Using sun Java composite application platform suite (Java CAPS) for enterprise application integration

Estágio realizado na Wipro RetailTese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 200

It's about THYME: On the design and implementation of a time-aware reactive storage system for pervasive edge computing environments

This work was partially supported by Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia (FCT-MCTES) through project DeDuCe (PTDC/CCI-COM/32166/2017), NOVA LINCS UIDB/04516/2020, and grant SFRH/BD/99486/2014; and by the European Union through project LightKone (grant agreement n. 732505).Nowadays, smart mobile devices generate huge amounts of data in all sorts of gatherings. Much of that data has localized and ephemeral interest, but can be of great use if shared among co-located devices. However, mobile devices often experience poor connectivity, leading to availability issues if application storage and logic are fully delegated to a remote cloud infrastructure. In turn, the edge computing paradigm pushes computations and storage beyond the data center, closer to end-user devices where data is generated and consumed, enabling the execution of certain components of edge-enabled systems directly and cooperatively on edge devices. In this article, we address the challenge of supporting reliable and efficient data storage and dissemination among co-located wireless mobile devices without resorting to centralized services or network infrastructures. We propose THYME, a novel time-aware reactive data storage system for pervasive edge computing environments, that exploits synergies between the storage substrate and the publish/subscribe paradigm. We present the design of THYME and elaborate a three-fold evaluation, through an analytical study, and both simulation and real world experimentations, characterizing the scenarios best suited for its use. The evaluation shows that THYME allows the notification and retrieval of relevant data with low overhead and latency, and also with low energy consumption, proving to be a practical solution in a variety of situations.publishersversionpublishe

Data Storage and Dissemination in Pervasive Edge Computing Environments

Nowadays, smart mobile devices generate huge amounts of data in all sorts of gatherings. Much of that data has localized and ephemeral interest, but can be of great use if shared among co-located devices. However, mobile devices often experience poor connectivity, leading to availability issues if application storage and logic are fully delegated to a remote cloud infrastructure. In turn, the edge computing paradigm pushes computations and storage beyond the data center, closer to end-user devices where data is generated and consumed. Hence, enabling the execution of certain components of edge-enabled systems directly and cooperatively on edge devices. This thesis focuses on the design and evaluation of resilient and efficient data storage and dissemination solutions for pervasive edge computing environments, operating with or without access to the network infrastructure. In line with this dichotomy, our goal can be divided into two specific scenarios. The first one is related to the absence of network infrastructure and the provision of a transient data storage and dissemination system for networks of co-located mobile devices. The second one relates with the existence of network infrastructure access and the corresponding edge computing capabilities. First, the thesis presents time-aware reactive storage (TARS), a reactive data storage and dissemination model with intrinsic time-awareness, that exploits synergies between the storage substrate and the publish/subscribe paradigm, and allows queries within a specific time scope. Next, it describes in more detail: i) Thyme, a data storage and dis- semination system for wireless edge environments, implementing TARS; ii) Parsley, a flexible and resilient group-based distributed hash table with preemptive peer relocation and a dynamic data sharding mechanism; and iii) Thyme GardenBed, a framework for data storage and dissemination across multi-region edge networks, that makes use of both device-to-device and edge interactions. The developed solutions present low overheads, while providing adequate response times for interactive usage and low energy consumption, proving to be practical in a variety of situations. They also display good load balancing and fault tolerance properties.Resumo Hoje em dia, os dispositivos móveis inteligentes geram grandes quantidades de dados em todos os tipos de aglomerações de pessoas. Muitos desses dados têm interesse loca- lizado e efêmero, mas podem ser de grande utilidade se partilhados entre dispositivos co-localizados. No entanto, os dispositivos móveis muitas vezes experienciam fraca co- nectividade, levando a problemas de disponibilidade se o armazenamento e a lógica das aplicações forem totalmente delegados numa infraestrutura remota na nuvem. Por sua vez, o paradigma de computação na periferia da rede leva as computações e o armazena- mento para além dos centros de dados, para mais perto dos dispositivos dos utilizadores finais onde os dados são gerados e consumidos. Assim, permitindo a execução de certos componentes de sistemas direta e cooperativamente em dispositivos na periferia da rede. Esta tese foca-se no desenho e avaliação de soluções resilientes e eficientes para arma- zenamento e disseminação de dados em ambientes pervasivos de computação na periferia da rede, operando com ou sem acesso à infraestrutura de rede. Em linha com esta dico- tomia, o nosso objetivo pode ser dividido em dois cenários específicos. O primeiro está relacionado com a ausência de infraestrutura de rede e o fornecimento de um sistema efêmero de armazenamento e disseminação de dados para redes de dispositivos móveis co-localizados. O segundo diz respeito à existência de acesso à infraestrutura de rede e aos recursos de computação na periferia da rede correspondentes. Primeiramente, a tese apresenta armazenamento reativo ciente do tempo (ARCT), um modelo reativo de armazenamento e disseminação de dados com percepção intrínseca do tempo, que explora sinergias entre o substrato de armazenamento e o paradigma pu- blicação/subscrição, e permite consultas num escopo de tempo específico. De seguida, descreve em mais detalhe: i) Thyme, um sistema de armazenamento e disseminação de dados para ambientes sem fios na periferia da rede, que implementa ARCT; ii) Pars- ley, uma tabela de dispersão distribuída flexível e resiliente baseada em grupos, com realocação preventiva de nós e um mecanismo de particionamento dinâmico de dados; e iii) Thyme GardenBed, um sistema para armazenamento e disseminação de dados em redes multi-regionais na periferia da rede, que faz uso de interações entre dispositivos e com a periferia da rede. As soluções desenvolvidas apresentam baixos custos, proporcionando tempos de res- posta adequados para uso interativo e baixo consumo de energia, demonstrando serem práticas nas mais diversas situações. Estas soluções também exibem boas propriedades de balanceamento de carga e tolerância a faltas

