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SQL oder NoSQL
die Auswahl der richtigen Datenbankplattform für die Cloud

Steffen Krause
Technical Evangelist
@AWS_Aktuell
skrause@amazon.de
Das richtige Werkzeug

Wenn man nur einen Hammer hat sieht jedes Problem wie ein Nagel aus
Fokus auf Ihre Anwendung
Das universelle Systemdiagramm
Ihr Stack

Load Balancer
Application Tier

Database tier
Ihr Stack der Sorgen
Load balancer
Sicherheit, Skalierung, Verfügbarkeit…

Application tier
Sicherheit, Innovation, Skalierung, Performance, Verfügbarkeit…

Database tier
Sicherheit, Innovation, Skalierung, Transaktionen, Performance, Persistenz,
Verfügbarkeit, Kenntnisse..
Spektrum der Optionen

SQL

Do-it yourself



Geringe Kosten

NoSQL

Vollständig
verwaltet
Auf AWS
nicht verfügbar

Hohe Kosten
OL(T?)P
Anwendungsfall: Relational
ACID

A

•Atomicity

C

•Consistency

I

•Isolation

D

•Durability
Skalierung

Vertikale Skalierung – RAM, CPU usw.
Komplexes Schema
Optionen - Relational
Do-it Yourself
Jede relationale x64/x86 Datenbank die Sie wollen
Oracle
SQL Server
MySQL
Postgres
MariaDB
DB2
Sybase
…

Vollständig
verwaltet
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• Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC)
• Elastic Block Store (EBS) provisioned IOPS Volumes
– Bis zu 4000 IOPS pro Volume (bis 30000 mit RDS)
– Striping über mehrere Volumes möglich

•
•
•
•
•

EBS-optimized Instanzen
Oracle Automatic Storage Management (ASM)
Oracle Data Guard und Active Data Guard
Oracle Secure Backup Cloud Module
Oracle Transparent Data Encryption (TDE)
Standard Oracle Architektur auf EC2

Public Subnet

Private Subnet

App
Servers

Oracle DB
Server

S3 Bucket

AMI
(Ready to launch)
PIOPS
Root
Volume

Data
Volume
RMAN

Mirrored Redo
Log Volumes

Primary Availability Zone

Primary Region

EBS Snapshot
Backup
Volume

EBS Snapshot Copy

DR Region
Enterprise Architektur auf EC2

Public Subnet

Private Subnet

App
Web
Servers

Oracle DB
Server

Private Subnet

Root
Volume

ASM Striped
Data Volumes

App
Web
Servers

Oracle DB
Server

Oracle Data Guard

PIOPS
Root Volume

Public Subnet

PIOPS

Root
Volume

CloudFormation
Template
(Ready to launch)

PIOPS
ASM Striped
Data Volumes

Root
Volume

AMI Used by
CFN Template

OSB + RMAN
Mirrored Redo
log Volumes

Primary Availability Zone

OSB + RMAN
Secondary Availability Zone
RMAN Backup in
S3 Bucket

Primary Region

DR Region
Vereinfachung: Amazon RDS for Oracle

Public Subnet

Private Subnet

App
Web
Servers

Oracle DB
Server

Primary Availability Zone

Primary Region

Private Subnet

RDS Synchronous
Replication

Oracle DB
Server

Public Subnet
App
Web
Servers

Secondary Availability Zone
SQL Server 2012 AlwaysOn Availability Groups in AWS
Remote
Admin & Mgmt

Users

Elastic IP’s (Public Route)

NAT
Instance

Elastic IP’s (Public Route)

RDGW
Instance

NAT
Instance

RDGW
Instance

Windows Server Failover Clustering (WSFC) Cluster
Node
WSFC Configuration

Node
WSFC Configuration

SQL Server Instance

SQL Server Instance

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Instance Network Name
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Secondary Replica

