Generalized aggregate Quality of Service computation for composite services

This article addresses the problem of estimating the Quality of Service (QoS) of a composite service given the QoS of the services participating in the composition. Previous solutions to this problem impose restrictions on the topology of the orchestration models, limiting their applicability to well-structured orchestration models for example. This article lifts these restrictions by proposing a method for aggregate QoS computation that deals with more general types of unstructured orchestration models. The applicability and scalability of the proposed method are validated using a collection of models from industrial practice

A Framework for Secure Management of Web Services (SMaWS) in Enterprise Application Integration

This dissertation addresses challenges currently faced by enterprises that have embraced the new technology called Web Service in order to reduce the cost of enterprise application integration (EAI) as well as improve operational efficiency of their mission-critical business processes. The nature of Web Service introduces new challenges such as dependency among applications, and a failure in one application can lead to a failure in other dependent applications. Such challenges have led to a growing need for enterprises to confront Web Service monitoring and management issues as a priority. As a solution, this dissertation proposes a SMaWS (Secure Management of Web Services) infrastructure for secure monitoring and management of Web Services. Its goals are to provide deeper visibility into Web Service runtime activities as compared to currently Web Service management tools; access to information about the Quality of Service (QoS) of these Web Services; and a unified monitoring environment for Web Services deployed across enterprise business units. This enables an earlier detection of poor performance problem in each interdependent Web Service, which would lead to a faster diagnose and fixing of possible performance issue, and thus maximize availability. This dissertation describes the requirements analysis for monitoring and management of Web Services across an enterprise environment. It describes the architecture and design of the SMaWS infrastructure proposed for secure monitoring and management of Web Service. The proposed SMaWS framework enables the instrumentation of existing and newly developed Web Service applications, and extracts Web Service performance statistics. It determines Web Service identity, reliability, availability, security, usage, and license used by Web Service consumers to access a given service. This dissertation describes the SMaWS Repository and Security concepts that are proposed to address the challenges faced by most distributed architectures to enable the client applications determine the location of the server (“bootstrapping problem”), and at the same time ensuring both the integrity and confidentiality of parties involved. Finally, this dissertation presents a prototype implementation of SMaWS Manager Application and Sample SMaWS Web Service applications. The experimental results obtained, in terms of overhead induced by the SMaWS framework on the monitored Web Service applications, demonstrate the feasibility of the SMaWS infrastructure

Caracterização de tráfego de serviços de streaming em dispositivos móveis

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia InformáticaNo contexto atual, o contínuo desenvolvimento tecnológico permite um acesso fácil e rápido a variadíssimos serviços e plataformas, por meio de dispositivos móveis. Por este motivo, o volume e diversidade de tráfego tem crescido de forma exponencial também. O conhecimento do tráfego que circula nas redes atuais torna-se indispensável, seja para ajudar a melhorar a gestão e configuração dos elementos e serviços de rede, seja para os utilizadores terem a oportunidade de gerir melhor os recursos na utilização dos seus dispositivos móveis e aplicações. Assim, este trabalho pretende aprofundar o estudo das características do tráfego gerado por dispositivos móveis, no acesso a determinadas plataformas/serviços. Também se espera incluir uma componente de Machine Learning para previsão da experiência do utilizador. Além disso, pretende-se obter base de comparação entre as versões web e aplicacional de um mesmo serviço.In the current context, continuous technological development allows easy and fast access to a wide range of services and platforms, through mobile devices. For this reason, the volume and diversity of traffic have grown exponentially as well. Knowledge of the traffic circulating in current networks is essential, either to help improving the management and configuration of the network elements and services, or for users to have the opportunity to better manage resources when using their mobile devices and applications. Thus, this work intends to deepen the study of the characteristics of the traffic generated by mobile devices when accessing certain platforms/services. It is also expected to include a Machine Learning component to predict the user experience. In addition, it is intended to obtain a basis for comparison between the web and application versions of the same service

