Hochwasserinformations-Portal auf Basis von Windows Azure...
37
Hochwasserinformations-Portal auf Basis von Windows Azure im Land Niedersachsen Dr. Holger Schwichtenberg www.IT-Visions.de / 5Minds IT-Solutions Softwarearchitekt, Berater, Trainer, Fachjournalist Version 1.1 16.10.2013
Transcript of Hochwasserinformations-Portal auf Basis von Windows Azure...
#1
Hochwasserinformations-Portal auf Basis von Windows Azure
im Land Niedersachsen
Dr. Holger Schwichtenberg
www.IT-Visions.de / 5Minds IT-Solutions
Softwarearchitekt, Berater, Trainer, Fachjournalist
Version 1.1
16.10.2013
#2
Agenda
• Vorstellung
– www.IT-Visions.de / 5minds IT-Solutions GmbH & Co. KG
– NLWKN
• Das Betriebsdateninformationssystem des NLWKN
• Einsatz von Windows Azure für das Pegel Online-Portal
– Kurze Einführung zu Azure
– Nutzung von Azure für Pegel Obline
• Zusammenarbeit in diesem Projekt
#3
Vorstellung
• Spezialisten für .NET, Visual Studio, TFS, SQL Server, SharePoint, BizTalk, CRM, Windows Server, PowerShell, Windows Azure. Auch: Oracle, JavaScript, Ruby, u.a.
• www.IT-Visions.de, Essen
– Strategische und technische Beratung
– Schulungen (individuell/In-House und standardisiert/öffentlich)
– Support (Telefon/Online)
• 5Minds IT-Solutions GmbH & Co KG, Oberhausen
– Softwareentwicklung
• Dr. Holger Schwichtenberg
– Wirtschaftsinformatiker, Microsoft Most Valuable Professional (MVP), MCSD
– Entwicklungsleiter, Architektur, Beratung, Schulung
– Autor für heise.de, ix, dotnet magazin, dotnetpro,Addison-Wesley, Microsoft Press, Hanser, u.a.
– Gutachter Verfahren EU versus Microsoft
– Blog: www.DOTNET-DOKTOR.de
– Twitter: www.twitter.com/DOTNETDOKTOR
– Kontakt: [email protected], 0201 7490-700
#4
Fachveröffentlichungen (Auswahl)
#5
Unsere Kunden (Auswahl)
#6
NLWKN
#7
NLWKN
• Niedersächsischer Landesbetriebfür Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz
• entstand der NLWKN zum 1. Januar 2005 aus dem Zusammenschluss mehrerer bislang selbstständiger Landesbehörden:
– Landesbetrieb für Wasserwirtschaft und Küstenschutz
– Landesamt für Ökologie
– Dezernate für Naturschutz und Wasserwirtschaft der vier 2004 aufgelösten Bezirksregierungen (Weser-Ems, Hannover, Lüneburg und Braunschweig).
• Direktion des NLWKN in der Stadt Norden
• Betriebsstellen: Aurich, Brake-Oldenburg, Cloppenburg, Hannover-Hildesheim, Lüneburg, Meppen, Norden-Norderney, Stade, Sulingen, Braunschweig, Göttingen und Verden
#8
Aufgaben des NLWKN
• Betrieb und Unterhaltung landeseigener Anlagen und Gewässer
• Planung und Bau wasserwirtschaftlicher Anlagen
• Gewässergüte / Schadstoffunfallbekämpfung
• Flussgebietsmanagement
• Gewässerkundlicher Landesdienst
• radiologische Überwachung / Strahlenschutz
• Naturschutz
#9
Hochwasservorhersagezentrale des NLWKN
• Früher: Dezentralität, bei Datenhaltung und "Berechnungen"
• HWVZ eingerichtet 1. Oktober 2009
• Software: Betriebsdateninformationsystem (BIS) und Panta Rhei
• Operationelle Vorhersagen für das Aller-Leine-Oker-Gebiet seit Januar 2011
• Operationelle Vorhersagen für das Hase-Einzugsgebiet seit 2012
• Nächstes Flussgebiet in Vorbereitung: Hunte
• Vorhersagebetrieb für weitere Einzugsgebiete geplant
#10
Flussgebiete
#11
GIS-basierte Modelldaten
Modellsystem PANTA RHEI
Hydro-Meteorologische Mess- und Vorhersagedaten +
Wasserhaushaltsmodell
kontinuierliche Modellierung der Komponenten des Wasserhaushalts
Topographie
Teil-EZG, Gewässer
Pegel etc.
