izpis_h1_title_alt

Referenčni model integracije infrastrukturnih in platformskih nivojev računalniškega oblaka : doktorska disertacija
Dukarić, Robert (Avtor), Jurič, Matjaž B. (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

URLURL - Predstavitvena datoteka, za dostop obiščite http://eprints.fri.uni-lj.si/2632/ Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Računalništvo v oblaku ponuja nov način dostopa do infrastrukture, platforme in aplikacij v obliki storitev. Trenutno je v svetu IT prisotna velika raznolikost platform IaaS (Infrastructure as a Service) in PaaS (Platform as a Service), kar predstavlja precejšnjo oviro pri gradnji in izvajanju kompleksnih aplikacij v infrastrukturnih in platformskih oblakih. Posledično so potrebe po enotnem in celovitem referenčnem modelu posameznega sloja ter modelu njune integracije zelo velike. Iz tega razloga je izhodišče predlagane doktorske teme izdelava referenčnega modela integracije infrastrukturnih in platformskih nivojev računalniškega oblaka, ki ga sestavljajo trije komplementarni modeli: (1) arhitekturni model IaaS, (2) model obogatitve sodobnih izvajalnih platform s specifikami oblaka ter (3) model upravljanja kompenzacij v orkestracijskih platformah oblaka. Ena izmed vidnejših pomanjkljivosti IaaS je njeno izrazito pomanjkanje skupnega izhodišča za analizo, primerjavo ter evalvacijo njenih implementacij, saj trenutno ne obstaja enotna in celovita taksonomija ter arhitekturno ogrodje sloja IaaS. Iz tega razloga predlagamo arhitekturni model IaaS, ki ga sestavljata taksonomija in arhitekturno ogrodje IaaS. Za ovrednotenje klasifikacije predlaganega modela naredimo sistematični pregled in raziskavo številnih sistemov IaaS ter jih v okviru raziskovalnega dela preslikamo na predlagano taksonomijo. Nato definiramo arhitekturno ogrodje IaaS, ki temelji na enotni taksonomiji, podamo podroben opis posameznega sloja in definiramo odvisnosti med sloji in komponentami. Da bi pokazali učinkovitost in uporabnost predlaganega arhitekturnega modela IaaS, izvedemo ovrednotenje modela na številnih realnih projektih. V ta namen izvedemo celovito analizo najpomembnejših komercialnih in odprto-kodnih produktov IaaS. Rezultati evalvacije pokažejo opazne razlike pri funkcijski podpori med komercialnimi in odprto-kodnimi platformami IaaS, bistvene pomanjkljivosti pomembnih arhitekturnih komponent v smislu izpolnjevanja obljub infrastrukturnih oblakov ter uporabnost predlaganega arhitekturnega modela v realnem svetu. Za zagotovitev neprekinjenega izvajanja aplikacij v oblakih IaaS in PaaS morata biti v sodobnih aplikacijskih platformah naslovljena dva izmed pomembnejših aspektov: elastičnost in nadzor. Skladno s tem preučimo vidike elastičnosti in nadzora računalniških oblakov ter zasnujemo model obogatitve sodobnih izvajalnih platform tako, da definiramo generičen sistem parametrov za izvajanje aplikacij v oblakih IaaS in PaaS. Generičen sistem parametrov strukturiramo v dve skupini parametrov: parametri za nadzor in parametri elastičnosti. Obe skupini parametrov predstavljata platformsko-neodvisne parametre, ki ju uporabimo za preslikavo v platformsko-specifične programske direktive in politike. S preslikavo sistema parametrov v platformo Java EE želimo obogatiti sodobne izvajalne platforme z deficitnimi zmožnostmi oblaka (tj. elastičnost in nadzor) ter pokazati, da preslikava skrije kompleksnost spodaj ležeče infrastrukture sistemov, medtem ko administratorjem aplikacij in razvijalcem ponuja večji nadzor in upravljanje nad njihovimi aplikacijami. Ena izmed pomembnejših lastnosti uspešne postavitve aplikacij v oblakih predstavlja orkestracija virov v oblaku. Orkestracija virov v oblaku opisuje avtomatizirano ureditev, koordinacijo in upravljanje kompleksnih procesov oblaka in je realizirana z orkestracijo delovnih tokov. Da bi omogočili zanesljivo orkestracijo delovnih tokov, ki je odporna na napake, je pomembno vzpostaviti učinkovit mehanizem upravljanja s kompenzacijami. Skladno s tem vpeljemo model upravljanja kompenzacij v orkestracijsko arhitekturo oblaka, pri čemer izvedemo arhitekturno analizo obstoječih sistemov za delovne tokove specifične za oblak, definiramo generični pristop za upravljanje kompenzacij, ki je aplikabilen nad orkestratorji oblaka, ter predlagamo nov algoritem Compensation Activities Search (CAS) za preiskovanje delovnih tokov orkestratorjev oblaka (tj. usmerjenih grafov) in iskanje primernih aktivnosti, ki jih je potrebno kompenzirati. Na koncu predstavimo primer uporabe adaptiranja BPMN 2.0 za orkestracijo opravil, specifičnih za oblak, ter razvijemo sistem PoC (Proof of Concept), s katerim prikažemo efektivnost in izvedljivost predlaganega pristopa. Ključni rezultati doktorske disertacije so (1) arhitekturni model IaaS, ki definira enotno taksonomijo in arhitekturno ogrodje IaaS, podaja podroben opis slojev in definira odvisnosti med sloji in komponentami, (2) model obogatitve sodobnih izvajalnih platform s specifikami oblaka, ki analizira vidike elastičnosti in nadzora računalniških oblakov in definira generičen sistem parametrov za izvajanje aplikacij v oblakih IaaS in PaaS ter (3) model upravljanja kompenzacij v orkestracijskih platformah oblaka, ki analizira arhitekturo obstoječih orkestratorjev oblaka, definira generični pristop za upravljanje kompenzacij ter vpeljuje nov algoritem CAS za preiskovanje delovnih tokov orkestratorjev oblaka. Z vpeljavo treh komplementarnih modelov v krovni referenčni model integracije infrastrukturnih in platformskih nivojev računalniškega oblaka smo dosegli vse cilje, ki smo jih zastavili v doktorski disertaciji.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:računalništvo v oblaku, taksonomija, arhitekturno ogrodje, Java EE, orkestracija oblaka, upravljanje kompenzacij, računalništvo, disertacije
Vrsta gradiva:Doktorsko delo/naloga (mb31)
Tipologija:2.08 - Doktorska disertacija
Organizacija:FRI - Fakulteta za računalništvo in informatiko
Leto izida:2014
Založnik:[R. Dukarić]
Št. strani:188 str.
UDK:004.7(043.3)
COBISS.SI-ID:1536012483 Povezava se odpre v novem oknu
Število ogledov:490
Število prenosov:192
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
 