Trust and Reputation Management: a Probabilistic Approach

Software architectures of large-scale systems are perceptibly shifting towards employing open and distributed computing. Web services emerged as autonomous and self-contained business applications that are published, found, and used over the web. These web services thus exist in an environment in which they interact among each other to achieve their goals. Two challenging tasks that govern the agents interactions have gained the attention of a large research community; web service selection and composition. The explosion of the number of published web services contributed to the growth of large pools of similarly functional services. While this is vital for a competitive and healthy marketplace, it complicates the aforementioned tasks. Service consumers resort to non-functional characteristics of available service providers to decide which service to interact with. Therefore, to optimize both tasks and maximize the gain of all involved agents, it is essential to build the capability of modeling and predicting the quality of these agents. In this thesis, we propose various trust and reputation models based on probabilistic approaches to address the web service selection and composition problems. These approaches consider the trustworthiness of a web service to be strongly tied to the outcomes of various quality of service metrics such as response time, throughput, and reliability. We represent these outcomes by a multinomial distribution whose parameters are learned using Bayesian inference which, given a likelihood function and a prior probability, derives the posterior probability. Since the likelihood, in this case, is a multinomial, a commonly used prior is the Dirichlet distribution. We propose, to overcome several limitations of the Dirichlet, by applying two alternative priors such as the generalized Dirichlet, and Beta-Liouville. Using these distributions, the learned parameters represent the probabilities of a web service to belong to each of the considered quality classes. These probabilities are consequently used to compute the trustworthiness of the evaluated web services and thus assisting consumers in the service selection process. Furthermore, after exploring the correlations among various quality metrics using real data sets, we introduce a hybrid trust model that captures these correlations using both Dirichlet and generalized Dirichlet distributions. Given their covariance structures, the former performs better when modeling negative correlations while the latter yields better modeling of positive correlations. To handle composite services, we propose various trust approaches using Bayesian networks and mixture models of three different distributions; the multinomial Dirichlet, the multinomial generalized Dirichlet, and the multinomial Beta-Liouville. Specifically, we employ a Bayesian network classifier with a Beta- Liouville prior to enable the classification of the QoS of composite services given the QoS of its constituents. In addition, we extend the previous models to function in online settings. Therefore, we present a generalized-Dirichlet power steady model that predicts compositional time series. We similarly extend the Bayesian networks model by using the Voting EM algorithm. This extension enables the estimation of the networks parameters after each interaction with a composite web service. Furthermore, we propose an algorithm to estimate the reputation of web services. We extend this algorithm by leveraging the capabilities of various clustering and outlier detection techniques to deal with malicious feedback and various strategic behavior commonly performed by web services. Alternatively, we suggest two data fusion methods for reputation feedback aggregation, namely, the covariance intersection and ellipsoidal intersection. These methods handle the dependency between the information that propagates through networks of interacting agents. They also avoid over confident estimates caused by redundant information. Finally, we present a reputation model for agent-based web services grouped into communities of homogeneous functionalities. We exploit various clustering and anomaly detection techniques to analyze and identify the quality trends provided by each service. This model enables the master of each community to allocate the requests it receives to the web service that best fulfill the quality requirements of the service consumers. We evaluate the effectiveness of the proposed approaches using both simulated and real data

Quality of Service (QoS) in SOA Systems. A Systematic Review

In the last recent years a new technology called Web Services has emerged. The main characteristic of a web service is that it is a piece of software that the user can utilize but doesn’t own, that is, the user doesn’t install the software but uses it through the internet and standard protocols. With this new technology, a new architecture paradigm called SOA (Service Oriented Architecture) has appeared. This architecture is based on combining several web services, each one responsible to develop a concrete task, in order to obtain full‐operational software. The web services that compose a SOA System might be able to perform a task in a certain time, might be unavailable in some cases, might have security policies, etc. All this attributes, named Quality attributes, are essential in order to choose the appropriate web service for a SOA System. The objective of this Master Thesis is focused on two different but related subjects: (1) The development of a review regarding to the Quality Attributes for web services in a systematic manner and the development of a tool for monitoring SOA Systems capable to be used in several frameworks such as for Self‐Adaptive SOA Systems and for Web Service Discovery Systems

The knowledge management in small and medium enterprises and the quality management approaches in service-oriented architecture

