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Model-Driven Configuration Management of Cloud Applications with OCCI
International audienceTo tackle the cloud-provider lock-in, the Open Grid Forum (OGF) is developing the Open Cloud Computing Interface (OCCI), a standardized interface for managing any kind of cloud resources. Besides the OCCI Core model, which defines the basic modeling elements for cloud resources, the OGF also defines extensions that reflect the requirements of different cloud service levels, such as IaaS and PaaS. However, so far the OCCI PaaS extension is very coarse grained and lacks of supporting use cases and implementations. Especially, it does not define how the components of the application itself can be managed. In this paper, we present a model-driven framework that extends the OCCI PaaS extension and is able to use different configuration management tools to manage the whole lifecycle of cloud applications. We demonstrate the feasibility of the approach by presenting four different use cases and prototypical implementations for three different configuration management tools
Integração da Cloud com rede na perspectiva de operador
Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesCloud Computing (CC) tem sido nos últimos tempos um tema bastante
mediático no mundo da tecnologia, sendo claras as suas potencialidades
tanto em termos económicos como em ciência de recursos. Apesar destas
valências, a adopção massiva deste paradigma está ainda condicionada por
aspectos relacionados com interoperabilidade, segurança e Quality of Service
(QoS). _E no sentido de colmatar estas condicionantes que surge o conceito
de Cloud Networking, que consiste na integração das características de CC
na rede.
Actualmente a infraestrutura de rede _e baseada em tecnologias que foram
desenhadas há muitos anos, numa altura em que o contexto e as necessidades
do mundo das comunicações eram completamente distintas das necessidades
actuais. Este fenómeno tem sido bastante abordado e referido
como a ossificação da rede. Esta infra-estrutura é, actualmente, incapaz
de dar resposta _as necessidades do CC, características como a dinâmica e
flexibilidade não se reflectem na rede. No entanto, a rede e CC não podem
ser dissociados, pois _e esta que estabelece uma ponte e permite o acesso a
estes recursos por parte dos utilizadores influenciando negativamente o seu
uso.
No futuro, a virtualização de redes directamente na infra-estrutura dos operadores
de rede irá permitir que os utilizadores interajam e utilizem recursos
de rede de uma forma similar ao que fazem com os recursos de CC. O
problema _e que esta tecnologia ainda está numa fase embrionária e ainda
demorara algum tempo até que se torne uma realidade. Se a longo prazo
a virtualização de rede deve ser vista como um objectivo a atingir, a curto
prazo deverá ser feito um esforço no sentido de trazer algumas das qualidades
referidas para as tecnologias de implementação de redes privadas já
difundidas entre os operadores de rede.
Actualmente as Virtual Private Networks (VPNs) são o mecanismo mais
utilizado pelos utilizadores para integrar os recursos de CC com a sua própria
infra-estrutura. No entanto, existem limitações porque esta integração _e
processada de uma forma estática em escalas de tempo muito superiores
aos de CC e na maioria das vezes obrigando os utilizadores a ter que interagir
com uma diversidade de operadores.
O objectivo principal desta Dissertação _e desenvolver um protótipo que
valide o conceito de Cloud Networking utilizando interfaces e protocolos
bem definidos, como _e o caso da Open Cloud Networking Interface (OCNI)
e Open Cloud Computing Interface (OCCI). Este protótipo ir_a ser capaz de
fornecer um serviço integrado de recursos de rede e CC em que o utilizador
só irá ter que interagir com um único fornecedor. Isto obriga a que uma
linha de comunicação seja estabelecida entre diferentes operadores para uma
rápida e automática integração dos dois domínios.
Nesta dissertação irão ser apresentados e estudados interfaces e protocolos
que facilitem a interoperabilidade entre operadores com vista a sua implementação num protótipo. No domínio da rede irão ser desenvolvidas
ferramentas que permitam o aprovisionamento de recursos com vista a integração de CC com a rede do operador. Irá também ser desenvolvido um
orquestrador que permita a um utilizador, através de um único pedido, criar
uma infra-estrutura que integre recursos de cloud e rede. Posteriormente
irão ser efetuados testes de desempenho da instanciação de um serviço integrado
de CC com a rede. Ainda no âmbito desta dissertação irá ser estudada
uma plataforma de virtualização de rede na qual irão ser feitos testes de
trafego sobre a mesma com vista _a sua integração no protótipo
Integração do paradigma de cloud computing com a infraestrutura de rede do operador
Doutoramento em Engenharia InformáticaThe proliferation of Internet access allows that users have the possibility to use
services available directly through the Internet, which translates in a change of
the paradigm of using applications and in the way of communicating,
popularizing in this way the so-called cloud computing paradigm. Cloud
computing brings with it requirements at two different levels: at the cloud level,
usually relying in centralized data centers, where information technology and
network resources must be able to guarantee the demand of such services;
and at the access level, i.e., depending on the service being consumed,
different quality of service is required in the access network, which is a Network
Operator (NO) domain. In summary, there is an obvious network dependency.