Landnutzung
Bodentypen
Hochwasservorhersage – Modell
#12
Hochwasservorhersage aufgrund prognostizierter Niederschläge
#13
Zielgruppen
• Katastrophenschutzdienste
• Öffentliche Einrichtungen
• Binnenschifffahrt
• Landwirte
• Besitzer von Industrieanlagen
• Hausbesitzer
• …
#14
Betriebsdateninformationsystem "BIS"
#15
Betriebsdateninformationsystem"BIS"
• Zentrale Betriebsdatenbank des NLWKN
• Aktuell: Wasserstände/Hochwasservorhersage
• Geplant auch: Gewässergüte, Grundwasser
• Derzeit mehr als 3 Milliarden Datensätze in der Messdatentabelle
• täglicher Zuwachs ca. 3 Millionen
• Agiles Projekt, noch nicht abgeschlossen
• Aktuell: Version 0.4
• Benutzer können seit Version 0.1 damit arbeiten
• Referenzprojekt bei Microsoft Deutschland!
#16
BIS-Inhouse-Anwendung
#17
Pegel Onlinehttp://www.pegelonline.nlwkn.niedersachsen.de
alias http://pegel.cloudapp.net
#18
BIS App für iPhone und Android(geplant für Windows Phone)
18
#19
Windows Gadget
#20
BIS-Technik
#21
Systemaufbau BIS
eMailFax SMS Voice
Prognose/Modell
Panta-Rhei
Pegel GBI/GBIII
Grundwasser
Güte
via ISDN und Handy-Netz*
Echtzeit-Daten
vorplausibilisierte Daten
Prognose-Daten
„geprüfte“ Daten
Meßdaten Dritter
Datenbank
Berichte/Meldungen
Kommunikation
Meßdaten NLWKN
Leitstand
Internet
Fachanwendungen
Hochwassermeldungen
Regionale Hochwassermeldungen
Berichte
Archivierung (revisionssicher)
Kundenzugriff über Nutzerprofile
gleiche Datensicht für Entscheider
ortsunabhängig (Direktion, BSt., MU, THW)etc.
LDB
Langzeitarchiv
GIS
Geodaten
#22
Softwarearchitektur
• Mehrschichtarchitektur
• Eigener Application Server entwickelt
– Konfigurierbare Vorgänge, Protokollierung
• Großer Fokus auf Erweiterbarkeit
– Importer
– Vorgänge
– Berechnungen
– Benutzerschnittstelle
• Automatische Eingabemaskengenerierung auf Basis von Metadaten (Model Driven Architecture)
• Generisches Rechtesystem
• Skalierbarkeit
• Hochverfügbarkeit
#23
Eingesetzte Techniken
• Microsoft SQL Server 2008 R2 geplant: 2012
• .NET 4.5, C#
• ADO.NET Entity Framework
• Windows Communication Foundation (WCF)
• Windows PowerShell
• Windows Presentation Foundation (WPF)
• Task Parallel Library (TPL)
• ASP.NET
• AJAX / JavaScript
• Windows Azure mit Table Storage (NoSQL-DB)
• Bing Maps
• ObjectiveC
#24
#25
Projekt "BISCloud"
#26
Warum Windows Azure?