The thesis is organized into two different sections: the first one deals with the knowledge management (KM) in small and medium enterprises (SMEs), the second one deals with the quality management approaches in Service Oriented Architecture (SOA). The first research topic arises from the awareness that knowledge fertilization is crucial for SMEs competitiveness and to improve network collaboration. Nevertheless, while there is an abundance of studies describing how large companies are successfully exploiting knowledge management practices, regarding SMEs the framework is still fragmented. The Ph.D. program has been aimed at publishing two journal articles: the first one is a literature review, which provides the state of art of KM in SMEs and the second one is an empirical paper, which addresses the research questions emerging from the analysis of the literature review. The research questions concern the barriers hindering the spread of KM practices in SMEs, the main knowledge management systems (KMSs) adopted by SMEs and the impact of the use of KM practices on SME performance; they were subsequently addressed through a field analysis conducted on a sample of SMEs, adopting fuzzy set theory as methodology. Therefore the first section of this thesis is structured as a collection of these two published articles. The second section deals with the quality management approaches in Service-Oriented Architecture (SOA), this research topic arises from the needs to investigate services quality techniques since there is a vast literature concerning the software quality metrics within an object-oriented environment, but this framework cannot be applied to SOA systems. This study attempted to fill this gap presenting the results of a literature review on this topic; the outcomes of the review provide a valuable understanding of the best researched areas and the areas of SOA quality which are poorly investigated. In order to give an answer to one of the retrieved research questions emerging from the analysis of the literature review and concerning the lack of case studies, an empirical analysis on SOA services performance has been carried out in an important telecommunications company by an efficiency analysis. Finally the work’ conclusions are presented which sum up both the knowledge management prospect that the SOA prospect

Plataforma per al monitoratge i l'explicació de violacions de clàusules de documents SLA

Es proposa un model conceptual de referència d'anàlisi i monitoratge de qualitat de servei, i s'instancia amb SALMonADA, un sistema basat en serveis que notifica als clients de les violacions d'acords de nivell de servei (SLA) en temps real, tot explicant-ne els motius de forma amistosa

Bestimmung der Dienstgütezuverlässigkeit in zusammengesetzten Dienstleistungen im Internet der Dienste