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Storage

Primary
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Rerplica
DC/DNS

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aktuell gehalten

Backups

Automatische Backups, Point in Time Recovery
möglich

Compute

Storage

Database
Provisioned IOPS

Networking
AWS Global Infrastructure

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Definierter IO-Durchsatz entsprechend der
Anforderungen (bis 30000)
Automatischer Failover auf zweiten Host bei
Ausfall des primären
Einfache Erstellung von Lese-Replikas, einfache
Replikation in andere Availability Zone
Relationale Datenbank
Amazon Relational Database Service
(Amazon RDS) databases stores forum
threads, site content, and project
configuration data.
High availability Multi-AZ database
deployment to handle live game metadata
and user-generated content.
Deployment & Administration
App Services
Compute

Storage

Database

Networking
AWS Global Infrastructure

Enterprise-grade fault tolerance for
protecting customer data.
By managing time-consuming database
administration tasks, Amazon RDS allows
SEGA to focus on business critical
applications.
Demo: RDS
http://bit.ly/RDSDemoDE
Best Practices: RDBMS auf AWS

• Verwenden Sie mehrere Availability Zones
– RDS bietet MultiAZ für Oracle und MySQL

• Verwenden Sie Provisioned IOPs
– Bis zu 30000 für RDS
– Bis zu 4000 für EBS Volumes
• Striping (RAID 0) möglich für mehr

• Backup nach S3
– Verwendung von DB Snapshots oder EBS Snapshots oder direktes S3
Backup wenn unterstützt (z.B. Oracle RMAN)

• Verwenden Sie geeignete Instanztypen
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Änderung des Instanztyps
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Massives Scale Out
Flexibles Schema

2 Wochen später
Niedrige Latenz
NoSQL

BA

•Basically Available

S

•Soft state

E

•Eventually consistent

* Aber einige NoSQL Datenbanken bieten voll transaktionale Schreiboperationen
Scaling

Horizontales Scaling – RAM, CPU usw.
Optionen - NoSQL
Do-it Yourself
Jede x64/x86 NoSQL Datenbank die Sie wollen

Vollständig
verwaltet
DynamoDB

MongoDB
Cassandra
Riak
Redis
CouchDB
Memcache
…
SimpleDB
(ElastiCache: Memcache, Redis))
NoSQL Datenbanken auf AWS

• Whitepaper dokumentieren NoSQL Datenbanken auf AWS
– http://aws.amazon.com/whitepapers
– Couchbase on AWS
– Riak on AWS
– MongoDB on AWS
NoSQL Datenbank
DynamoDB
NoSQL Datenbank mit provisioniertem Durchsatz
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Vollständig verteilte, fehlertolerante Architektur

Feature

App Services
Storage

Provisionierter
Durchsatz

Lese/Schreibdurchsatz einfach nach
Bedarf erhöhen und vermindern

Vorhersagbare
Performance

Deployment & Administration

Compute

Details

Durchschnittliche Latenz im einstelligen
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Konsistenz

Database

Networking

Fehlertolerant
Monitoring
Sicher

AWS Global Infrastructure

Elastic
MapReduce

Sicheres Lesen der aktuellsten Werte
Daten repliziert über mehrere
Availability Zones
Integration mit CloudWatch
Integration mit AWS Identity and
Access Management (IAM)
Integration mit Elastic MapReduce
(Hadoop) für komplexe Analysen oder
NoSQL Datenbank
"When IMDb launches features to our over
110MM monthly unique users worldwide, we
want to be prepared for rapid growth (1000x
scale), and for customers to use our software in
exciting and different ways…

Deployment & Administration
App Services
Compute

Storage

Database

Networking
AWS Global Infrastructure

…To ensure we could scale quickly, we migrated
IMDb’s popular 10 star rating system to
DynamoDB. We evaluated several technologies
and chose DynamoDB because it is a highperformance database system that scales
seamlessly and is fully managed. This saves us a
ton of development time and allows us to focus
our resources on building better products for our
customers, while still feeling confident in our
ability to handle growth.”
H.B. Siegel, CTO, IMDb.
Demo: DynamoDB
http://bit.ly/SQLNoSQLDE ab 23:57
Data Warehousing
Reporting & Analytics
Komplexes Schema
Komplexes Schema

OK, hatten wir schon: Relational (RDS oder EC2)
Wenn die Datenmenge nicht zu groß ist
Data Warehousing

Aber was ist mit:
• Richtig großen
Datenmengen
• Niedrigen Kosten
?

