Model-driven Development of Virtual Network Embedding Algorithms with Model Transformation and Linear Optimization Techniques

Enhancing the scalability and utilization of data centers, virtualization is a promising technology to manage, develop and operate network functions in a flexible way. For the placement of virtual networks in the data center, many approaches and algorithms are discussed in the literature to optimize the virtual network embedding problem with respect to various optimization goals. This paper presents a new approach for the model-driven specification, simulation-based evaluation, and implementation of possible mappings that respect a set of given constraints and using linear optimization solving techniques to select one optimal mapping. It will be shown that specifying algorithms for the virtual network embedding problem is possible by using a high abstraction level and that the search space to solve the problem can be significantly reduced by defining attribute or structural constraints

Model-driven Development of Virtual Network Embedding Algorithms with Model Transformation and Linear Optimization Techniques

Enhancing the scalability and utilization of data centers, virtualization is a promising technology to manage, develop and operate network functions in a flexible way. For the placement of virtual networks in the data center, many approaches and algorithms are discussed in the literature to optimize the virtual network embedding problem with respect to various optimization goals. This paper presents a new approach for the model-driven specification, simulation-based evaluation, and implementation of possible mappings that respect a set of given constraints and using linear optimization solving techniques to select one optimal mapping. It will be shown that specifying algorithms for the virtual network embedding problem is possible by using a high abstraction level and that the search space to solve the problem can be significantly reduced by defining attribute or structural constraints

DC4MT : uma abordagem orientada a dados para transformação de modelos

Orientador: Marcos Didonet Del FabroTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa : Curitiba, 25/08/2020Inclui referências: p. 95-106Área de concentração: Ciência da ComputaçãoResumo: Transformações de Modelos são operações que recebem um conjunto de modelos como entrada e produzem um conjunto de modelos como saída, seguindo uma especificação. Há uma coleção diversificada de abordagens e ferramentas utilizadas para a especificação de diferentes tipos de transformações de modelos. A maioria dessas abordagens adota como estratégia a execução local e sequencial. No entanto, essas abordagens não estão totalmente aptas para processar modelos com grandes quantidades de elementos. VLMs (Very Large Models) são modelos que possuem milhões de elementos. Esses modelos estão presentes em domínios de aplicações como na indústria automotiva, modernização de sistemas legados, internet das coisas, redes sociais, entre outros domínios. Essas abordagens possuem lacunas para suportar o processamento desses VLMs. Por exemplo, para possibilitar a execução das transformações de modelos, considerando a escala do problema ou para melhoria de desempenho. Nesta tese é proposta a Dc4MT, uma abordagem para suportar transformações de VLMs com a aplicação e adaptação de técnicas relacionadas à distribuição de dados. A Dc4MT é uma abordagem Orientada a Dados (Dc - Data-centric) para ser aplicada no domínio da Engenharia Dirigida por Modelos (MDE - Model Driven Engineering). A abordagem é especificada, utilizando um framework de processamento distribuído, e define um conjunto de operações para a fragmentação, extração e transformação de modelos. A fragmentação é uma operação que divide os modelos de entrada (em formatos XMI ou JSON) em fragmentos, de modo que esses fragmentos possam ser distribuídos e processados de maneira paralela/distribuída. A extração é uma operação que processa os fragmentos do modelo de entrada e os traduz em um grafo acíclico, atribuindo um novo domínio de modelagem a esses fragmentos. A transformação de modelos na abordagem Dc4MT é uma operação que transforma modelos de entrada em modelos de saída (M2M) a partir do resultado da extração. As execuções de transformação podem ser em modo paralelo ou distribuído, com ou sem a intervenção no método de particionamento do framework disponível para melhorar o desempenho. Um conjunto de modelos de entrada (datasets) e os ambientes local (transformações paralelas) e distribuído (transformações distribuídas) são utilizados nos experimentos para validar a abordagem Dc4MT, sob os aspectos de factibilidade, desempenho e de escalabilidade. Os resultados desses experimentos, mostram que as operações de fragmentação e extração de modelos favorecem a transformação escalável de VLMs, reconstruindo a estrutura dos fragmentos em um grafo. A operação de extração é executada em modo paralelo/distribuído. Além disso, os aspectos como a imutabilidade, lazy-evaluate e o paralelismo implícito presentes na Dc4MT, permitem o processamento paralelo/distribuído de regras de transformação em uma plataforma escalável. Palavras-chave: Abordagem Orientada a Dados. Engenharia Dirigida por Modelos. Transformação Paralela de Modelos. Transformação Distribuída de Modelos.Abstract: Model Transformations are operations that receive a set of source models as input and produce a set of target models as output, following a specification. There is a variety of approaches and tools used for the specification of different types of model transformation. Most of these approaches adopt for model transformation the local and sequential execution strategy. However, these approaches not fully adapted for processing models with large amounts of elements. VLMs (Very Large Models) are models with millions of elements. These models are present in application domains such as the automotive industry, modernization of legacy systems, internet of things, social networks, among others. These approaches have gaps to support the processing of these increasingly larger models. For example, to enable model transformations, considering the scale of the problem or to improve performance. In this thesis, the Dc4MT is proposed such as an approach to support transformation of VLMs, applying and adapting distribution techniques of data. The Dc4MT is a Data-centric (Dc) approach for applying in Model Driven Engineering (MDE). The approach will be specified using a distributed processing framework, and defines a set of operations for fragmentation, extraction, and transformation of models. The fragmentation is an operation that splits the input models (in the XMI or JSON formats) in a way that the fragments can be processed in parallel/distributed. The extraction is an operation that processes the fragments of the input model in parallel and translates them to an acyclic graph, assigning a new modeling domain to these fragments. The model transformation in Dc4MT is an operation that transforms input models in output models (M2M) from the results of the extraction. The transformation executions can be parallel or distributed with ou without the intervention in the framework partitioning method to improve the performance. A set of input models (datasets) and the local (parallel transformations) and distributed (distributed transformations) environments are used in the experiments to validate the Dc4MT approach, in terms of feasibility, performance, and scalability. The results of the experiments show that the model fragmentation and extraction operations favor the scalable transformation of models, reconstructing the structure of the fragments in a graph. The extraction operation is executed on parallel/distributed way. Moreover, aspects such as immutability, lazy-evaluation, and implicit parallelism present in Dc4MT, allowing the parallel/distributed processing of transformation rules on a scalable platform. Keywords: Data-centric Approach. Model Driven Engineering. Parallel Model Transformation. Distributed Model Transformation