Statusbericht über die Umsetzung des  Geschäftsmodells für den Betrieb der Kern-Grid-Infrastruktur

 

4. Mai 2009

 

Der Bericht basiert primär auf dem am 11. September 2007 vorgestellten Geschäftsmodell der D-Grid Support Einrichtung (DGSE), die langfristig für den Betrieb der Kern-Grid-Infrastruktur im D-Grid verantwortlich sein soll [1]. Er berücksichtigt ferner den Statusbericht über das Geschäftsmodell für den Betrieb der Kern-Grid-Infrastruktur vom 3. Juli 2008 und die Entwicklung im D-Grid innerhalb des zweiten Halbjahres 2008.

Kunden der DGSE und Organisationsstruktur

Die DGSE betrachtet weiterhin Betreiber von Community-Grids (Service-Grids) und Anbieter von Gridressourcen als ihre primären Kunden. Unter der Annahme, dass Grid Computing eine effizientere Nutzung von IT-Ressourcen für viele unterschiedliche Disziplinen ermöglicht, ist davon auszugehen, dass viele der heutigen Rechenzentren ihre Ressourcen eventuell in einem Grid zur Verfügung stellen werden und sich viele Nutzer in Communities ähnlich der heutigen Hochenergiephysik-Community organisieren werden. Auch ohne Berücksichtigung der Einzelnutzer wird eine Grid-Struktur in Deutschland viele Teilnehmer haben, denen die DGSE ihre Dienste anbietet. Die DGSE hat dabei das Ziel durch die Ausnutzung von Synergieeffekten Gesamteinsparungen zu erzielen, da jetzt nicht jeder Anbieter für alle Dienste selbst verantwortlich ist. Diese Synergieeffekte erfordern auch eine Rückmeldung von den Abnehmern der DGSE-Dienste an die DGSE. Dies kann entweder in einer flachen Struktur, in der jeder Kunde seine Meinung an die DGSE weitergibt oder in einer repräsentativen Struktur, in der sich Gruppen von Kunden über ihre Vorstellungen einigen und diese dann an die DGSE weiterleiten, geschehen. Der vorgeschlagene Service Offering Management Prozess geht von einer repräsentativen Struktur aus. Klar muss allerdings sein, dass für die Dienste der DGSE auch ein Preis zu entrichten ist. Die DGSE wird aber nur akzeptiert werden, wenn dieser Preis geringer ist als der Preis, den Anbieter bei eigenständiger Übernahme der Dienste zu entrichten hätten.

Die Angebote der DGSE müssen koordiniert und gegebenenfalls auch selektiert werden. Dies sollte durch ein Instanz geschehen, die aus dem Umfeld der Anbieter kommt und gleichzeitig alle Anbieter vertreten kann. In der letzten Zeit hat sich herausgestellt, dass die D-Grid GmbH diese Rolle aus folgenden Gründen nicht spielen kann:
1. Die Vertretung der Ressourcenanbieter durch eine GmbH wird von wesentlichen Anbietern gegenüber der Vertretung durch einen Verein abgelehnt. Eine der wesentlichen Gründe hierzu ist das Eintreten als Gesellschafter durch Anbieter oder Wissenschaftsorganisationen, was als kritisch gesehen wird. Dagegen bestehen bei der Gründung von Vereinen bereits Erfahrungen.
2. Die D-Grid GmbH hat gegenwärtig die Aufgabe, das gesamte D-Grid zu koordinieren. Die schließt Community-Grids und einzelne Nutzer ebenso wie Anbieter ein. Eine Fokussierung auf eine Gruppe, wie die der Anbieter steht dieser Aufgabe entgegen. Es ist sehr gut möglich, dass auch in den anderen Bereichen repräsentative Strukturen entstehen, wobei die Kommunikation zwischen diesen Repräsentationsebenen zumindest anfänglich durch die D-Grid GmbH moderiert werden kann. Dieser Ansatz ist konform mit der Koordinierung der Interaktion zwischen den einzelnen D-Grid Projekten  

Die Ressourcen-Anbieter könnte dagegen durch einen geeigneten Verein nach dem Vorbild des DFN vertreten werden. Es ist zu prüfen, ob der neu gegründete Verein Gauss-Allianz dafür unter Anpassung der Satzung, falls erforderlich, geeignet ist. In diesem Zusammenhang sei nochmals auf die Bemerkungen zur Organisationsstruktur der DGSE hingewiesen [1]: Der genannte Verein könnte die Funktion des Aufsichtsgremiums der DGSE übernehmen. Wenn der Gauss-Allianz Verein sich aufgrund seiner Ausrichtung als ungeeignetes Vehikel herausstellt, dann könnte auch alternativ die Gründung eines neuen Vereins in Erwägung gezogen werden. Alle Anbieter von Grid-Ressourcen müssten auch die Möglichkeit haben, diesem Verein beizutreten.