€
Data Warehouse
Redshift
Schnelle und performante Analyse großer Datenmengen
1/10 der Kosten eines traditionellen Data Warehouse

Automatisches Deployment & Administration

Feature
Skalierung

Deployment & Administration

Niedrige Kosten
Columnstore

App Services

Fehlertolerant

Compute

Storage

Database
Vollständig
verwaltet

Networking
AWS Global Infrastructure

Sicher
Kompatibel

Details
Skaliert von Terabytes bis Petabytes
Preise ab US$999/TB/Jahr
Spaltenweise Speicherung optimiert für
DWH Workloads
Automatische Ersetzung von Nodes &
Disks, Automatisches Backup nach S3
Automatisches OS & Software Patching
Redshift Daten können verschlüsselt
werden
Kompatibel mit populären BI Tools über
ODBC und JDBC Treiber
Demo: Redshift
http://bit.ly/RedshiftDE
cr1.8xlarge hat 244 GB RAM!
Image Copyright by StuSeeger http://www.flickr.com/photos/stuseeger/

Direkt aus dem AWS Marketplace
SAP HANA on AWS

SAP HANA One
Premium

Business

Developer

Overview

SAP HANA One, plus SAP Cloud Integration (HCI)
and approval to load SAP source data

Fully featured SAP HANA virtual appliance on AWS

Fully featured SAP HANA virtual appliance
on AWS for individual developers

Use Cases

 Production and non-production
 All SAP HANA use cases supported including SAP
Business Suite and SAP NetWeaver Business
Warehouse on HANA

 Production and non-production
 Analytics acceleration
 Data merging
 Temporary event-based analytics
 Self-service BI
 Prototypes and proofs-of-concept

 Non-production only
 Develop, test and demo applications on
top of the HANA platform
 Learning environment

Key Benefits

 Instant provisioning
 Enterprise Support included
 Annual subscription pricing – economical for
24x7 customers
 Data Services included

 Instant, self-serve access – up and running in 10
minutes
 Start and stop when needed – reduce license
and infrastructure cost
 Community support

 Free developer license
 Easily accessible and rapidly deployable
 Pay-per-use infrastructure

Annual subscription

On-demand - $0.99 per hour

Free Developer License

SAP HANA Marketplace

AWS Marketplace

SAP SCN

License
Available from

Demo: http://aws.typepad.com/aws/2013/05/demo-sap-hana-one-on-aws.html
Demo: SAP HANA
http://bit.ly/HanaDemoDE
Elastic MapReduce

Halt, was ist mit Hadoop?
• Vollständig verwalteter Hadoop Service: EMR (Elastic MapReduce)
– Einfaches Erstellen von Clustern in Minuten
– Verwendung von S3 als skalierbarer Speicher ohne Kopieren von Daten

• Viele Kunden verwendne Hadoop für DWH-artige Workloads
– Weil das lange zeit die einzige skalierbare, kostengünstige Möglichkeit war
– In vielen Fällen ist Redshift für DWH Workloads schneller und preiswerter

• Hadoop/EMR ist erste Wahl für komplexe Berechnungen auf
großen Datenmengen
– Auch für explorative oder ETL-artige Jobs
DWH Workflow Beispiel

Reporting
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Logs / Dateien

S3

Data
Pipeline

S3
EMR

explorative
Analytik

Redshift
Zusammenfassung

• Wählen Sie das richtige Werkzeug für die Aufgabe
• Ihre Wahl: Relational oder NoSQL
– Verwenden Sie RDS für Prototyping und hochwertige Daten
– Verwenden Sie Amazon DynamoDB für hochperformante,
persistente, kostengünstige Speicherung
– Verwenden Sie Redshift für skalierbares, kostengünstiges Data
Warehousing

• Ihre Wahl: Do-it-yourself oder voll verwaltet
– Verwaltete Dienste ermöglichen Ihnen den Fokus auf die eigentliche
Aufgabe
Ressourcen