Simplifying the use of event-based systems with context mediation and declarative descriptions

Current trends like the proliferation of sensors or the Internet of Things lead to Cyber-physical Systems (CPSs). In these systems many different components communicate by exchanging events. While events provide a convenient abstraction for handling the high load these systems generate, CPSs are very complex and require expert computer scientists to handle correctly. We realized that one of the primary reasons for this inherent complexity is that events do not carry context. We analyzed the context of events and realized that there are two dimensions: context about the data of an event and context about the event itself. Context about the data includes assumptions like systems of measurement units or the structure of the encoded information that are required to correctly understand the event. Context about the event itself is data that provides additional information to the information carried by the event. For example an event might carry positional data, the additional information could then be the room identifier belonging to this position. Context about the data helps bridge the heterogeneity that CPSs possess. Event producers and consumers may have different assumptions about the data and thus interpret events in different ways. To overcome this gap, we developed the ACTrESS middleware. ACTrESS provides a model to encode interpretation assumptions in an interpretation context. Clients can thus make their assumptions explicit and send them to the middleware, which is then able to mediate between different contexts by transforming events. Through analysis of the provided contexts, ACTrESS can generate transformers, which are dynamically loaded into the system. It does not need to rely on costly operations like reflection. To prove this, we conducted a performance study which shows that in a content-based publish/subscribe system, the overhead introduced by ACTrESS’ transformations is too small to be measurable. Because events do not carry contextual information, expert computer scientists are required to describe situations that are made up of multiple events. The fact that CPSs promise to transform our everyday life (e.g., smart homes) makes this problem even more severe in that most of the target users cannot use CPSs. In this thesis, we developed a declarative language to easily describe situations and a desired reaction. Furthermore, we provide a mechanism to translate this high-level description to executable code. The key idea is that events are contextualized, i.e. our middleware enriches the event with the missing contextual information based on the situation description. The enriched events are then correlated and combined automatically, to ultimately be able to decide if the described situation is fulfilled or not. By generating small computational units, we achieve good parallelization and are able to elegantly scale up and down, which makes our approach particularly suitable for modern cloud architectures. We conducted a usability analysis and performance study. The usability analysis shows that our approach significantly simplifies the definition of reactive behavior in CPS. The performance study shows that the achieved automatic distribution and parallelization incur a small performance cost compared to highly optimized systems like Esper

Service-Oriented Middleware for the Future Internet: State of the Art and Research Directions

International audienceService-oriented computing is now acknowledged as a central paradigm for Internet computing, supported by tremendous research and technology development over the last ten years. However, the evolution of the Internet, and in particular, the latest Future Internet vision, challenges the paradigm. Indeed, service-oriented computing has to face the ultra large scale and heterogeneity of the Future Internet, which are orders of magnitude higher than those of today's service-oriented systems. This article aims at contributing to this objective by identifying the key research directions to be followed in light of the latest state of the art. This article more specifically focuses on research challenges for service-oriented middleware design, therefore investigating service description, discovery, access and composition in the Future Internet of services

Analysing Integration and Information Security: Enterprise Service Bus Solution for Smart Grid

Electricity is the lifeline of modern society. Without major improvements and new technology, the current electric grid cannot meet the future demand for safe, reliable, sustainable, and affordable electricity. A proposed solution is the Smart Grid that utilises advanced information and communication technologies (ICT). The Smart Grid will help to change the ways electricity is produced and consumed. This thesis focuses on two important areas in the Smart Grid: the integration of existing and new information systems, and the information security of the integration solutions. The Smart Grids and Energy Markets (SGEM) is a project for extensive research on the future of electric energy. As part of the SGEM project, this thesis focuses on the integration of information systems within the distribution domain. Earlier research suggests that concepts such as Service-Oriented Architecture (SOA), Enterprise Service Bus (ESB), and Common Information Model (CIM) are essential for a successful Smart Grid integration. The goal of this work was to study these topics and to provide an integration component to be used in a concrete demonstration environment. The theoretical background section consists of research on various integration architectures and their characteristics, and provides details of their functionality and performance. The integration landscape includes an introduction to the Smart Grid, the electricity distribution domain and related information systems, and the most important standards in the field. An introduction is provided to Microsoft BizTalk Server, the integration platform used in this project. Information security is a key aspect that cross-cuts the entire work. A specific section for related information security aspects is included for each of the discussed topics. The experimental part of this work started from an example ICT architecture and three use cases as described previously within the SGEM project. The use cases are analysed in detail using a data flow approach to define the specific integration and information security requirements. A BizTalk based demonstration environment was designed and implemented. It will serve as a foundation for future work and allow for the integration of other parts of the example architecture. The main result of this work is that, although SOA, ESB, and CIM are beneficial concepts, they are no silver bullet for integration issues. Further, they fundamentally change the approach to information security; this is particularly true for service-orientation. BizTalk offers a viable platform for integration, but, as an ESB, has certain limitations that must be carefully considered. A guideline for implementing the said concepts is offered to aid future integration work. It can be used to lower the barriers for collaboration between experts in the fields of electricity, integration, and information security. Co-operation of the foresaid parties is crucial for building secure, reliable, and efficient integration that will meet the needs of the Smart Grid.Sähköenergia on elintärkeää modernin yhteiskunnan toimivuudelle. Tulevaisuudessa tarvitaan yhä enemmän turvallista, luotettavaa, ympäristön kannalta kestävää ja riittävän edullista sähköenergiaa. Nykyinen sähköverkko vaatii kehittämistä ja merkittäviä parannuksia, jotta se pystyy vastaamaan näihin tarpeisiin. Ratkaisuksi on ehdotettu älykästä sähköverkkoa, Smart Gridiä. Tavoitteena on kehittää uusia tapoja tuottaa ja kuluttaa sähköä hyödyntämällä sähköverkon toteutuksessa laajamittaisesti tieto- ja viestintäteknologioita. Tässä työssä käsitellään kahta Smart Gridin kannalta tärkeää aihetta: tietojärjestelmien integrointia ja tietoturvallisuutta. Smart Grids and Energy Markets (SGEM) -projekti tutkii laaja-alaisesti sähköenergian tulevaisuutta. Osana SGEM-projektia tämä diplomityö keskittyy sähkön jakeluverkon hallinnassa käytettävien tietojärjestelmien integrointiin, sekä siihen liittyvään tietoturvaan. Aiemman tutkimuksen perusteella integraatioratkaisun tärkeimmiksi osa-alueiksi on todettu palveluväylään perustuva palvelupohjainen arkkitehtuuri, sekä kaikille toimijoille yhteinen tietomalli. Tämän työn tavoitteena on tarjota konkreettisia ohjeita ja esimerkkejä mainittujen konseptien hyödyntämisestä. Tarkoitus on demonstroida projektissa aiemmin esitettyä malliarkkitehtuuria rakentamalla testiympäristö ja toteuttamalla siinä tarvittava integraatioratkaisu. Yhtenä päätavoitteena oli tutkia integraation teoriaa ja eri arkkitehtuureja ja esitellä niiden toiminnallisuuden ja suorituskyvyn olennaisia eroja. Monet tahot tarjoavat ohjelmistoalustoja, jotka toimivat eri integraatioarkkitehtuurien käytännön toteutusten pohjana. Toinen päätavoite oli evaluoida erästä integraatio-ohjelmistoa, Microsoftin BizTalk Serveriä. Evaluoinnin pohjana ovat yksityiskohtainen analyysi ja BizTalkiin perustuvan demonstraatioympäristön rakentaminen. Tavoitteena oli toteuttaa tässä ympäristössä yksinkertaisia testejä ja luoda perusta, jota voidaan hyödyntää tulevissa testauksissa. BizTalk-ympäristön tulee mahdollistaa uusien järjestelmien integrointi myöhemmin. Tietoturva tulee ottaa huomioida integrointiprosessin kaikissa vaiheissa. Se on siten koko työtä läpileikkaava aihealue, jota erityisesti painotetaan. Työn ensimmäinen osa esittelee teoreettista taustaa ja toimintaympäristön. Toinen luku esittelee lyhyesti sähköverkon toimintaa lukijoille, joilla ei ole sähköalan taustaa. Olennainen osa on älykkään sähköverkon tietoturva-aspektien käsittely. Smart Grid on ympäristönä ainutlaatuinen yhdistelmä perinteisen tietotekniikan ja automaatioalan järjestelmiä. Laajuutensa ja monimutkaisuutensa vuoksi se on ennennäkemättömän haastava toimintaympäristö tietoturvan kannalta. Automaatiojärjestelmien erityispiirteet, muun muassa reaaliaikavaatimukset, tulee huomioida myös tietoturvan suunnittelussa ja toteutuksessa. Kolmannessa luvussa käsitellään integraation ja eri arkkitehtuurien kehitystä. Luvussa esitellään työn kannalta olennaiset konseptit: palveluorientoitunut arkkitehtuuri (Service-Oriented Architecture, SOA) ja palveluväylä (Enterprise Service Bus, ESB). Samalla käsitellään myös palveluväylän tärkeimmät erot perinteisempään yrityssovellusten integrointiin (Enterprise Application Integration, EAI) verrattuna. Väliohjelmiston (middleware) testaamiseen ja valintaan vaikuttavia asioita sekä tietoturvaa käydään läpi. Tietoturvassa erityisesti palveluorientoituneisuus aiheuttaa suuria muutoksia: monet perinteisessä sovellusarkkitehtuurissa käytetyt tietoturvan toteutusmenetelmät eivät enää ole käyttökelpoisia. Neljäs luku esittelee aluksi tutkimusongelmaa ja toimintaympäristöä eli sähkön jakeluverkon moninaisia tietojärjestelmiä sekä niiden välisiä kommunikaatiotarpeita. Jakeluverkko-operaattorin (Distribution System Operator, DSO) tärkeimmät tietojärjestelmät sekä yhteinen tietomalli (Common Information Model, CIM) esitellään lyhyesti. Lisäksi tärkeimmät standardit ja suositukset käydään läpi, koska niillä on olennainen rooli minkä tahansa laajan ja monimutkaisen järjestelmän kehittämisessä. Tarkastelun näkökulmina ovat Smart Grid, integraatio yleisellä tasolla ja tietoturva Smart Gridissä. Lopuksi esitellään tietovuot ja tietovuokaaviot (Data Flow Diagrams, DFD), jotka tarjoavat hyvän perustan eri järjestelmien välisten tiedonsiirtotarpeiden käsittelyyn ja helpottavat myös tietoturvavaatimusten analysointia. Työssä käytetty integraatioratkaisu, Microsoft BizTalk Server, esitellään viidennessä luvussa. Luvussa kuvataan lyhyesti, mitä BizTalk tekee, mihin sitä voidaan käyttää ja miten se on toteutettu teknisesti. BizTalk on pohjimmiltaan viestinvälitysohjelmisto (message broker). Viestien välityksen toteuttavien komponenttien ja toimintalogiikan esittely antaa hyvän kuvan BizTalkin toiminnasta ja käyttömahdollisuuksista. Toimintalogiikan lisäksi käydään lyhyesti läpi BizTalkin asennus, sovelluskehitys, ajonaikainen ympäristö ja ylläpito. BizTalk on kehitetty alun perin EAI-tuotteeksi, mutta ESB Toolkit -laajennuksen avulla sitä voidaan käyttää myös ESB-palveluväylän rakentamisen perustana. ESB Toolkitin kehitys ja toiminnallisuus käydään läpi. Lopuksi käsitellään myös BizTalkin tietoturvaominaisuuksia. Kuten monet väliohjelmistot ja integraatiotuotteet, BizTalk on monimutkainen ohjelmistokokonaisuus. On syytä korostaa, että sen syvällinen tuntemus vaatii huomattavaa kokemusta. Yhden diplomityön puitteissa BizTalk voidaan esitellä vain pintapuolisesti. Työn toinen osa kuvaa esimerkkiarkkitehtuurin, rakennetun testiympäristön ja testauksen pohjana toimineet kolme käyttötapausesimerkkiä. Arkkitehtuuri ja käyttötapaukset pohjautuvat SGEM-projektissa aiemmin saatuihin tuloksiin. Testiympäristön tarkoituksena on toteuttaa osa malliarkkitehtuurista, tämän työn tavoittena on erityisesti integraatiokomponenttina toimivan BizTalk-pohjaisen palveluväylän toteutus. Testiympäristö ei siis sisällä kaikkia malliarkkitehtuurin osia, ja siihen tulee voida myöhemmin lisätä uusia järjestelmiä. Käyttötapaukset toimivat esimerkkeinä, ja uusia käyttötapauksia tulee voida jatkossa testata demonstraatioympäristön avulla. Testiosuus perustuu käyttötapausten yksityiskohtaiseen analysointiin ja toteutukseen siinä määrin kuin se on testiympäristössä mahdollista. Analysoinnin lähtökohtana perehdyttiin integroitavien järjestelmien välisiin tiedonsiirtotarpeisiin jokaisen eri käyttötapauksissa. Tiedonsiirtoa havainnollistettiin tietovuokaavioiden avulla. Tietovuot ovat hyödyllinen apuväline myös integrointiin liittyvien