A Policy-Based Resource Brokering Environment for Computational Grids

With the advances in networking infrastructure in general, and the Internet in particular, we can build grid environments that allow users to utilize a diverse set of distributed and heterogeneous resources. Since the focus of such environments is the efficient usage of the underlying resources, a critical component is the resource brokering environment that mediates the discovery, access and usage of these resources. With the consumer\u27s constraints, provider\u27s rules, distributed heterogeneous resources and the large number of scheduling choices, the resource brokering environment needs to decide where to place the user\u27s jobs and when to start their execution in a way that yields the best performance for the user and the best utilization for the resource provider. As brokering and scheduling are very complicated tasks, most current resource brokering environments are either specific to a particular grid environment or have limited features. This makes them unsuitable for large applications with heterogeneous requirements. In addition, most of these resource brokering environments lack flexibility. Policies at the resource-, application-, and system-levels cannot be specified and enforced to provide commitment to the guaranteed level of allocation that can help in attracting grid users and contribute to establishing credibility for existing grid environments. In this thesis, we propose and prototype a flexible and extensible Policy-based Resource Brokering Environment (PROBE) that can be utilized by various grid systems. In designing PROBE, we follow a policy-based approach that provides PROBE with the intelligence to not only match the user\u27s request with the right set of resources, but also to assure the guaranteed level of the allocation. PROBE looks at the task allocation as a Service Level Agreement (SLA) that needs to be enforced between the resource provider and the resource consumer. The policy-based framework is useful in a typical grid environment where resources, most of the time, are not dedicated. In implementing PROBE, we have utilized a layered architecture and façade design patterns. These along with the well-defined API, make the framework independent of any architecture and allow for the incorporation of different types of scheduling algorithms, applications and platform adaptors as the underlying environment requires. We have utilized XML as a base for all the specification needs. This provides a flexible mechanism to specify the heterogeneous resources and user\u27s requests along with their allocation constraints. We have developed XML-based specifications by which high-level internal structures of resources, jobs and policies can be specified. This provides interoperability in which a grid system can utilize PROBE to discover and use resources controlled by other grid systems. We have implemented a prototype of PROBE to demonstrate its feasibility. We also describe a test bed environment and the evaluation experiments that we have conducted to demonstrate the usefulness and effectiveness of our approach

Proof-of-Concept Application - Annual Report Year 1

In this document the Cat-COVITE Application for use in the CATNETS Project is introduced and motivated. Furthermore an introduction to the catallactic middleware and Web Services Agreement (WS-Agreement) concepts is given as a basis for the future work. Requirements for the application of Cat-COVITE with in catallactic systems are analysed. Finally the integration of the Cat-COVITE application and the catallactic middleware is described. --Grid Computing

Universal Mobile Service Execution Framework for Device-To-Device Collaborations

There are high demands of effective and high-performance of collaborations between mobile devices in the places where traditional Internet connections are unavailable, unreliable, or significantly overburdened, such as on a battlefield, disaster zones, isolated rural areas, or crowded public venues. To enable collaboration among the devices in opportunistic networks, code offloading and Remote Method Invocation are the two major mechanisms to ensure code portions of applications are successfully transmitted to and executed on the remote platforms. Although these domains are highly enjoyed in research for a decade, the limitations of multi-device connectivity, system error handling or cross platform compatibility prohibit these technologies from being broadly applied in the mobile industry. To address the above problems, we designed and developed UMSEF - an Universal Mobile Service Execution Framework, which is an innovative and radical approach for mobile computing in opportunistic networks. Our solution is built as a component-based mobile middleware architecture that is flexible and adaptive with multiple network topologies, tolerant for network errors and compatible for multiple platforms. We provided an effective algorithm to estimate the resource availability of a device for higher performance and energy consumption and a novel platform for mobile remote method invocation based on declarative annotations over multi-group device networks. The experiments in reality exposes our approach not only achieve the better performance and energy consumption, but can be extended to large-scaled ubiquitous or IoT systems