• http://aws.amazon.com/de
• Getting started with Free Tier:
http://aws.amazon.com/de/free/
• 25 US$ credits für neue Kunden:
http://aws.amazon.com/de/campaigns/account/
• Twitter: @AWS_Aktuell
• Facebook:
http://www.facebook.com/awsaktuell
• Webinare: http://aws.amazon.com/de/about-aws/events/
• Slides: http://de.slideshare.net/AWSAktuell

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SQL oder NoSQL - Die Auswahl der richtigen Datenbankplattform für die Cloud

  • 1. SQL oder NoSQL die Auswahl der richtigen Datenbankplattform für die Cloud Steffen Krause Technical Evangelist @AWS_Aktuell skrause@amazon.de
  • 2. Das richtige Werkzeug Wenn man nur einen Hammer hat sieht jedes Problem wie ein Nagel aus
  • 3. Fokus auf Ihre Anwendung
  • 4.
  • 7. Ihr Stack der Sorgen Load balancer Sicherheit, Skalierung, Verfügbarkeit… Application tier Sicherheit, Innovation, Skalierung, Performance, Verfügbarkeit… Database tier Sicherheit, Innovation, Skalierung, Transaktionen, Performance, Persistenz, Verfügbarkeit, Kenntnisse..
  • 8. Spektrum der Optionen SQL Do-it yourself  Geringe Kosten NoSQL Vollständig verwaltet Auf AWS nicht verfügbar Hohe Kosten
  • 11.
  • 15. Optionen - Relational Do-it Yourself Jede relationale x64/x86 Datenbank die Sie wollen Oracle SQL Server MySQL Postgres MariaDB DB2 Sybase … Vollständig verwaltet Relational Database Service (RDS)
  • 16. Kernkomponenten • Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) • Elastic Block Store (EBS) provisioned IOPS Volumes – Bis zu 4000 IOPS pro Volume (bis 30000 mit RDS) – Striping über mehrere Volumes möglich • • • • • EBS-optimized Instanzen Oracle Automatic Storage Management (ASM) Oracle Data Guard und Active Data Guard Oracle Secure Backup Cloud Module Oracle Transparent Data Encryption (TDE)
  • 17. Standard Oracle Architektur auf EC2 Public Subnet Private Subnet App Servers Oracle DB Server S3 Bucket AMI (Ready to launch) PIOPS Root Volume Data Volume RMAN Mirrored Redo Log Volumes Primary Availability Zone Primary Region EBS Snapshot Backup Volume EBS Snapshot Copy DR Region
  • 18. Enterprise Architektur auf EC2 Public Subnet Private Subnet App Web Servers Oracle DB Server Private Subnet Root Volume ASM Striped Data Volumes App Web Servers Oracle DB Server Oracle Data Guard PIOPS Root Volume Public Subnet PIOPS Root Volume CloudFormation Template (Ready to launch) PIOPS ASM Striped Data Volumes Root Volume AMI Used by CFN Template OSB + RMAN Mirrored Redo log Volumes Primary Availability Zone OSB + RMAN Secondary Availability Zone RMAN Backup in S3 Bucket Primary Region DR Region
  • 19. Vereinfachung: Amazon RDS for Oracle Public Subnet Private Subnet App Web Servers Oracle DB Server Primary Availability Zone Primary Region Private Subnet RDS Synchronous Replication Oracle DB Server Public Subnet App Web Servers Secondary Availability Zone
  • 20. SQL Server 2012 AlwaysOn Availability Groups in AWS Remote Admin & Mgmt Users Elastic IP’s (Public Route) NAT Instance Elastic IP’s (Public Route) RDGW Instance NAT Instance RDGW Instance Windows Server Failover Clustering (WSFC) Cluster Node WSFC Configuration Node WSFC Configuration SQL Server Instance SQL Server Instance Instance Network Name Instance Network Name AlwaysOn Availability Group Secondary Replica Availability Group Listener Virtual Network Name Storage Storage Primary DC/DNS Rerplica DC/DNS Availability Zone 1 Availability Zone 2 AWS Region Private IP’s (Private Route) Private IP’s (Private Route) Primary Replica