Diese Fokussierung auf die Anbieterseite berücksichtigt vor allem Anbieter, die ihre Ressourcen Nutzern aus verschiedenen Communities zur Verfügung stellen und damit nicht fest an eine Community gebunden sind. Daneben gibt es Anbieter, die fest in ein akademisches Community-Grid eingebunden sind, da ihre Ressourcen nur für die Nutzer aus dieser Community von Interesse sind. Beispiel dafür sind Datenprovider aus dem Klima und Medizinbereich. Trotz ihrer engen inhaltlichen Bindung an ein Community-Grid sind auch diese Anbieter potentielle DGSE Kundschaft, da sie von den Diensten der DGSE, wie zum Beispiel dem Support für bestimmte Middlewarekomponenten profitieren können. Allerdings müssen diese Anbieter nicht unbedingt in die Repräsentationsstruktur der Anbieter eingebunden sein, sondern sie können sich ganz als Teil ihres Community-Grids betrachten. Genauso mag es auch andere Anbieter geben, die keine Mitglieder des oben genannten Vereins sein wollen. Diese Kunden können auch einzelne Dienste der DGSE abnehmen.
Die Entwickler von Softwarekomponenten für das Grid sind auch bis jetzt im Rahmen des D-Grid noch nicht als Kunden in Erscheinung getreten und werden bei der Umsetzung im Moment noch nicht betrachtet. Trotzdem bleiben sie potentielle Kunden der DGSE. Einzelnutzer werden weiterhin nicht als direkte Kunden betrachtet. Bisher gibt es im kommerziellen Bereich keine den akademischen Community-Grids vergleichbare Strukturen, die dann auch die Einzelbetreuung der Nutzer übernehmen. Da die DGSE weiterhin Einzelnutzer nicht als direkte Kunden betrachtet, besteht hier noch eine Lücke, für die eine Lösung gefunden werden muss.
 
Geschäftsmodell

Das Nutzungsversprechen der DGSE leitet sich aus dem Angebot des DGI und seine Akzeptanz durch die verschiedenen D-Grid Projekte ab. Dies kann allerdings nur ein erster Anhaltspunkt sein, da die D-Grid Projekte bis zum Ende der Laufzeit des DGI nichts für diese Dienste bezahlen müssen. Der erste Umsetzungsschritt enthält damit ein Dienstangebot mit einer Kostenangabe, die auf den Erfahrungen aus dem DGI beruht. In der nächsten Phase werden die Kunden um ihre Stellungnahme gebeten, woraus gegebenenfalls Änderungen des Nutzugsversprechens und der Kostenstruktur resultieren können. Ziel ist ein fließender Übergang in die DGSE nach Ablauf des DGI. Im Folgenden wird das Nutzungsversprechen für die DGSE nach Beendigung des DGI im Einzelnen mit dem jeweiligen Aufwand dargestellt:

1. Middlewaresupport jeweils Unterstützung und Ausbildung primär für Administratoren, sekundär für Anwender
a. Globus zusätzlich Entwicklerschulung (1 FTE, LRZ)
b. gLite (0.5 FTE SCC)
c. UNICORE (0.5 FTE FZJ)
d. dCache und OGSA-DAI (0.75 FTE SCC)
2. Betrieb der Referenzinstallation und Support (2 FTE + 65kEURO, SCC)
3. Preproduction Testbed sowie Test und Empfehlung neuer D-Grid-Funktionalitäten (3 FTE + 65kEURO, RRZN)
4. Betrieb und Weiterentwicklung HelpDesk Architektur (1.5 FTE SCC)
5. Betrieb und Support Zentrale Monitor-Infrastruktur (1 FTE SCC oder LRZ)
6. Betrieb und Support Zentrale Accounting-Infrastruktur (1 FTE RRZN)
7. Entwicklung, Betrieb und Support Zentralen Billing-Infrastruktur (1 FTE RRZN)
8. Betrieb Grid Operation Center (5,5 FTE SCC) einschließlich D-GOC-Management, Überwachung und Durchsetzung von Service Level Agreements, Grid Operator on Duty, Koordination mit anderen Grid Operation Centers, Betrieb zentraler Grid-Dienste (der Umfang hängt von den Diensten ab), Betrieb einer Certificate Authority, und einer Registration Authority (zusammen mit dem DFN).
9. Betrieb des Grid Resource Registry Service (0.5 FTE FZJ)
10. Management von Virtuellen Organisationen (0.5 FTE pro angefangene 30 VOs, FZJ)
11. Betrieb des Modules Konzeptes einschließlich myProxy (0.5 FTE, LRZ)
12. DFNInternet Dienst und VPN Dienste (Für diese Dienste gibt es Entgeltlisten (www.dfn.de/dienstleistungen/dfninternet). Dies schließt ein: Betrieb einer EUGridPMA-akkreditierten Zertifizierungstelle und Ausgabe entsprechender Zertifikate (auch für kurzlebige Zertifikate), betrieb der DFN AAI, Unterstützung bei Sicherheitsvorfällen durch das DFN-CERT, Beratung und Unterstützung beim Aufbau virtueller Netze.
13. Koordination eines Firewall-Kompetenzzentrums mit einem Fokus auf Grid-Fragestellungen (DFN)
14. Unterstützung durch die Forschungsstelle Recht im DFN bei juristischen Fragestellungen (DFN, abgedeckt durch Mitgliedschaft im DFN)
15. Support GAT / SAGA (inklusive Tutorials und Workshops) mit Anpassung und Neuentwicklung von Adaptoren (0,5 FTE AEI)