Das Anbieten, die Vermittlung und der Konsum von Softwarekomponenten nach dem Paradigma „Software-as-a-Service“ über das Internet wird zunehmend populärer. Diese so genannten elektronischen Dienstleistungen unterschiedlicher Komplexität werden auf Netzwerkservern zur Verfügung gestellt und können von anderen Anwendungen eingebunden werden. Damit können Ressourcen für die Entwicklung und das Betreiben eigener Dienste eingespart werden. Traditionelle Beispiele solcher Dienste sind Währungsumrechnungen oder Wettervorhersagen , aber auch komplexere Geschäftsprozesse, wie z.B. Rechnungsprüfdienste , werden vermehrt als elektronische Dienste bereitgestellt. Voraussetzung für die Akzeptanz der elektronischen Dienstleistungen ist die Absicherung deren Dienstgüte (engl. Quality of Service). Die Dienstgüte gibt Auskunft darüber, wie gut ein Dienst seine Funktion erbringt. Klassische Parameter sind Antwortzeit oder Verfügbarkeit. Die Betrachtung der Dienstgüte hat für den Dienstnutzer als auch für den Dienstanbieter Vorteile: Durch die Angabe der Dienstgüte kann sich der Dienstanbieter von seiner Konkurrenz abgrenzen, während der zukünftige Dienstnutzer in der Lage ist, die Performanz seiner Systeme, welche den Dienst integrieren, abzuschätzen. Beide Parteien streben eine möglichst hohe Dienstgüte an. Die Bestimmung der Dienstgüte in zusammengesetzten Dienstleistungen wurde in den letzten Jahren viel diskutiert. In diesem Zusammenhang ist besonders die Dienstgütezuverlässigkeit eines Dienstes wichtig. Die Dienstgütezuverlässigkeit gibt an, wie sicher es einem Dienst gelingt, seine Qualitätsversprechen einzuhalten. Je nach Kontext spricht man von relativer oder absoluter Dienstgütezuverlässigkeit. Die relative Dienstgütezuverlässigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Dienstes seine Dienstgütegarantien während der nächsten Interaktion einzuhalten, während sich die absolute Dienstgütezuverlässigkeit auf den Zeitraum der nächsten n Interaktionen bezieht. Verletzt ein Dienst eine Dienstgütegarantie, weil er beispielsweise nicht in der vorgegebenen Zeit antwortet, so gefährdet der Dienstnutzer die Performanz seiner Systeme, während der Dienstanbieter mit Strafzahlungen zu rechnen hat. Die Bestimmung der Dienstgütezuverlässigkeit einer zusammengesetzten Dienstleistung hat verschiedene Vorteile. Sie gestattet dem Dienstanbieter z.B. drohende Qualitätsverschlechterungen vorherzusagen und auf diese geeignet zu reagieren. Auch der Dienstnutzer profitiert von der Existenz der Dienstgütezuverlässigkeit. Er kann z.B. das Risiko für seine Systeme besser kalkulieren. Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung der Dienstgütezuverlässigkeit in zusammengesetzten Dienstleistungen. Zu diesem Zweck wird die Dienstgütezuverlässigkeit von Teildiensten auf Basis ihrer Monitoring-Historie vorhergesagt. Die Monitoring-Historie protokolliert für jeden Dienst und jede Dienstgütegarantie, ob in vergangenen Interaktionen Dienstgüteverletzungen stattgefundenen haben. Die Dienstgütezuverlässigkeit eines Teildienstes wird als Verletzungswahrscheinlichkeit gemessen, die angibt, wie wahrscheinlich eine Dienstgüteverletzung durch den Teildienst ist. Für die Vorhersage der relativen Verletzungswahrscheinlichkeit kommt eine Markov-Kette erster Ordnung zum Einsatz. Die Bestimmung der absoluten Verletzungswahrscheinlichkeit beruht auf den Prinzipien der allgemeinen Stochastik. Die Berechnungszeit beträgt in beiden Fällen wenige Millisekunden. Beide Verfahren liefern äußerst zuverlässige Vorhersagewerte. Auf Basis der Verletzungswahrscheinlichkeiten der Teildienste wird die Dienstgütezuverlässigkeit der zusammengesetzten Dienstleistung bestimmt. Sie kann detailliert in Form der Verletzungsmatrix oder als einfacher numerischer Wert in Form der Verletzungszahl angegeben werden. Die Verletzungsmatrix einer Dienstgütegarantie enthält die Eintrittswahrscheinlichkeit für jede mögliche Anzahl von Dienstgüteverletzungen. Ihre Aufstellung erfordert exponentiellen Aufwand. Demgegenüber besitzt die Verletzungszahl eine lineare Berechnungszeit. Sie gibt die Belastung einer Dienstleistung mit Dienstgüteverletzungen an. Die Dienstgütezuverlässig ist dabei umso geringer je kleiner die Werte der Verletzungsmatrix und Verletzungszahl sind

Bestimmung der Dienstgütezuverlässigkeit in zusammengesetzten Dienstleistungen im Internet der Dienste