  • 21. Relationale Datenbank Relational Database Service Database-as-a-Service Datenbank-Instanzen ohne Installation und Administration Skalierbare und fehlertolerante Konfigurationen Feature Details Multi-Plattform MySQL, Microsoft SQL Server und Oracle RDBMS Deployment & Administration Vorkonfiguriert Sofort nutzbare Instanzen mit sinnvollen Standardeinstellungen App Services Automatisches Patching Datenbankplattform wird optional automatisch aktuell gehalten Backups Automatische Backups, Point in Time Recovery möglich Compute Storage Database Provisioned IOPS Networking AWS Global Infrastructure Failover Replikation Definierter IO-Durchsatz entsprechend der Anforderungen (bis 30000) Automatischer Failover auf zweiten Host bei Ausfall des primären Einfache Erstellung von Lese-Replikas, einfache Replikation in andere Availability Zone
  • 22. Relationale Datenbank Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) databases stores forum threads, site content, and project configuration data. High availability Multi-AZ database deployment to handle live game metadata and user-generated content. Deployment & Administration App Services Compute Storage Database Networking AWS Global Infrastructure Enterprise-grade fault tolerance for protecting customer data. By managing time-consuming database administration tasks, Amazon RDS allows SEGA to focus on business critical applications.
  • 24. Best Practices: RDBMS auf AWS • Verwenden Sie mehrere Availability Zones – RDS bietet MultiAZ für Oracle und MySQL • Verwenden Sie Provisioned IOPs – Bis zu 30000 für RDS – Bis zu 4000 für EBS Volumes • Striping (RAID 0) möglich für mehr • Backup nach S3 – Verwendung von DB Snapshots oder EBS Snapshots oder direktes S3 Backup wenn unterstützt (z.B. Oracle RMAN) • Verwenden Sie geeignete Instanztypen • Skalierung hoch/runter innerhalb von 5-20 Minuten durch Änderung des Instanztyps
  • 29. NoSQL BA •Basically Available S •Soft state E •Eventually consistent * Aber einige NoSQL Datenbanken bieten voll transaktionale Schreiboperationen
  • 31. Optionen - NoSQL Do-it Yourself Jede x64/x86 NoSQL Datenbank die Sie wollen Vollständig verwaltet DynamoDB MongoDB Cassandra Riak Redis CouchDB Memcache … SimpleDB (ElastiCache: Memcache, Redis))
  • 32. NoSQL Datenbanken auf AWS • Whitepaper dokumentieren NoSQL Datenbanken auf AWS – http://aws.amazon.com/whitepapers – Couchbase on AWS – Riak on AWS – MongoDB on AWS
  • 33. NoSQL Datenbank DynamoDB NoSQL Datenbank mit provisioniertem Durchsatz Hohe, vorhersagbare Performance Vollständig verteilte, fehlertolerante Architektur Feature App Services Storage Provisionierter Durchsatz Lese/Schreibdurchsatz einfach nach Bedarf erhöhen und vermindern Vorhersagbare Performance Deployment & Administration Compute Details Durchschnittliche Latenz im einstelligen Millisekunden-Bereich durch SSDs Starke Konsistenz Database Networking Fehlertolerant Monitoring Sicher AWS Global Infrastructure Elastic MapReduce Sicheres Lesen der aktuellsten Werte Daten repliziert über mehrere Availability Zones Integration mit CloudWatch Integration mit AWS Identity and Access Management (IAM) Integration mit Elastic MapReduce (Hadoop) für komplexe Analysen oder
  • 34. NoSQL Datenbank "When IMDb launches features to our over 110MM monthly unique users worldwide, we want to be prepared for rapid growth (1000x scale), and for customers to use our software in exciting and different ways… Deployment & Administration App Services Compute Storage Database Networking AWS Global Infrastructure …To ensure we could scale quickly, we migrated IMDb’s popular 10 star rating system to DynamoDB. We evaluated several technologies and chose DynamoDB because it is a highperformance database system that scales seamlessly and is fully managed. This saves us a ton of development time and allows us to focus our resources on building better products for our customers, while still feeling confident in our ability to handle growth.” H.B. Siegel, CTO, IMDb.
  • 38. Komplexes Schema OK, hatten wir schon: Relational (RDS oder EC2) Wenn die Datenmenge nicht zu groß ist