• Hohe Skalierbarkeit
– In „Friedenszeiten“ interessiert sich kaum jemand für die Wasserstandsdatenwebsite „Pegel Online“
– In Hochwasserzeiten (z.T. auch Niedrigwasserzeiten) aber großes / extrem großes Interesse
– Man müsste eigene Server auf den Extremstfall auslegen, der nur alle 10-20 Jahre eintritt sehr hohe Anschaffungskosten
– Automatische Skalierung bei Bedarf in Azure!
• Hochverfügbarkeit (99,95% bei min. zwei Instanzen)
• Fixe Kosten durch Abo
• .NET-Unterstützung (Code, der ursprünglich für lokale Windows Server entwickelt wurde, konnte mit wenig Aufwand zu Azure portiert werden)
• Keine rechtlichen Restriktionen
#27
Datenfluss
Lokaler
AppServer
BISCloud in Azure
Import-Service
Hintergrund-
Prozess
Web-App
Queue
Blob
Tables
#28
Table/Blob Storage versus SQL Azure
Vorteil von nicht-relationalen Technologien in der Cloud:
– Sie skalieren sehr gut. Große Datenmengen können problemlos über verschiedene Rechner verteilt werden.
– Es gibt so gut wie keine Größenlimits (hingegen 150 GB bei SQL Server in der Cloud)
– Sie sind deutlich billiger als relationale Datenbanken
– Daten werden aus Gründen der Ausfallssicherheit redundant gehalten (3 Kopien pro Eintrag in Azure-Cloud)
Nachteile:
– Bieten viele Möglichkeiten von relationalen DBs nicht und sind somit für komplexe Datenstrukturen nicht geeignet
#29
#30
Skalierung
#31
Skalierung
• Automatische Skalierung bei Bedarf (Scale Agent)
• Kontrolle der Skalierung der Cloud-Instanzen aus dem BIS Leitstand (Desktop-Anwendung) heraus
• Manuelle Skalierung möglich
#32
Automatisches Skalieren
Instanz #1
Instanz #2
Scale-Agent
Azure
Management
Service
Table-Store mit Performance-Statistiken
Skalierungs-Auftrag
#33
Überwachung
#34
Zusammenarbeit
• Architekturberatung im Vorfeld durch www.IT-Visions.de
• Machbarkeitsstudie durch www.IT-Visions.de
• Schulung der NLWKN-Entwickler und –Adminstratorendurch www.IT-Visions.de
– .NET, SQL Server, Windows Azure, SharePoint,
– Projektmanagement, TFS
• Implementierung durch 5Minds und NLWKN
• Inzwischen: Weiterentwicklung primär durch NLWKN
• Qualitätssicherung und Second-Level-Support durch 5Minds
Hilfe zur Selbsthilfe
Lösung kann durch andere Bundesländer
genutzt werden !!!
#35
Fazit
• Sehr viel schnellere und präzisere Informationsversorgung
• Agiles Vorgehen schnell eine nutzbare Lösung parallel zum
Ermitteln der Anforderungen
• Hochwasserportal ist ein klassischer Fall für die Cloud (sporadisch sehr hohe Nachfrage)
• Entscheidung für Cloud und Azure war eine gute Entscheidung
• Kosten wesentlich niedriger als bei eigenem Vorhalten der Ressourcen
• Migration der ursprünglich nicht für Azure entwickelten Website auf Azure war einfach
• Betrieb stabil (wenn man mal von dem Azure-Ausfall am 22/23.2. absieht)
#37
Brauchen Sie Unterstützung?
• .NET, Silverlight, WinRT, SQL Server, SharePoint, Windows Server, BizTalk, CRM, u.v.a. Microsoft-Produkte sowie Oracle, MySQL und Java …
• Beratung bei Einführung, Migration und Betrieb
• (Vor-Ort-)Schulungen, Workshops
• Coaching (Vor-Ort | Telefon | E-Mail | Online-Meeting)
• Support (Vor-Ort | Telefon | E-Mail | Online-Meeting)
• Entwicklung von Prototypen und Lösung
http://www.IT-Visions.de
Telefon 0201/7490-700
