FAKULT¨AT F¨UR INFORMATIK Konzeption und prototypische Realisierung einer einfachen ...

146 Pages·2011·1.46 MB·German

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FAKULTAT FUR INFORMATIK
DERTECHNISCHENUNIVERSITA¨TMU¨NCHEN
Bachelorarbeit in Informatik
Konzeption und prototypische
Realisierung einer einfachen,
hochgradig skalierbaren
Multi-Mandanten-Architektur auf
Basis der Google Cloud Services
Sebastian Wenninger

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FAKULTAT FUR INFORMATIK
DERTECHNISCHENUNIVERSITA¨TMU¨NCHEN
Bachelorarbeit in Informatik
Design and prototypical implementation of a
simple, highly-scalable multi-tenant architecture
based on Google Cloud Services
Konzeption und prototypische Realisierung einer
einfachen, hochgradig skalierbaren
Multi-Mandanten-Architektur auf Basis der
Google Cloud Services
Autor: Sebastian Wenninger
Themensteller: Prof. Dr. Florian Matthes
Betreuer: Prof. Dr. Florian Matthes
Abgabedatum: 15. September 2011

Ich versichere, dass ich diese Bachelorarbeit selbsta¨ndig verfasst und nur die
angegebenenQuellenundHilfsmittelverwendethabe.
Mu¨nchen,den14.September2011 SebastianWenninger

Zusammenfassung
CloudComputingisteinschnellanBedeutunggewinnendes,vergleichswei-
se neues Konzept in der IT-Branche, bei dem Dienstleistungen (sowohl von
Hard-,alsauchvonSoftware)u¨bereinNetzwerkzurNutzungangebotenwer-
den.DadurchistesEntwicklernmo¨glich,Anwendungenzuerstellen,diewei-
testgehendunabha¨ngigvonderindividuellenKonfigurationeinesNutzersauf
einer Vielzahl von Endgera¨ten lauffa¨hig und durch die Anbindung an das In-
ternet weltweit abrufbar sind. Dafu¨r existieren mittlerweile mehrere Plattfor-
men, wie zum Beispiel die Google App-Engine (GAE), die Entwickler Appli-
kationen auf Google’s Infrastruktur ausfu¨hren la¨sst. Insbesondere fu¨r Unter-
nehmen,diebestehendeProjekteindieCloudauslagern,oderneueDienstein
derCloudanbietenwollen,sinddieMo¨glichkeitenundEinschra¨nkungen,die
diesePlattformenmitsichbringen,vongroßemInteresse.
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine einfache, Multi-Mandanten-fa¨hige eCom-
merce-ArchitekturmitHilfederGoogleApp-Engineentwickelt,dieu¨bereinen
Webservice den Zugriff auf ihre Funktionen gestattet. Dafu¨r werden zuerst in
einemgrundlegendenKapitelCloud-ComputingundMehr-Mandantenfa¨higkeit
betrachtet.DieBeschreibungderArchitekturerfolgtdanachnachdem Bottom-
”
Up“ - Prinzip, von der Persistenzebene u¨ber die Serviceschicht bis zu den da-
ru¨berliegendenKomponentenderPra¨sentationsschicht.Dabeiwirdjeweilsauf
diezugeho¨rigenFunktionenderGoogle-App-Engine,Schwierigkeitenundmo¨g-
licheAlternativenbeiderImplementierungeingegangen.
DenSchlussderArbeitbildeneinFazitsowieeinAusblickaufdieZukunftder
entwickeltenApplikation.
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viii
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung vii
1 Einleitung 1
1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 ZielederArbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Gliederung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Grundlagen 3
2.1 KlassifikationvonCloud-Computing. . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Cloud-Services. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Multi-Tenancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.4 GoogleApp-Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.4.2 DieSandbox-Umgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.4.3 KonzeptedesDatastore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.4.4 Multi-Tenancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5 REST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.6 OAuth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3 System-Entwurf 23
3.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.1.1 FunktionaleAnforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.1.2 NichtfunktionaleAnforderungen . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2 Use-Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.3 Komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4 Deployment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.5 Datenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.6 Sequenzdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4 Implementierungvonct.Box 35
4.1 Persistenzschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1.1 Frameworks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1.2 Implementierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.1.3 Multi-Tenancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
ix
Inhaltsverzeichnis
4.1.4 Erkenntnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.2 Serviceschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.2.1 Implementierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2.2 Erkenntnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.3 Pra¨sentationsschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.3.1 Webservice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.3.2 Weboberfla¨chen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.3.3 Erkenntnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.4 SicherheitundAuthentifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.4.1 SchutzderWeboberfla¨chen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.4.2 SchutzdesWebservice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.4.3 Erkenntnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
4.5 Performancevonct.Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5 Fazit 117
Anhang 123
Literaturverzeichnis 131
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