Das Angebot erstreckt sich bei Bedarf auch auf den Betrieb für zentrale Grid-Backup-Dienste, die nach Bedarf abgerechnet werden. Da gegenwärtig noch kein solcher Bedarf besteht, lässt sich der Aufwand schlecht abschätzen. Die Netzwerkdienste für das Grid werden vom DFN angeboten. Die Kosten sind in den allgemeinen Netzwerkkosten abgedeckt.

Durch die Aufschlüsselung des Angebotes ist das Nutzungsversprechen präzisiert. Die Wertschöpfungsarchitektur wird zunächst durch die Darstellung der Anbieter angegeben. Die Einzelheiten entsprechen dabei den Abläufen im DGI. Diese Spezifikation ist ein wesentliches Ziel des DGI.

Für die Nachhaltigkeit von D-Grid sind auch Geschäftsmodelle für die Community-Grids notwendig. Als bestes Beispiel kann hier das Grid der Hochenergiephysik verwendet werden, da es den höchsten Reifegrad besitzt und sich im Produktionsmodus befindet. Ein Geschäftsmodell für dieses oder ein ähnlich strukturiertes Community-Grid schlägt DESY vor: Für die zentralen Dienste (VOMS, Katalog-Dienst, Workload Management, Registration Authority für alle Nutzer, Unterstützung für Grid-Werkzeuge, Anwendungen und neue VOs, Accounting) werden 2 FTE benötigt. Der gleiche Aufwand fällt für den Betrieb der Infrastruktur an (Monitoring, Systemadministration, Operator on Duty, DGUS/GGUS Unterstützung). Schließlich bietet DESY für 3 FTE eine allgemeine Unterstützung für die Benutzung von dCache an. Dies beinhaltet Support, Schulung und Weiterentwicklung. 

Es handelt sich dabei nicht um ein Angebot der DGSE sondern um eine Ergänzung des DGSE-Angebotes für bestimmte Communities. Andererseits wird auch deutlich, dass bei Teilen, wie zum Beispiel bei dCache eine gewisse Überlappung existiert. Insgesamt ist eine Feinabstimmung erst möglich, wenn alle Community-Grids über ähnliche Geschäftsmodelle verfügen.
 

Ertragsmodell

Die Funktionsfähigkeit des Ertragsmodells kann gegenwärtig nicht beurteilt werden, da die D-Grid Teilnehmer die DGSE-Dienste über das DGI ohne Entgelt erhalten. Daher werden für die Preise nur die entsprechenden Kosten an den einzelnen Institutionen angesetzt. Allerdings gibt diese Kostenspezifikation nur einen ersten Anhaltspunkt, da sie auf den gegenwärtigen Bedingungen basieren und sich daher bis zur tatsächlichen Einrichtung noch ändern kann.
Außerdem hängt der Aufwand auch von dem Umfang der Nachfrage ab. Daher lässt sich das Ertragsmodell zurzeit noch nicht genauer spezifizieren. Allerdings sollten die Rückmeldungen der Community-Grids genaueren Aufschluss liefern.
Weiterhin wird noch auf den Unterschied zwischen der Beteiligung über Mitgliedsbeiträge oder über die Bezahlung von Einzeldiensten hingewiesen. Dazu kann zum einen bezüglich der Art der Dienste unterschieden werden: So werden Netzwerkdienste, das Management von VOs und Teile des Betriebs des Grid Operation Centers für alle Anbieter von Ressourcen und Betreiber von Community-Grids von großer Bedeutung sein, während der Support der einzelnen Middlewares von der in dem jeweiligen Community-Grid verwendeten Middleware abhängen. Auch dafür ist eine Rückmeldung der Kunden der DGSE insbesondere der Communities erforderlich. 
Für das Einsammeln der Mittel bei den Kunden und die entsprechende Weiterverteilung wird dann der oben genannte Verein zuständig sein. Genauso ist der Verein auch für die Überwachung der DGSE bezüglich des Qualitätsangebotes und für die Auswahl bei mehreren Anbietern von Diensten der DGSE verantwortlich.  

Literatur

[1] Geschäftsmodell Deutsche Grid Support Einrichtung (DGSE)

[2] Statusbericht über das Geschäftsmodell für den Betrieb der Kern-Grid-Infrastruktur