Einsatz von Risikomanagement bei der Steuerung von Grid-Systemen - Eine Analyse von Versicherungen anhand einer simulierten Grid-Ökonomie

Risk management for Grid systems - An analysis of insurances on the basis of a simulated Grid economy

In Unternehmen hat sich der Einsatz von rechenintensiver Informationstechnologie (IT) bereits für den Geschäftsbetrieb als unverzichtbar erwiesen, um Geschäftsprozesse besser auszurichten und neue Geschäftslösungen mit größerer Flexibilität und Geschwindigkeit bereitzustellen. Dieser Situation gegenüber stehen die Kosten für die Anschaffung, den Betrieb und die Wartung der IT. Diese Kosten rechtfertigen jedoch nur selten die vollständige Abdeckung des potenziellen, maximal erwarteten Bedarfs vonIn Unternehmen hat sich der Einsatz von rechenintensiver Informationstechnologie (IT) bereits für den Geschäftsbetrieb als unverzichtbar erwiesen, um Geschäftsprozesse besser auszurichten und neue Geschäftslösungen mit größerer Flexibilität und Geschwindigkeit bereitzustellen. Dieser Situation gegenüber stehen die Kosten für die Anschaffung, den Betrieb und die Wartung der IT. Diese Kosten rechtfertigen jedoch nur selten die vollständige Abdeckung des potenziellen, maximal erwarteten Bedarfs von Software und Ressourcen wie Speicher- und Rechenleistung. So müssen Unternehmen neben Effizienz- und Geschwindigkeitsverbesserungen auch Kosteneinsparungen für ihre Infrastruktur realisieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Grid-Computing kann hierzu der nächste Schritt sein, IT-Dienste zu verbessern und bestehende Kapazitäten besser auszulasten. Das hinter dem Begriff Grid-Computing stehende Konzept beschreibt verschiedene Lösungsansätze zur Umsetzung eines dynamischen Bezugs von IT-Ressourcen und Diensten innerhalb eines Unternehmens und über Unternehmensgrenzen hinweg. Im Grid- Computing-Paradigma werden Informationen auf Rechnern im Internet gespeichert, diese werden dann den Benutzern auf Anforderung durch Dienstleister zur Verfügung gestellt. Jedoch gehen mit dem Einsatz von Grid-Computing-Systemen technische Risiken einher, deren Ursachen meist auf fehlerhafte Kommunikation und/oder auf den Ausfall von Ressourcen eines Standorts zurückzuführen sind. Dies schränkt die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Systeme ein und erfordert den Einsatz von Verfahren zur Behandlung dieser Risiken, da die Benutzer zuverlässige Ressourcen von einem Grid-Computing-System erwarten. In den Wirtschaftswissenschaften sind verschiedene Verfahren bekannt, mit denen Risiken bewältigt werden können. Diese Aufgabe übernehmen häufig Versicherungen als Instrument, um ein bestimmtes Risiko zu transferieren. Versicherungen folgen dem Grundprinzip der kollektiven Risikoübernahme: Viele zahlen einen Versicherungsbetrag in den Geldtopf der Versicherung ein, um beim Eintreten des Versicherungsfalls aus diesem Geldtopf einen Schadensausgleich zu erhalten. Für den Konsumenten von Grid-Diensten bietet die Versicherung den Vorteil, dass sie neben der monetären Kompensation eines Schadens als Kompensationsleistung auch Ersatzressourcen vermitteln kann. In letzerem Fall werden Ressourcen zur Kompensation vorgehalten und im Schadensfall bereitgestellt, die die Ausführung des Dienstes übernehmen und so zu einer erhöhten Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Grid-Systeme beitragen. Die Arbeit identifiziert technische und ökonomische Risiken in Grid-Computing-Systemen und untersucht sie hinsichtlich ihrer Versicherbarkeit. Anforderungen an die Versicherung für Grid-Systeme werden abgeleitet und ein Prämienberechnungsmodell aus der Kraftfahrzeugversicherung ausgewählt und an Grid-Systeme angepasst. Die Umsetzung der Grid-Versicherung in ein rechnergestütztes Simulationsmodell erfolgt mithilfe von Multi-Agenten-Technologie mit der ein elektronischer Marktplatz zum Handel von Grid-Ressourcen simuliert wird. Die Versicherung wird mit gridspezifischen Performanzkennzahlen und Metriken der Versicherungsökonomie evaluiert. Die in dieser Arbeit durchgeführten Simulationen zeigen, dass die Einführung einer Versicherung einen nachweislichen Einfluss auf die analysierten technischen und ökonomischen Kennzahlen haben und eine Verbesserung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der untersuchten Utility-Grid-Systeme erwarten lassen. Ressourcenkonsumenten haben bei der Festlegung ihrer Strategie zur Behandlung der technischen Risiken einen flexiblen Ansatz zur Verfügung, den sie in ihrer Risikomanagementstrategie berücksichtigen können. Der Risikotransfer auf eine Grid-Versicherung bietet den Ressourcenkonsumenten die Möglichkeit, ihre Risikokosten im Vergleich zu einer Redundanzstrategie zu senken. Aus Sicht der Versicherungswirtschaft besteht die Möglichkeit neue Versicherungstarife im Bereich von Grid-Systemen anzubieten und damit ihr Angebot an Versicherungstarifen zu erweitern.show moreshow less
