO (Xen)“
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Die OpenNebula Architektur

Die interne OpenNebula Architektur ist in drei Schichten aufgeteilt.

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