Geschäftsmodell

Deutsche Grid Support Einrichtung (DGSE)

Uwe Schwiegelshohn, 11. September 2007

Ausgangspunkt dieses Geschäftsmodells sind die in dem Papier "Nachhaltigkeit im D-Grid" eingeführten Begriffe.

Ausgangssituation

Die zum gegenwärtigen Zeitpunkt existierenden Community-Grids sind entweder nicht kommerziell ausgerichtet, wie zum Beispiel das Grid der Hochenergiephysiker, oder sie sind Teil eines meist größeren Unternehmens, das auf diese Weise seine Ressourcen besser nutzen will. Die letzteren so genannten Intragrids verwenden im Allgemeinen kommerzielle Softwareprodukte mit entsprechendem Support für ihre Gridinfrastruktur. Sie werden hier nicht weiter betrachtet. Die existierenden nicht kommerziellen Community-Grids benutzen  weitgehend Open-Source Software, wie zum Beispiel das Globus Toolkit. Daher müssen sie den Support für ihre Gridinfrastruktur selbst organisieren. Es ist zu erwarten, dass neu entstehende nicht kommerzielle Community-Grids einen ähnlichen Weg einschlagen.  

Die Gridtechnologie bietet auch für ein Szenario, bei dem kommerzielle Nutzer nach Bedarf von externen Ressourcenangeboten Gebrauch machen, potentielle Vorteile. Die Verwendung von externen Ressourcen durch unterschiedliche Nutzer legt bei diesen Community-Grids die Benutzung von Softwaresystemen mit offenen Standards nahe. Hier sind Lösungen auf der Basis von lizenzierter Software oder von Open Source Software grundsätzlich möglich. Letztendlich werden bei der Auswahlentscheidung sowohl funktionelle als auch Kostengesichtspunkte den Ausschlag geben. Gegenwärtig ist die Gestaltung dieses Bereiches noch weitgehend offen und daher nur sehr schwer vorhersehbar. Insbesondere ist auch nicht klar, wie stark sich Unternehmen als Ressourcenanbieter engagieren werden. In einer derartigen Situation werden erfahrungsgemäß einige wenige Entscheidungen zu Beginn der Entwicklung solcher Community-Grids den Ausschlag für die weitere Richtung geben. Die verwendeten Methoden werden sich an erfolgreichen Lösungen anderer Community-Grids orientieren, sofern die notwendigen funktionellen Modifikationen möglich sind.

Im D-Grid wurden in der ersten Phase vorwiegend nicht kommerzielle Community-Grids gefördert, da sich mit diesen die Wirkung des Grid-Konzeptes am einfachsten belegen lässt. Die Vielfalt der Middlewareansätze und die frühe Berücksichtigung von industriellen Partnern haben gleichzeitig den Weg zu den oben beschriebenen kommerziellen Community-Grids geöffnet, die dann ab der zweiten Phase berücksichtigt wurden. Das D-Grid Integrationsprojekt (DGI) wird nach Ende der Projektförderung zu einer erheblichen Überlappung der Gridinfrastrukturen mehrerer wenn nicht fast aller durch die Projekte entstandenen Community-Grids geführt haben. So ist für einige Betriebsfunktionen, zum Beispiel in den Bereichen Sicherheit und Authentifizierung, ein zentraler Betreiber aus technischen Gründen praktisch unverzichtbar. Für andere Funktionen (Softwarewartung, Schulung) können durch eine Kern-Infrastruktur mit einem oder einigen wenigen zentralen Betreibern die Kosten für den Betrieb der einzelnen Gridinfrastruktur deutlich reduziert werden.  

Es ist davon auszugehen, dass viele Anbieter (zum Beispiel Rechenzentren von öffentlich geförderten Einrichtungen) ihre Dienste mehreren Community-Grids anbieten werden. Ebenso werden sich manche Nutzer aufgrund einer wachsenden Zahl von interdisziplinären Projekten an mehreren Community-Grids beteiligen. Im Sinne eines breiten Angebots und starker Nutzung der Grids ist zumindest eine Vereinheitlichung der Verbindungskomponenten der Nutzer und Anbieter zur Gridinfrastruktur wünschenswert, da dies den Zugang zu den Ressourcen für den Nutzer erheblich vereinfacht.

Entwickler von Grid-Software haben im Allgemeinen das Ziel, die Funktionalität und Interoperabilität ihrer Software möglichst umfassend nachzuweisen, um dann einen möglichst breiten Einsatzbereich im Rahmen der funktionellen Möglichkeiten anzustreben. Grundsätzlich gibt es hierfür zwei Alternativen: Entwickler können sich mit großen internationalen Initiativen  verbinden oder versuchen ihre Produkte direkt in existierenden Grids anzuwenden. Der erste Ansatz ist nur erfolgversprechend, wenn es sich um Add-ons zu dem Produkt der jeweiligen Initiative handelt und die Initiative Interesse an einer Erweiterung in diesem Bereich hat. Bezüglich des zweiten Ansatzes werden Community-Grids im Produktionsbetrieb im Allgemeinen einer Integration in die Produktivsysteme nur nach einem Nachweis der Systemkompatibilität zustimmen.