Plug-and-Participate for Limited Devices in the Field of Industrial Automation

Ausgangspunkt und gleichzeitig Motivation dieser Arbeit ist die heutige Marktsituation: Starke Kundenbedürfnisse nach individuellen Gütern stehen oftmals eher auf Massenproduktion ausgerichteten Planungs- und Automatisierungssystemen gegenüber - die Befriedigung individueller Kundenbedürfnisse setzt aber Flexibilität und Anpassungsfähigkeit voraus. Ziel dieser Arbeit ist es daher, einen Beitrag zu leisten, der es Unternehmen ermöglichen soll, auf diese individuellen Bedürfnisse flexibel reagieren zu können. Hierbei kann es im Rahmen der Dissertation natürlich nicht um eine Revolutionierung der gesamten Automatisierungs- und Planungslandschaft gehen; vielmehr ist die Lösung, die der Autor der Arbeit präsentiert, ein integraler Bestandteil eines Automatisierungskonzeptes, das im Rahmen des PABADIS Projektes entwickelt wurde: Während PABADIS das gesamte Spektrum von Planung und Maschineninfrastruktur zum Inhalt hat, bezieht sich der Kern dieser Arbeit weitestgehend auf den letztgenannten Punkt - Maschineninfrastruktur. Ziel war es, generische Maschinenfunktionalität in einem Netzwerk anzubieten, durch das Fertigungsaufträge selbstständig navigieren. Als Lösung präsentiert diese Dissertation ein Plug-and-Participate basiertes Konzept, welches beliebige Automatisierungsfunktionen in einer spontanen Gemeinschaft bereitstellt. Basis ist ein generisches Interface, in dem die generellen Anforderungen solcher ad-hoc Infrastrukturen aggregiert sind. Die Implementierung dieses Interfaces in der PABADIS Referenzimplementierung sowie die Gegenüberstellung der Systemanforderungen und Systemvoraussetzungen zeigte, das klassische Plug-and-Participate Technologien wie Jini und UPnP aufgrund ihrer Anforderungen nicht geeignet sind - Automatisierungsgeräte stellen oftmals nur eingeschränkte Ressourcen bereit. Daher wurde als zweites Ergebnis neben dem Plug-and-Participate basierten Automatisierungskonzept eine Plug-and-Participate Technologie entwickelt - Pini - die den Gegebenheiten der Automatisierungswelt gerecht wird und schließlich eine Anwendung von PABADIS auf heutigen Automatisierungsanlagen erlaubt. Grundlegende Konzepte von Pini, die dies ermöglichen, sind die gesamte Grundarchitektur auf Basis eines verteilten Lookup Service, die Art und Weise der Dienstrepräsentation sowie die effiziente Nutzung der angebotenen Dienste. Mit Pini und darauf aufbauenden Konzepten wie PLAP ist es nun insbesondere möglich, Automatisierungssysteme wie PABADIS auf heutigen Anlagen zu realisieren. Das wiederum ist ein Schritt in Richtung Kundenorientierung - solche Systeme sind mit Hinblick auf Flexibilität und Anpassungsfähigkeit gestaltet worden, um Kundenbedürfnissen effizient gerecht zu werden