Das Anbieten, die Vermittlung und der Konsum von Softwarekomponenten nach dem Paradigma „Software-as-a-Service“ über das Internet wird zunehmend populärer. Diese so genannten elektronischen Dienstleistungen unterschiedlicher Komplexität werden auf Netzwerkservern zur Verfügung gestellt und können von anderen Anwendungen eingebunden werden. Damit können Ressourcen für die Entwicklung und das Betreiben eigener Dienste eingespart werden. Traditionelle Beispiele solcher Dienste sind Währungsumrechnungen oder Wettervorhersagen , aber auch komplexere Geschäftsprozesse, wie z.B. Rechnungsprüfdienste , werden vermehrt als elektronische Dienste bereitgestellt. Voraussetzung für die Akzeptanz der elektronischen Dienstleistungen ist die Absicherung deren Dienstgüte (engl. Quality of Service). Die Dienstgüte gibt Auskunft darüber, wie gut ein Dienst seine Funktion erbringt. Klassische Parameter sind Antwortzeit oder Verfügbarkeit. Die Betrachtung der Dienstgüte hat für den Dienstnutzer als auch für den Dienstanbieter Vorteile: Durch die Angabe der Dienstgüte kann sich der Dienstanbieter von seiner Konkurrenz abgrenzen, während der zukünftige Dienstnutzer in der Lage ist, die Performanz seiner Systeme, welche den Dienst integrieren, abzuschätzen. Beide Parteien streben eine möglichst hohe Dienstgüte an. Die Bestimmung der Dienstgüte in zusammengesetzten Dienstleistungen wurde in den letzten Jahren viel diskutiert. In diesem Zusammenhang ist besonders die Dienstgütezuverlässigkeit eines Dienstes wichtig. Die Dienstgütezuverlässigkeit gibt an, wie sicher es einem Dienst gelingt, seine Qualitätsversprechen einzuhalten. Je nach Kontext spricht man von relativer oder absoluter Dienstgütezuverlässigkeit. Die relative Dienstgütezuverlässigkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Dienstes seine Dienstgütegarantien während der nächsten Interaktion einzuhalten, während sich die absolute Dienstgütezuverlässigkeit auf den Zeitraum der nächsten n Interaktionen bezieht. Verletzt ein Dienst eine Dienstgütegarantie, weil er beispielsweise nicht in der vorgegebenen Zeit antwortet, so gefährdet der Dienstnutzer die Performanz seiner Systeme, während der Dienstanbieter mit Strafzahlungen zu rechnen hat. Die Bestimmung der Dienstgütezuverlässigkeit einer zusammengesetzten Dienstleistung hat verschiedene Vorteile. Sie gestattet dem Dienstanbieter z.B. drohende Qualitätsverschlechterungen vorherzusagen und auf diese geeignet zu reagieren. Auch der Dienstnutzer profitiert von der Existenz der Dienstgütezuverlässigkeit. Er kann z.B. das Risiko für seine Systeme besser kalkulieren. Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung der Dienstgütezuverlässigkeit in zusammengesetzten Dienstleistungen. Zu diesem Zweck wird die Dienstgütezuverlässigkeit von Teildiensten auf Basis ihrer Monitoring-Historie vorhergesagt. Die Monitoring-Historie protokolliert für jeden Dienst und jede Dienstgütegarantie, ob in vergangenen Interaktionen Dienstgüteverletzungen stattgefundenen haben. Die Dienstgütezuverlässigkeit eines Teildienstes wird als Verletzungswahrscheinlichkeit gemessen, die angibt, wie wahrscheinlich eine Dienstgüteverletzung durch den Teildienst ist. Für die Vorhersage der relativen Verletzungswahrscheinlichkeit kommt eine Markov-Kette erster Ordnung zum Einsatz. Die Bestimmung der absoluten Verletzungswahrscheinlichkeit beruht auf den Prinzipien der allgemeinen Stochastik. Die Berechnungszeit beträgt in beiden Fällen wenige Millisekunden. Beide Verfahren liefern äußerst zuverlässige Vorhersagewerte. Auf Basis der Verletzungswahrscheinlichkeiten der Teildienste wird die Dienstgütezuverlässigkeit der zusammengesetzten Dienstleistung bestimmt. Sie kann detailliert in Form der Verletzungsmatrix oder als einfacher numerischer Wert in Form der Verletzungszahl angegeben werden. Die Verletzungsmatrix einer Dienstgütegarantie enthält die Eintrittswahrscheinlichkeit für jede mögliche Anzahl von Dienstgüteverletzungen. Ihre Aufstellung erfordert exponentiellen Aufwand. Demgegenüber besitzt die Verletzungszahl eine lineare Berechnungszeit. Sie gibt die Belastung einer Dienstleistung mit Dienstgüteverletzungen an. Die Dienstgütezuverlässig ist dabei umso geringer je kleiner die Werte der Verletzungsmatrix und Verletzungszahl sind