However, the network has been playing a relatively minor role, mostly as a
provider of (best-effort) connectivity within the cloud and in the access network.
The work developed in this Thesis enables for the effective integration of cloud
and NO domains, allowing the required network support for cloud. We propose
a framework and a set of associated mechanisms for the integrated
management and control of cloud computing and NO domains to provide endto-
end services. Moreover, we elaborate a thorough study on the embedding of
virtual resources in this integrated environment. The study focuses on
maximizing the host of virtual resources on the physical infrastructure through
optimal embedding strategies (considering the initial allocation of resources as
well as adaptations through time), while at the same time minimizing the costs
associated to energy consumption, in single and multiple domains.
Furthermore, we explore how the NO can take advantage of the integrated
environment to host traditional network functions. In this sense, we study how
virtual network Service Functions (SFs) should be modelled and managed in a
cloud environment and enhance the framework accordingly.
A thorough evaluation of the proposed solutions was performed in the scope of
this Thesis, assessing their benefits. We implemented proof of concepts to
prove the added value, feasibility and easy deployment characteristics of the
proposed framework. Furthermore, the embedding strategies evaluation has
been performed through simulation and Integer Linear Programming (ILP)
solving tools, and it showed that it is possible to reduce the physical
infrastructure energy consumption without jeopardizing the virtual resources
acceptance. This fact can be further increased by allowing virtual resource
adaptation through time. However, one should have in mind the costs
associated to adaptation processes. The costs can be minimized, but the virtual
resource acceptance can be also reduced. This tradeoff has also been subject
of the work in this Thesis.A proliferação do acesso à Internet permite aos utilizadores usar serviços
disponibilizados diretamente através da Internet, o que se traduz numa
mudança de paradigma na forma de usar aplicações e na forma de comunicar,
popularizando desta forma o conceito denominado de cloud computing. Cloud
computing traz consigo requisitos a dois níveis: ao nível da própria cloud,
geralmente dependente de centros de dados centralizados, onde as
tecnologias de informação e recursos de rede têm que ser capazes de garantir
as exigências destes serviços; e ao nível do acesso, ou seja, dependendo do
serviço que esteja a ser consumido, são necessários diferentes níveis de
qualidade de serviço na rede de acesso, um domínio do operador de rede. Em
síntese, existe uma clara dependência da cloud na rede. No entanto, o papel
que a rede tem vindo a desempenhar neste âmbito é reduzido, sendo
principalmente um fornecedor de conectividade (best-effort) tanto no dominio
da cloud como no da rede de acesso.
O trabalho desenvolvido nesta Tese permite uma integração efetiva dos
domínios de cloud e operador de rede, dando assim à cloud o efetivo suporte
da rede. Para tal, apresentamos uma plataforma e um conjunto de
mecanismos associados para gestão e controlo integrado de domínios cloud
computing e operador de rede por forma a fornecer serviços fim-a-fim. Além
disso, elaboramos um estudo aprofundado sobre o mapeamento de recursos
virtuais neste ambiente integrado. O estudo centra-se na maximização da
incorporação de recursos virtuais na infraestrutura física por meio de
estratégias de mapeamento ótimas (considerando a alocação inicial de
recursos, bem como adaptações ao longo do tempo), enquanto que se
minimizam os custos associados ao consumo de energia. Este estudo é feito
para cenários de apenas um domínio e para cenários com múltiplos domínios.
Além disso, exploramos como o operador de rede pode aproveitar o referido
ambiente integrado para suportar funções de rede tradicionais. Neste sentido,
estudamos como as funções de rede virtualizadas devem ser modeladas e
geridas num ambiente cloud e estendemos a plataforma de acordo com este
conceito.
No âmbito desta Tese foi feita uma avaliação extensa das soluções propostas,
avaliando os seus benefícios. Implementámos provas de conceito por forma a
demonstrar as mais-valias, viabilidade e fácil implantação das soluções
propostas. Além disso, a avaliação das estratégias de mapeamento foi
realizada através de ferramentas de simulação e de programação linear inteira,
mostrando que é possível reduzir o consumo de energia da infraestrutura
física, sem comprometer a aceitação de recursos virtuais. Este aspeto pode
ser melhorado através da adaptação de recursos virtuais ao longo do tempo.
No entanto, deve-se ter em mente os custos associados aos processos de
adaptação. Os custos podem ser minimizados, mas isso implica uma redução
na aceitação de recursos virtuais. Esta compensação foi também um tema
abordado nesta Tese