Für die oben erwähnte Kern-Infrastruktur soll langfristig eine Deutsche Grid Support Einrichtung (DGSE) verantwortlich sein. Ihr hier vorgeschlagenes Geschäftsmodell basiert auf der beschriebenen Ausgangssituation.

Nutzungsversprechen

Das Nutzungsversprechen der DGSE richtet sich an folgende Kundengruppen:

  1. Betreiber (KB) der Gridinfrastrukturen von Community-Grids entsprechend dem jeweiligen Geschäftsmodell des Community-Grids..

  2. Anbieter (KA) von Gridressourcen. Dabei kann es sich um Hardwareressourcen oder andere Dienste handeln.

  3. Entwickler (KE) von Softwarekomponenten für das Grid

Einzelnutzer zählen nicht als direkte Kundengruppen der DGSE. Anforderungen von Einzelnutzern können allerdings durch andere Kundengruppen an die DGSE weitergeleitet werden. Dies betrifft zum Beispiel die Ausstellung von Grid-Zertifikaten und den Second-Level-Support.

Das Nutzungsversprechen basiert auf einem Portfolio von unterstützten Softwarekomponenten der Kern-Infrastruktur und auf Betriebskonzepten. Sowohl die Betriebskonzepte als auch das Portfolio werden innerhalb dieses Abschnittes nicht näher spezifiziert.     

  1. Portfolioanpassungen: Das Portfolio der unterstützten Softwarekomponenten der DGSE wird entsprechend den Bedürfnissen der Kunden angepasst (KB, KA).

  2. Support: Für die Softwarekomponenten des Portfolios wird Support geleistet. Dies beinhaltet Schulung, Beratung, Helpdesk (Second-Level-Support) und Funktionstests (Kompatibilitätsüberprüfungen mit dem restlichen System) bei neuen Versionen (KB, KA).

  3. Information: Alle Kunden werden über das Internet und gegebenenfalls über Präsenzveranstaltungen über grundsätzlich verfügbare Dienste und neue Entwicklungen im Grid und insbesondere in D-Grid informiert (KB, KA, KE).

  4. Einbindung: Anbieter von Dienste oder Ressourcen werden bei der Integration ihrer Dienste beraten, wenn die Dienste die offenen Schnittstellen der Kern-Infrastruktur unterstützen (KA).

  5. Anpassungsentwicklungen: Bei Bedarf werden Anpassungsentwicklungen durchgeführt, um eine Interoperabilität der unterstützten Softwarekomponenten zu gewährleisten (KB,KA).

  6. Entwicklerberatung: Entwickler von neuen Softwarekomponenten werden bezüglich der zu berücksichtigenden offenen Schnittstellen und der Interoperabilität mit den Softwarekomponenten der Kern-Infrastruktur beraten (KE).

  7. Teststellung: Entwicklern von Softwarekomponenten wird die Möglichkeit geboten, in Kooperation mit der DGSE ihre entwickelten Komponenten in Bezug auf ihre Funktionalität und ihre Interoperabilität mit den Softwarekomponenten der Kern-Infrastruktur zu testen (KE).

  8. Betrieb: Der Betrieb der zentralen Dienste der Gridinfrastrukturen wird auf der Basis von vereinbarten Betriebskonzepten durchgeführt (KB).

  9. Betriebskonzepte: Die Betriebskonzepte werden auf der Grundlage des jeweiligen Entwicklungsstandes der Softwarekomponenten entsprechend den Bedürfnissen der Kunden angepasst (KB).

  10.  Aufbau: Betreiber von Gridinfrastrukturen werden bei dem Aufbau ihrer zu den Betriebskonzepten der DGSE kompatiblen Gridinfrastruktur beraten (KB).

  11. Nichttechnische Fragestellungen: Die Behandlung nichttechnischer Fragestellungen wird nur dann angeboten, wenn sie für die Mehrzahl der Kunden von Relevanz ist (KB).

In Ergänzung zu der Komponente der Anpassungsentwicklung innerhalb des Nutzungsversprechens wird es als sehr vorteilhaft gesehen, in unmittelbarer Nachbarschaft der DGSE eine generelle Entwicklungsgruppe zum Thema Grid zu etablieren. Weiterhin unterstützt die DGSE andere kooperierende Entwicklergruppen.  

Architektur

Ausgangspunkt für das Portfolio und die Betriebskonzepte der DGSE sind das Portfolio und die Betriebskonzepte des DGI 2. Dies betrifft sowohl Softwarekomponenten (Middleware, Datenzugriff, Sicherheit, Monitoring und Accounting) als auch den Betrieb (Sicherheit, Management virtueller Organisationen). Hinzu kommen Softwarekomponenten und Betriebsaspekte, die zukünftig von selbstständigen dem DGI angegliederten Projekten, wie SLA-Management sowie Scheduling und Brokering durchgeführt werden. Das DGSE Portfolio beinhaltet im Allgemeinen nur Basiskomponenten mit offenen Schnittstellen, die durch spezifische Komponenten der jeweiligen Gridinfrastruktur ergänzt werden können.