Sélection contextuelle de services continus pour la robotique ambiante

La robotique ambiante s'intéresse à l'introduction de robots mobiles au sein d'environnements actifs où ces derniers fournissent des fonctionnalités alternatives ou complémentaires à celles embarquées par les robots mobiles. Cette thèse étudie la mise en concurrence des fonctionnalités internes et externes aux robots, qu'elle pose comme un problème de sélection de services logiciels. La sélection de services consiste à choisir un service ou une combinaison de services parmi un ensemble de candidats capables de réaliser une tâche requise. Pour cela, elle doit prédire et évaluer la performance des candidats. Ces performances reposent sur des critères non-fonctionnels comme la durée d'exécution, le coût ou le bruit. Ce domaine applicatif a pour particularité de nécessiter une coordination étroite entre certaines de ses fonctionnalités. Cette coordination se traduit par l'échange de flots de données entre les fonctionnalités durant leurs exécutions. Les fonctionnalités productrices de ces flots sont modélisées comme des services continus. Cette nouvelle catégorie de services logiciels impose que les compositions de services soient hiérarchiques et introduit des contraintes supplémentaires pour la sélection de services. Cette thèse met en évidence la présence d'un important couplage non-fonctionnel entre les performances des instances de services de différents niveaux, même lorsque les flots de données sont unidirectionnels. L'approche proposée se concentre sur la prédiction de la performance d'une instance de haut-niveau sachant son organigramme à l'issue de la sélection. Un organigramme regroupe l'ensemble des instances de services sollicitées pour réaliser une tâche de haut-niveau. L'étude s'appuie sur un scénario impliquant la sélection d'un service de positionnement en vue de permettre le déplacement d'un robot vers une destination requise. Pour un organigramme considéré, la prédiction de performance d'une instance de haut-niveau de ce scénario introduit les exigences suivantes : elle doit (i)être contextuelle en tenant compte, par exemple, du chemin suivi pour atteindre la destination requise, (ii) prendre en charge le remplacement d'une instance de sous-service suite à un échec ou, par extension, de façon opportuniste. En conséquence, cette sélection de services est posée comme un problème de prise de décision séquentielle formalisé à l'aide de processus de décision markoviens à horizon fini. La dimensionnalité importante du contexte en comparaison à la fréquence des déplacements du robot rend inadaptées les méthodes consistant à apprendre directement une fonction de valeur ou une fonction de transition. L'approche proposée repose sur des modèles de dynamique locaux et exploite le chemin de déplacement calculé par un sous-service pour estimer en ligne les valeurs des organigrammes disponibles dans l'état courant. Cette estimation est effectuée par l'intermédiaire d'une méthode de fouille stochastique d'arbre, Upper Confidence bounds applied to TreesAmbient robotics aims at introducing mobile robots in active environments where the latter provide new or alternative functionalities to those shipped by mobile robots. This thesis studies the competition between robot and external functionalities, which is set as a service selection problem. Service selection consists in choosing a service or a combination of services among a set of candidates able to fulfil a given request. To do this, it has to predict and evaluate candidate performances. These performances are based on non-functional requirements such as execution time, cost or noise. This application domain requires tight coordination between some of its functionalities. Tight coordination involves setting data streams between functionalities during their execution. In this proposal, functionalities producing data streams are modelled as continuous services. This new service category requires hierarchical service composition and adds some constraints to the service selection problem. This thesis shows that an important non-functional coupling appears between service instances at different levels, even when data streams are unidirectional. The proposed approach focuses on performance prediction of an high-level service instance given its organigram. This organigram gathers service instances involved in the high-level task processing. The scenario included in this study is the selection of a positioning service involved in a robot navigation high-level service. For a given organigram, performance prediction of an high-level service instance of this scenario has to: (i) be contextual by, for instance, considering moving path towards the required destination, (ii) support service instance replacement after a failure or in an opportunist manner. Consequently, this service selection is set as a sequential decision problem and is formalized as a finite-horizon Markov decision process. Its high contextual dimensionality with respect to robot moving frequency makes direct learning of Q-value functions or transition functions inadequate. The proposed approachre lies on local dynamic models and uses the planned moving path to estimate Q-values of organigrams available in the initial state. This estimation is done using a Monte-Carlo tree search method, Upper Confidence bounds applied to TreesPARIS-EST-Université (770839901) / SudocSudocFranceF