Plug-and-Participate for Limited Devices in the Field of Industrial Automation

Ausgangspunkt und gleichzeitig Motivation dieser Arbeit ist die heutige Marktsituation: Starke Kundenbedürfnisse nach individuellen Gütern stehen oftmals eher auf Massenproduktion ausgerichteten Planungs- und Automatisierungssystemen gegenüber - die Befriedigung individueller Kundenbedürfnisse setzt aber Flexibilität und Anpassungsfähigkeit voraus. Ziel dieser Arbeit ist es daher, einen Beitrag zu leisten, der es Unternehmen ermöglichen soll, auf diese individuellen Bedürfnisse flexibel reagieren zu können. Hierbei kann es im Rahmen der Dissertation natürlich nicht um eine Revolutionierung der gesamten Automatisierungs- und Planungslandschaft gehen; vielmehr ist die Lösung, die der Autor der Arbeit präsentiert, ein integraler Bestandteil eines Automatisierungskonzeptes, das im Rahmen des PABADIS Projektes entwickelt wurde: Während PABADIS das gesamte Spektrum von Planung und Maschineninfrastruktur zum Inhalt hat, bezieht sich der Kern dieser Arbeit weitestgehend auf den letztgenannten Punkt - Maschineninfrastruktur. Ziel war es, generische Maschinenfunktionalität in einem Netzwerk anzubieten, durch das Fertigungsaufträge selbstständig navigieren. Als Lösung präsentiert diese Dissertation ein Plug-and-Participate basiertes Konzept, welches beliebige Automatisierungsfunktionen in einer spontanen Gemeinschaft bereitstellt. Basis ist ein generisches Interface, in dem die generellen Anforderungen solcher ad-hoc Infrastrukturen aggregiert sind. Die Implementierung dieses Interfaces in der PABADIS Referenzimplementierung sowie die Gegenüberstellung der Systemanforderungen und Systemvoraussetzungen zeigte, das klassische Plug-and-Participate Technologien wie Jini und UPnP aufgrund ihrer Anforderungen nicht geeignet sind - Automatisierungsgeräte stellen oftmals nur eingeschränkte Ressourcen bereit. Daher wurde als zweites Ergebnis neben dem Plug-and-Participate basierten Automatisierungskonzept eine Plug-and-Participate Technologie entwickelt - Pini - die den Gegebenheiten der Automatisierungswelt gerecht wird und schließlich eine Anwendung von PABADIS auf heutigen Automatisierungsanlagen erlaubt. Grundlegende Konzepte von Pini, die dies ermöglichen, sind die gesamte Grundarchitektur auf Basis eines verteilten Lookup Service, die Art und Weise der Dienstrepräsentation sowie die effiziente Nutzung der angebotenen Dienste. Mit Pini und darauf aufbauenden Konzepten wie PLAP ist es nun insbesondere möglich, Automatisierungssysteme wie PABADIS auf heutigen Anlagen zu realisieren. Das wiederum ist ein Schritt in Richtung Kundenorientierung - solche Systeme sind mit Hinblick auf Flexibilität und Anpassungsfähigkeit gestaltet worden, um Kundenbedürfnissen effizient gerecht zu werden

Secure Method Invocation in JASON

We describe the Secure Method Invocation (SMI) framework implemented for Jason, our Javacard As Secure Objects Networks platform. Jason realises the secure object store paradigm, that reconciles the card-as-storage-element and card-as-processing-element views. In this paradigm, smart cards are viewed as secure containers for objects, whose methods can be called straightforwardly and securely using SMI. Jason is currently being developed as a middleware layer that securely interconnects an arbitrary number of smart cards, terminals and back-office systems over the Internet

Evolution and Paradigm Shift in Distributed System Architecture

New age programming languages highlight the mobility of objects and on-the-fly communication mechanism even being available on nodes with intermittent connections. We are breathing in the era where the working framework enables the procedures to oversee imparted information and arrangement to a domain where distinctive procedures are executing on discrete frameworks that essentially makes use of message-based correspondence or mobile communication architecture. The highlight that has been conceived for the years has spawned the remote administration and remote access in distributed computing framework and was outlined as an approach to digest the strategy call component to use between frameworks associated through a system. These frameworks contains the stub and skeleton on client and server side respectively which behaves as remote proxies and deals with marshaling and unmarshalling of the incoming and outgoing data. This has incurred the need of more distributed and platform independent communication mechanisms, that can not only make intercalling of functions but also support features like platform independency from various object oriented based programming languages. The distinctions in the programming model prompt higher state of abilities and more implicit customer side mechanisms for simple and hands-on interaction with the code that actualizes and implements the distributed frameworks