Änderungen des Portfolios und der Betriebskonzepte werden nach dem im Nachhaltigkeitspapier eingeführten und im DGI 2 zu entwickelnden Modifikationsprozess ablaufen.

Nach den Erfahrungen des DGI wird zunächst ein verteilter Aufbau für die DGSE an mehreren Standorten angestrebt. Gegenwärtig ist die Kompetenz des Startportfolios so verteilt, dass sich zentraler Aufbau nicht sofort realisieren lässt. Aufgrund der erworbenen Erfahrungen ist dann später zu entscheiden, ob die Standorte langfristig konsolidiert oder noch erweitert werden sollen.

Die DGSE betreibt eine Referenzinstallation, die für die Nutzungsversprechen Support, Anpassungsentwicklung und Teststellung unverzichtbar ist.

Neue Gridressourcen werden auf Konformität zu den Betriebskonzepten untersucht und in den D-Grid-Betrieb integriert. Der laufende Betrieb wird mit verschiedenen Werkzeugen, zum Beispiel für das Monitoring, überwacht. Bei Störungen werden entsprechende Rückmeldungen an die Kunden gegeben.

Die DGSE betreibt ein Helpdesk, das als Second-Level-Support zu den Helpdesks der Community-Grids dient. Zunächst wird das Helpdesk ähnlich wie das Helpdesk im DGI 2 organisiert werden.

Zur Erfüllung des Nutzungsversprechens Information ist es notwendig, Kontakte mit internationalen Projekten und Aktivitäten zu pflegen.

Innerhalb von DGI 2 ist festzustellen, ob der dort durchgeführte Ansatz zur Behandlung juristischer Fragestellungen ausreicht. Andernfalls ist eine neue Kompetenz für die Erfüllung des Nutzungsversprechens Nichttechnische Fragestellungen aufzubauen. Diese Kompetenz kann auch von dritter Seite (außerhalb der DGSE) geliefert werden.

Organisatorisch untersteht die DGSE einer Leitung, die auch bei einer verteilten Aufstellung alleinige technische Weisungskompetenz gegenüber den Mitarbeitern der DGSE hat.

Die DGSE besitzt weiterhin ein Aufsichtsgremium, das die Leitung der DGSE befristet ernennt und kontrolliert. Die Kunden der DGSE sind in dem Aufsichtsgremium vertreten. Genaueres wird durch die Satzung der DGSE geregelt werden. Weitere Einzelheiten über die Organisationsform und Trägerschaft der DGSE sind später zu klären.


Ertragsmodell
Die Kosten der DGSE werden durch Personalkosten dominiert. Hinzu kommen Sachmittelkosten für die Anschaffung und den Betrieb der Referenzinstallation und weiterer Server, sowie der Arbeitsplatzausstattung der Mitarbeiter.

Die Personalmittel hängen im Wesentlichen von dem Umfang und der Art des Portfolios und der Betriebskonzepte sowie von der Anzahl der Kunden ab. Daher ist eine seriöse Schätzung zu diesem Zeitpunkt nur sehr schwer möglich. Grundlage können allenfalls die Kosten des DGI 2 zunächst ohne Entwicklungsaufwand bieten.

Es ist davon auszugehen, dass die einzelnen Kunden sehr unterschiedliche Anforderungen an die DGSE aufgrund des jeweiligen Entwicklungsstandes stellen. Daher eignet sich ein System, das nur auf Mitgliedsbeiträgen basiert nur sehr beschränkt. Weiterhin werden auch die Bedürfnisse der einzelnen Kundengruppen unterschiedlich sein. Daher wird folgendes Mischkonzept vorgeschlagen:

  1. Basis: Eine oder mehrere Institutionen bilden die Basis der DGSE und sichern ihre Grundfinanzierung.

  2. Mitglieder: Kunden, die langfristig von den Nutzungsversprechen Gebrauch machen, wie zum Beispiel Betreiber von Gridinfrastrukturen finanzieren ebenfalls die DGSE durch ihre Mitgliedsbeiträge und bestimmen zusammen mit den Institutionen der Basis das Aufsichtsgremium.

  3. Teilnehmer: Teilnehmer sind Kunden, die einzelne Angebote (Nutzungsversprechen) der DGSE wahrnehmen und dafür zahlen. Die Preise für diese Angebote und ihre Gültigkeitsspanne werden von der Leitung der DGSE festgelegt, von dem Aufsichtgremium der DGSE genehmigt und danach veröffentlicht. Teilnehmer können Vorschläge bezüglich der Änderung des Portfolios und der Betriebskonzepte machen.