  • 39. Data Warehousing Aber was ist mit: • Richtig großen Datenmengen • Niedrigen Kosten ? €
  • 40. Data Warehouse Redshift Schnelle und performante Analyse großer Datenmengen 1/10 der Kosten eines traditionellen Data Warehouse Automatisches Deployment & Administration Feature Skalierung Deployment & Administration Niedrige Kosten Columnstore App Services Fehlertolerant Compute Storage Database Vollständig verwaltet Networking AWS Global Infrastructure Sicher Kompatibel Details Skaliert von Terabytes bis Petabytes Preise ab US$999/TB/Jahr Spaltenweise Speicherung optimiert für DWH Workloads Automatische Ersetzung von Nodes & Disks, Automatisches Backup nach S3 Automatisches OS & Software Patching Redshift Daten können verschlüsselt werden Kompatibel mit populären BI Tools über ODBC und JDBC Treiber
  • 42. cr1.8xlarge hat 244 GB RAM! Image Copyright by StuSeeger http://www.flickr.com/photos/stuseeger/ Direkt aus dem AWS Marketplace
  • 43. SAP HANA on AWS SAP HANA One Premium Business Developer Overview SAP HANA One, plus SAP Cloud Integration (HCI) and approval to load SAP source data Fully featured SAP HANA virtual appliance on AWS Fully featured SAP HANA virtual appliance on AWS for individual developers Use Cases  Production and non-production  All SAP HANA use cases supported including SAP Business Suite and SAP NetWeaver Business Warehouse on HANA  Production and non-production  Analytics acceleration  Data merging  Temporary event-based analytics  Self-service BI  Prototypes and proofs-of-concept  Non-production only  Develop, test and demo applications on top of the HANA platform  Learning environment Key Benefits  Instant provisioning  Enterprise Support included  Annual subscription pricing – economical for 24x7 customers  Data Services included  Instant, self-serve access – up and running in 10 minutes  Start and stop when needed – reduce license and infrastructure cost  Community support  Free developer license  Easily accessible and rapidly deployable  Pay-per-use infrastructure Annual subscription On-demand - $0.99 per hour Free Developer License SAP HANA Marketplace AWS Marketplace SAP SCN License Available from Demo: http://aws.typepad.com/aws/2013/05/demo-sap-hana-one-on-aws.html
  • 45. Elastic MapReduce Halt, was ist mit Hadoop? • Vollständig verwalteter Hadoop Service: EMR (Elastic MapReduce) – Einfaches Erstellen von Clustern in Minuten – Verwendung von S3 als skalierbarer Speicher ohne Kopieren von Daten • Viele Kunden verwendne Hadoop für DWH-artige Workloads – Weil das lange zeit die einzige skalierbare, kostengünstige Möglichkeit war – In vielen Fällen ist Redshift für DWH Workloads schneller und preiswerter • Hadoop/EMR ist erste Wahl für komplexe Berechnungen auf großen Datenmengen – Auch für explorative oder ETL-artige Jobs
  • 46. DWH Workflow Beispiel Reporting und BI Logs / Dateien S3 Data Pipeline S3 EMR explorative Analytik Redshift
  • 47. Zusammenfassung • Wählen Sie das richtige Werkzeug für die Aufgabe • Ihre Wahl: Relational oder NoSQL – Verwenden Sie RDS für Prototyping und hochwertige Daten – Verwenden Sie Amazon DynamoDB für hochperformante, persistente, kostengünstige Speicherung – Verwenden Sie Redshift für skalierbares, kostengünstiges Data Warehousing • Ihre Wahl: Do-it-yourself oder voll verwaltet – Verwaltete Dienste ermöglichen Ihnen den Fokus auf die eigentliche Aufgabe
  • 48. Ressourcen • http://aws.amazon.com/de • Getting started with Free Tier: http://aws.amazon.com/de/free/ • 25 US$ credits für neue Kunden: http://aws.amazon.com/de/campaigns/account/ • Twitter: @AWS_Aktuell • Facebook: http://www.facebook.com/awsaktuell • Webinare: http://aws.amazon.com/de/about-aws/events/ • Slides: http://de.slideshare.net/AWSAktuell