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
:
Objavi na:AddThis
AddThis uporablja piškotke, za katere potrebujemo vaše privoljenje.
Uredi privoljenje...

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Reference model for the integration of infrastructure- and platform-level clouds
Izvleček:
Cloud computing is revolutionizing the IT industry by enabling access to infrastructure, platform and applications as services. Due to the vast diversity of existing IaaS (Infrastructure as a Service) and PaaS (Platform as a Service) clouds, the development and execution of contemporary cloud-based applications is significantly hindered. Therefore, the goal of this thesis is to design a reference model for the integration of infrastructure- and platform-level clouds, which we structure into three models: (1) architectural model of IaaS, (2) model for cloud-specific enrichment of contemporary container-based platforms and (3) model for compensation handling in cloud orchestrators. There is an evident deficiency of mechanisms for analysis, comparison and evaluation of IaaS cloud implementations, since no unified taxonomy or reference architecture is available. In this article, we propose an architectural model of IaaS, which consists of a unified taxonomy and an IaaS architectural framework. We survey various IaaS systems and map them onto our taxonomy to evaluate the classification. We then introduce an IaaS architectural framework that relies on the unified taxonomy. We provide detailed description of each layer and define dependencies between the layers and components. Finally, we evaluate the proposed IaaS architectural framework on several real-world projects, while performing a comprehensive analysis of the most important commercial and open-source IaaS products. The evaluation results show notable distinction of feature support and capabilities between commercial and open-source IaaS platforms, significant deficiency of important architectural components in terms of fulfilling true promise of infrastructure clouds, and real-world usability of the proposed taxonomy and architectural framework. Elasticity and cloud-control are two most important aspects that have to be addressed in order to seamlessly run applications in IaaS and PaaS clouds. Hence, we have investigated elasticity and cloud-control capabilities of contemporary container-based platforms. We have design a model for cloud-specific enrichment of contemporary container-based platforms, while defining a generic parameter system for executing applications in IaaS and PaaS clouds, which we have structured around two parameter groups: control parameters and elasticity parameters. Both groups present platform-independent parameters, which we use to derive platform-specific programming directives and policies, thus achieving cloud-specific enrichment with deficient elasticity and cloud-control capabilities. We have shown that applying such metadata system to Java EE platform provides application administrators and application developers with greater control and manageability of their application. Cloud orchestration is one of the most important mechanisms of a successful application deployment in the cloud. Cloud orchestration describes the automated arrangement, coordination, and management of complex cloud systems, middleware and services, and is realized by orchestrating workflows. To enable reliable and fault-tolerant cloud orchestration, it is important to establish an effective compensation handling mechanism. In fact, compensation handling principles have so far not been included in cloud orchestration platforms and had to be performed manually, by implementing the reversal operations of already completed activities in one of the upstream activities or within an error handler, thus preventing workflow designers to compose more error-prone workflows in an efficient way. In this paper we introduce a model for compensation handling support in cloud orchestrators while performing an architectural analysis of existing cloud-specific workflow systems, defining a generic approach for compensation handling applicable to cloud orchestrators, and proposing a novel algorithm called Compensation Activities Search (CAS) for traversing a cloud orchestration workflow and finding appropriate activities to be compensated. Finally, we present a use case of adapting BPMN 2.0 to orchestrate cloud-specific tasks and develop a proof of concept system to show the effectiveness and feasibility of our proposed approach. Key results of the dissertation are (1) an architectural model of IaaS, which defines a unified taxonomy and an IaaS architectural framework, provides detailed description of each layer and defines dependencies between the layers and components, (2) a model for cloud-specific enrichment of contemporary container-based platforms, which investigates elasticity and cloud-control capabilities of contemporary container-based platforms and defines a generic parameter system for executing applications in IaaS and PaaS clouds, and (3) a model for compensation handling support in cloud orchestrators, which performs an architectural analysis cloud orchestrators, defines a generic approach for compensation handling applicable to cloud orchestrators, and introduces a novel algorithm CAS for traversing a cloud orchestration workflow. With the introduction of three complementary models into the parent reference model for the integration of infrastructure- and platform-level clouds, we achieved all the goals we have set in this doctoral dissertation.

Ključne besede:cloud computing, taxonomy, architectural framework, Java EE, cloud orchestration, compensation handling, doctoral dissertations, theses

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj