Enabling re-negotiations of SLA by extending the WS-Agreement specification

Service Oriented Architecture (SOA) is a recently emerged enterprise architecture promising to perform business processes efficiently and effectively. Service Providers and their customers negotiate utility based Service Level Agreements (SLA) to determine costs and penalties based on the achieved performance levels. In this work, we propose to enhance the flexibility of the WS-Agreement specification, a Web Service protocol to establish agreements on the QoS level to be guaranteed in the provision of a service. This protocol is generally aimed to be a "one-shot" interaction, i.e., the WS-Agreement is created based on a creation offer; the created agreement can not be modified and is effective until all activities pertaining to the agreement are finished or until one of the signing party decides to terminate it. Our main contribution provides for the integration of new functionality to the protocol that enable the parties of a WS-Agreement to re-negotiate and modify its terms during the service provisio

Methodik und Referenzarchitektur zur inkrementellen Verbesserung der Metaqualität einer vertragsgebundenen, heterogenen und verteilten Dienstausführung

Eine umfängliche Berücksichtigung der qualitativen Zusammensetzung von beschreibenden Artefakten im Internet der Dienste über dafür ausgelegte Dienstplattformen steigert die Erlebnisqualität für die Benutzer der angebotenen Dienstleistungen. In dieser Dissertation sind die existierenden Verfahren zur Erkennung, Propagierung und Verbesserung von Qualitatsmetriken in dienstorientierten Architekturen in Hinblick auf diese gesteigerten Anforderungen systematisch in Verfahren eingebunden. Die Arbeit liefert zwei wissenschaftliche Beiträge. Der erste ist beinhaltet ein Konzept für inkrementelle Qualiẗatsverbesserungen von Diensten durch Nutzung von Laufzeitmechanismen zur dynamischen Beschreibung und Bewertung nichtfunktionaler Eigenschaften. Der zweite liefert eine Definition eines abstrakten Zusammenspiels von Architekturmustern und Prozessen zur vertraglich abgesicherten Gewahrleistung von Dienstgüteeigenschaften in Dienstlandschaften in Form einer Referenzarchitektur.:1 Einleitung 1.1 Problemdefinition 1.2 Wissenschaftliche Beiträge der Dissertation 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Grundlagen und Verwandte Arbeiten 2.1 Dienstbeschreibungen und Dienstnutzungsverträge 2.2 Qualitätsbezogene Prozesse in Dienstumgebungen 2.3 Klassifikation und Struktur von NFE 2.4 Dienst-, Datenqualität und Metaqualität 2.5 Dienstumgebungen 3 Methodik zur Qualitätsverbesserung 3.1 Inkrementelle Qualitätsverbesserung durch Abgleichverfahren 3.2 CPEM - Ein Modell für die Ausdrucksstärke von NFE 3.3 Metaqualität von Diensten 3.4 Verfahren zur inkrementellen Qualitätsverbesserung 3.5 Einbindung der Verfahren in IoS-Plattformen 4 Plattform für das Internet der Dienste 4.1 Konzeption der Architektur 4.2 Umsetzung der Plattformdienste und Komponenten 4.3 Integrierte Architektur und Derivate 4.4 Umsetzung und Integration der SMQ-Erweiterungen 5 Validierung von Methodik und Plattform 5.1 Anforderungen an die Validierung 5.2 Experimentierumfeld für die Validierung 5.3 Experimentelle Abläufe und Ergebnisse 5.4 Auswertung des Experiments 6 Zusammenfassung A Ausgewählte Publikationen B ExperimentierumgebungA holistic consideration of the qualitative composition of descriptive artefacts in the Internet of Services through specifically designed service platforms increases the quality of experience for the users of the offered services. In this dissertation, the existing methods for the recognition, propagation and improvement of quality metrics in service-oriented architectures are systematically included in methods related to these increased requirements. The work delivers two scientific contributions. The first one encompasses a concept for the incremental improvement of quality of services via the use of runtime mechanisms for the dynamic description and rating of non-functional properties. The second one carries a definition of an abstract interplay of architecture patterns and processes for the contractually safeguarded guarantee of quality of service properties in service ecosystems in the form of a reference architecture.:1 Einleitung 1.1 Problemdefinition 1.2 Wissenschaftliche Beiträge der Dissertation 1.3 Aufbau der Arbeit 2 Grundlagen und Verwandte Arbeiten 2.1 Dienstbeschreibungen und Dienstnutzungsverträge 2.2 Qualitätsbezogene Prozesse in Dienstumgebungen 2.3 Klassifikation und Struktur von NFE 2.4 Dienst-, Datenqualität und Metaqualität 2.5 Dienstumgebungen 3 Methodik zur Qualitätsverbesserung 3.1 Inkrementelle Qualitätsverbesserung durch Abgleichverfahren 3.2 CPEM - Ein Modell für die Ausdrucksstärke von NFE 3.3 Metaqualität von Diensten 3.4 Verfahren zur inkrementellen Qualitätsverbesserung 3.5 Einbindung der Verfahren in IoS-Plattformen 4 Plattform für das Internet der Dienste 4.1 Konzeption der Architektur 4.2 Umsetzung der Plattformdienste und Komponenten 4.3 Integrierte Architektur und Derivate 4.4 Umsetzung und Integration der SMQ-Erweiterungen 5 Validierung von Methodik und Plattform 5.1 Anforderungen an die Validierung 5.2 Experimentierumfeld für die Validierung 5.3 Experimentelle Abläufe und Ergebnisse 5.4 Auswertung des Experiments 6 Zusammenfassung A Ausgewählte Publikationen B Experimentierumgebun

Supporting SLA Provisioning in Grids by Risk Management Processes

Gridtechnologien haben heutzutage einen hohen Entwicklungsstand erreicht, aber für die Etablierung eines kommerziellen Grids ist es erforderlich, Defizite in den Bereichen Sicherheit, Vertrauenswürdigkeit und Verlässlichkeit zu beheben. Anwender fordern eine Ausführung ihrer Applikation (Grid Jobs) gemäß einer gewünschten Priorität und Qualität. Um vertraglich derartige Aspekte einzufordern, können Service Level Agreements (SLAs) zwischen Dienstbenutzern und Dienstanbietern verhandelt werden. Dienstanbieter kennen jedoch die Unzuverlässigkeit von Grid Ressourcen und sind daher vorsichtig, strenge Forderungen zu akzeptieren und entsprechende Qualitäten zu garantieren. Können strenge Forderungen jedoch nicht vertraglich vereinbart werden, so bevorzugen es viele Anwender, eigene Rechenressourcen zu verwenden. Zwar ist die Unterhaltung eigener Ressourcen in vielen Fällen teurer, aber sie haben die Kontrolle über ihre Applikation, was ihnen mehr Sicherheit bietet. Für die Etablierung eines kommerziellen Grids ist es daher unerlässlich, dass Grid Provider auch strenge SLAs akzeptieren. Damit Provider strenge SLAs akzeptieren können, benötigen sie Abschätzungen dafür, dass sie die SLA nicht erfüllen können (Risikoberechnung). Des Weiteren sollten solche Abschätzungen als Entscheidungskriterium bei der Ressourcenallokation oder Initiierung von Fehlertoleranzmaßnahmen fungieren (Risikomanagement). Diese Arbeit integriert die Betrachtung von Risiken in die Abläufe des Providers, die in die Erbringung von SLAs involviert sind. Während der SLA Verhandlung wird evaluiert welche Ressourcen für die Diensterbringung verwendet werden. Basierend darauf wird die Fehlerwahrscheinlichkeit dieser Ressourcen und der SLA Erbringung im Gesamten berechnet. Falls die mögliche Fehlerwahrscheinlichkeit zu hoch ist, können risikoreduzierende Maßnahmen durchgeführt werden, so dass die SLA akzeptiert werden kann. Die berechnete Fehlerwahrscheinlichkeit wird von Provider und Benutzer ebenfalls bei der Bestimmung des Preises und der Konventionalstrafe betrachtet. Nach dem Vertragsabschluss ist es für die Vermeidung von SLA Verletzungen aus Grid Provider Sicht essentiell, Ressourcenausfälle kompensieren zu können. Die Verwendung von Fehlertoleranzmaßnahmen in Zusammenhang mit einer Risikobetrachtung unterstützt Grid Provider bei der Bewältigung dieser Aufgabe. Risikomanagementprozesse werden dabei direkt mit dem Ressourcenmanagement verknüpft und sind nicht sichtbar für Anwender. Ein wichtiger Aspekt des entwickelten Risikomanagements sind selbstorganisierende Mechanismen, die eine Fehlertoleranzmaßnahme oder eine Kette solcher initiieren, um auf Instabilitäten oder Ausfälle von Ressourcen zu reagieren. Für kommerzielle Grid Provider ist die Betrachtung finanzieller Aspekte im Ressourcenbetrieb und in der Diensterbringung stets von hoher Bedeutung. Folglich werden alle Entscheidungen unter Berücksichtigung finanzieller Aspekte getroffen, wie zum Beispiel der Gewinnmarge, den Kosten für eine Fehlertoleranzmaßnahme sowie dem erwarteten Profit für eine Jobausführung. Zusammengefasst gilt die Integration von Risikomanagement in die Abläufe eines Grid Providers als initialer Schritt für ein risikobetrachtendes Grid. Es wird die Transparenz, Zuverlässigkeit und Vertrauenswürdigkeit steigern und dient als objektives Kriterium für Entscheidungsprozesse im Ressourcenmanagement. Ein integriertes Risikomanagement bringt enorme Vorteile sowohl während der SLA Verhandlung als auch nach Vertragsabschluss - und damit insgesamt für die Diensterbringung im Rahmen von SLAs.Grid technologies have reached a high level of development, however core shortcomings have been identified relating to security, trust, and dependability of the Grid which reduce its appeal to potential commercial adopters. Users require a job execution with a desired priority and quality. In order to stipulate such requirements, Service Level Agreements (SLA) can be negotiated. These are a powerful instrument enabling the specification of the business relationships between service providers and service users in detail. However, providers are aware of various threats for SLA violations and are reluctant to adopt a mechanism which requires them to meet strict requirements and to guarantee associated quality constraints. If strict guarantees cannot be agreed by contract, many users prefer to operate their own resources instead of using the Grid. This is more expensive but they control their applications, which removes the issues of trust and ensures dependability concerning its successful completion. To establish a commercial Grid environment, it is essential that Grid providers are prepared to accept an approach involving SLAs with associated guarantees. In order to enable providers to accept such SLAs, they need estimates of the likelihood that they are unable to fulfill an SLA, i. e. Risk Assessment. Furthermore the resource management should take into account such estimations when allocating resources or initiating fault-tolerance mechanisms, i. e. Risk Management. This work integrates risk awareness in the provider’s processes which are involved in SLA provisioning: During SLA negotiation they evaluate which resources can be used for service provisioning and estimate the Probability of Failure (PoF) of resources and of fulfilling the SLA. If the estimated PoF is too high, then, by applying risk reduction mechanisms, the provider may be able to reduce it sufficiently to accept the SLA. The estimated PoF will also be considered by the service provider and service consumer when determining the revenue and the contractual penalty. Compared to a service request requiring a relatively low quality of service, providing a more reliable service requires to receive a higher price since more guarantees have to be ensured. If a more reliable service is provided, the consumer might also define a higher contractual penalty. Thus, the PoF is an additional decision making element in the SLA negotiation since it enables end-users to compare different SLA offers by an objective measurement. When providers have accepted an SLA, they have to be able to compensate for resource failures in order to prevent SLA violations. The usage of fault-tolerance mechanisms combined with risk awareness support Grid providers in this task. The Risk Management processes are interlaced with the resource management and thereby transparent for Grid service consumers. An important aspect of the Risk Management developed for the Grid are self-organising mechanisms, which initiate a fault-tolerance action or a chain of them, in order to manage resource instabilities or resource outages. Decisions are made on the basis of financial considerations, such as the profit margin, the cost for performing fault-tolerance, and the expected profit when executing a job. Taking into account such financial factors is of high importance for commercial Grid providers. In conclusion, the integration of Risk Management in the processes of Grid providers is the initial step towards a risk aware Grid. It will increase transparency, reliability, and trust and provides an objective basis for decision processes in the resource management. Risk Management is integrated to address the SLA negotiation as well as the post-negotiation phase and thereby improves the SLA provisioning process in general