tietoturvariskien ja -vaatimusten analysoinnissa. Työn kolmannessa osassa käydään läpi tulokset ja johtopäätökset. Testiympäristöä rakennettaessa ja käyttötapauksia analysoitaessa kävi ilmi, että kokonaisuudessa on vielä suuria puutteita. Testiympäristön integraatiokomponentti eli BizTalk asennettiin ja sillä suoritettiin yksinkertaisia testejä. Käyttötapausten toteutus jäi puutteelliseksi osaltaan siksi, että ympäristön monia muita järjestelmiä ei ollut saatavilla. Kuitenkin jo käyttötapausten analysointivaihe toi ilmi monia ongelmakohtia. Havaitut ongelmat ja niihin liittyvät kehitysehdotukset on käyty läpi käyttötapauskohtaisesti seitsemännessä luvussa. Kahdeksas luku esittelee käyttötapausten analysoinnista opittuihin asioihin pohjautuvan ohjeistuksen, jota voidaan käyttää tulevien käyttötapausten suunnittelussa. Yhdessä BizTalk-luvun teorian ja asennetun BizTalk-ympäristön kanssa ohjeistus helpottaa ympäristön jatkokehitystä. Ohjeiden mukaisen prosessin avulla uusien käyttötapausten analysointi ja suunnittelu ja sitä kautta tietoturvallisen integraation rakentaminen helpottuu. Jakeluverkon tietojärjestelmien turvallinen ja toimiva integraatio on älykkään sähköverkon toteutuksen avaintekijöitä. Palveluorientoitunut arkkitehtuuri, palveluväylä sekä yhteinen tietomalli voivat tarjota ratkaisuja integraation haasteisiin. Johtopäätöksenä voidaan kuitenkin todeta, että ne vaativat merkittäviä muutoksia sekä ajatusmalleissa että ohjelmistojen ja integraation toteutustavoissa. Ne eivät ole integraation hopealuoteja eivätkä olemassa olevan arkkitehtuurin päälle liimattavia komponentteja, jotka ratkaisisivat integraatio-ongelmat. Lisäksi erityisesti palveluorientoituneisuus vie pohjan monilta pitkään käytössä olleilta tietoturvan toteutustavoilta ja vaatii uutta ajattelua myös tietoturvaratkaisuihin. Olennaisen tärkeää on ymmärtää palveluväylän erot perinteisempiin integraatioratkaisuihin nähden ja verrata näitä toteutusvaihtoehtoja integraatiolle asetettuihin vaatimuksiin. Jakeluverkko-operaattorin tietojärjestelmät ovat monoliittisia, eivätkä ne välittömästi muutu palvelupohjaisiksi. Ala kehittyy muutenkin hitaasti muun muassa sähköverkon toiminnan kriittisyyden vuoksi. Lisäksi toimintaympäristö pysyy suhteellisen samanlaisena, vaikka muutokset tulevaisuudessa lienevätkin aiempaa nopeampia. Tällaisessa ympäristössä myös perinteinen, monoliittinen viestinvälityspalvelin saattaa olla hyvä integraatioratkaisu. Integraatioratkaisut kehittyvät kohti palvelupohjaisuutta ja dynaamisen palveluväylän hyödyntämistä, mutta käytännön toteutuksen vaatimat merkittävät muutokset tulee ymmärtää ja huomioida. Tämän työn perusteella ESB-pohjaisen palveluorientoituneen integraatioratkaisun käyttöönotto sähkön jakeluverkkoympäristössä vaatii huomattavaa jatkokehitystä. Työn teoriaosuus toimii johdantona aiheeseen, ja tuloksena kehitetty ohjeellinen prosessi tarjoaa perustan käytännön toteutuksen kehittämiseen

An Updated ERP Systems Annotated Bibliography: 2001-2005

This study provides an updated annotated bibliography of ERP publications published in the main IS conferences and journals during the period 2001-2005, categorizing them through an ERP lifecycle-based framework that is structured in phases. The first version of this bibliography was published in 2001 (Esteves and Pastor, 2001c). However, so far, we have extended the bibliography with a significant number of new publications in all the categories used in this paper. We also reviewed the categories and some incongruities were eliminated.ERP