Computational-intensive information technology (IT) is one of the key success factors for businesses, which allows them to align their business processes with greater flexibility and dynamics to current needs. But, costs for initial purchase of hardware and software, operational and maintenance expenses could lower the expected profit because of fluctuating demand and peak load capacity planning. These costs could be justified only in a few business cases where the complete coverage of the potenComputational-intensive information technology (IT) is one of the key success factors for businesses, which allows them to align their business processes with greater flexibility and dynamics to current needs. But, costs for initial purchase of hardware and software, operational and maintenance expenses could lower the expected profit because of fluctuating demand and peak load capacity planning. These costs could be justified only in a few business cases where the complete coverage of the potential maximum supply of software applications and computing resources like storage and bandwidth is required. In most cases, businesses are forced to realize benefits from efficiency and speed of their information technology as well as reducing their process and infrastructure costs to stay competitive. The Grid Computing paradigm has potential to be the next big step improving the delivery of IT services and utilizing existing capacities more efficiently. The concept behind the Grid Computing paradigm encompasses different solutions for dynamic delivery of IT resources and services within companies and beyond the borders of a single company. Grid Computing systems store information on Internet-accessible resources, which are requested by users and provided by Grid providers. But, Grid systems come along with a number of technical and operational risks, which have their root cause in communication failures and/or failures of services and resources of a Grid site. This reduces the reliability and availability of Grid systems and requires the introduction of new risk management strategies to be taken into account by Grid users. In economics, there are several risk management strategies known, which could be applied to address these Grid-specific risks. The risk transfer using insurances is a well known risk management strategy which covers a certain risk by paying a premium. Insurances follow the principle of collective risk coverage: Many individuals pay a premium into a pool from which a claimant receives the compensation of his claim. Consumers of Grid services could profit from the existence of an insurance service twofold: a Grid service insurance could offer beside a monetary compensation also a compensation with spare resources, which continue the service execution and prevent the failure of the service. Depending on the selected compensation model, an insurance risk transfer strategy could result in higher availability and reliability of a Grid system. This thesis identifies technical and economical risks of Grid systems and analyzes them regarding to their insurability. Requirements of insurances for Grid systems are deducted from the analysis. A premium computation model derived from the car insurance domain is selected and adapted to Grid systems. The implementation of the Grid insurance service in a computer-based simulation model uses multi-agent technology to realize an electronic market place for trading Grid services, resources and insurance policies. The model is simulated and evaluated with Grid specific performance metrics as well as metrics from the insurance economy domain. The simulation runs show that the introduction of an insurance on a Grid market has strong influence on the technical and economical metrics and results in better availability and reliability of the simulated Grid system. Resource consumers could profit from a Grid service insurance, which extends their risk management strategy portfolio beside risk acceptance and redundancy with a third option. The risk transfer strategy with insurances enables a Grid consumer to lower his risk costs compared to the existing risk acceptance and redundancy strategies. As the simulations results of this thesis show, insurances services for Grid systems have the potential for insurance companies to create new insurance policy offerings and to extend their traditional insurance business to Grid systems.show moreshow less

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Metadaten
Institutes:Wirtschaftswissenschaften
Author: Werner Streitberger
Advisor:Professor Torsten Eymann
Granting Institution:Universität Bayreuth,Rechts- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät
Date of final exam:04.05.2009
Year of Completion:2009
Series (Volume number) Bayreuther Arbeitspapiere zur Wirtschaftsinformatik (35)
SWD-Keyword:Cloud Computing; Grid Computing; Risikomanagement; Simulation
Tag:Grid Ökonomie; Intermediär; Verfügbarkeit; elektronischer Marktplatz
Grid economy; availability; eletronic market place; intermediation
Dewey Decimal Classification:004 Datenverarbeitung; Informatik
RVK - Regensburg Classification:QH 500
URN:urn:nbn:de:bvb:703-opus-9816
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):30.04.2012