Einheitliches Management serviceorientierter Systeme in einer Multi-Provider-Umgebung

Die zunehmende Digitalisierung der Geschäfts- und Alltagswelt stellt die heutige Unternehmens-IT vor immer größer werdende Herausforderungen. Die Unternehmen sind gezwungen, ihre Prozesse kontinuierlich zu optimieren und an veränderte Rahmen- und Marktbedingungen anzupassen. Die IT muss mit diesem Wandel Schritt halten. Als ein strategisches IT-Konzept bietet das Cloud-Computing die Möglichkeit, die IT-Landschaft bedarfsorientiert nach dem Baukastenprinzip zusammenzustellen. In den seltensten Fällen wird aber ein einzelner Anbieter über ein passendes Leistungsangebot verfügen, das sämtliche funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen abdeckt. Der Weg hin zu einer Multi-Provider-Umgebung ist somit vorgezeichnet und bereits durch Trends belegt. Allerdings stellt das einheitliche Management einer Multi-Provider-Umgebung, die neben cloudbasierten auch virtuelle und physikalische Umgebungen umfasst, eine Herausforderung dar. Die anforderungsgerechte Bereitstellung und der gütegesicherte Betrieb von Services erfordern den flexiblen Einsatz aller am Verbund beteiligten Ausführungsumgebungen. Im Rahmen dieser Arbeit wird dafür eine Lösung entwickelt. Die Grundlage bildet ein Informationsmodell, das managementrelevante Ressourcen durch Managementobjekte einheitlich repräsentiert. Dazu werden Managementobjektklassen und ihre Beziehungen untereinander festgelegt. Managementobjektklassen verfügen über öffentliche Eigenschaften, die in Form von Managementvariablen modelliert werden. Mit Hilfe von Statusvariablen kann sich der Manager über den Ressourcenzustand informieren, und mit Hilfe von Konfigurationsvariablen kann er auf den Ressourcenzustand einwirken. Das Management einer Multi-Provider-Umgebung erfordert den Einsatz eines Managementsystems, das den fehlerfreien Servicebetrieb sicherstellt. Dazu gilt es, die vom Informationsmodell festgelegten Managementobjekte zur Laufzeit bereitzustellen und zu verwalten. Die Umsetzung wird dadurch erschwert, dass nicht nur eine einzelne Managementarchitektur zum Einsatz kommt, sondern zumeist mehrere. Dies setzt den Einsatz einer Datenstruktur voraus, die zur Informationsintegration verschiedenste Datenquellen anbinden kann. Dadurch lässt sich die Heterogenität überwinden und eine einheitliche Sicht auf die Managementinformationen erzeugen. Zur Gewährleistung der nicht-funktionalen Eigenschaften bedarf es neben der kontinuierlichen Überprüfung der Zieleinhaltung auch des Einsatzes adaptiver Maßnahmen, um den sich abzeichnenden Zielverfehlungen entgegenzuwirken. Hierfür kommen Policy-Regeln zum Einsatz, die die Multi-Provider-Umgebung überwachen und steuern. Im Rahmen eines Anwendungsfalls wird der experimentelle Nachweis erbracht, dass sich nicht-interaktive Services auf Basis des Informationsmodells und der Policy-Regeln in einem Verbund von heterogenen Ausführungsumgebungen flexibel bereitstellen und gütegesichert erbringen lassen

Policy-based management of medical devices and applications

Die Arbeit präsentiert einen erweiterten Ansatz zum autonomen technischen Management, der das innovative Modell-basierte Management mit dem etablierten Policy-basierten Management kombiniert. Zur Planung des Systems wird ein umfassendes Modell des Management- und des zu verwaltenden Systems entworfen. Beide Systeme werden auf drei Abstraktionsschichten („Use Cases“, „Services“, „Components“) modelliert. Auf Basis der vorgestellten Ableitungsmuster (Evaluierungs-, Kontroll- und Verfeinerungsmuster) und der Zwischenschichtassoziationen wird der Prozess der Ableitung der Management-Policies automatisiert mit Hilfe eines Modellierungstools durchgeführt. Am Ende werden die zur Laufzeit vom Management ausführbaren Policies generiert. Der Ansatz wird im Rahmen des medizinischen Anwendungsfeldes erprobt. Es wird gezeigt, dass der Ansatz die Entwicklung und Verlässlichkeit sowie den Betrieb des medizinischen Geräte- und Anwendungsensembles unterstützt.This work presents an extended approach to the autonomous technical management, which combines the innovative model-based management with the established policy-based management technique. A comprehensive model of the managed and the management system is created. Both systems are modeled on three abstraction layers („Use Cases“, „Services“, „Components“). On the basis of the introduced policy derivation patterns (evaluation, control and refinement patterns) and intra-layer associations the policy derivation process is conducted automated by means of a modeling tool. Finally, runnable policies are generated which are enforced by the management at runtime. The approach is applied within the medical application field. It is demonstrated, that the presented technical management supports the development and dependable behavior of medical devices and applications

Flexible Kommunikation in effizient entwickelten adaptiven vernetzten Dienste- und Gerätesystemen

Die fortschreitende Miniaturisierung der IT-Landschaft und die zunehmende Mobilität durch die Ausbreitung von Funkstandards schufen Voraussetzungen um im Sinne des Internet der Dinge Geräte des Alltags miteinander zu vernetzen und so IT-basierte Systeme zu erschaffen, die unterstützend in Situationen des menschlichen Lebens eingreifen. Diese Umgebungen werden im allgemeinen als ambiente Systeme bezeichnet. Für die Integration von Geräten und Diensten unterschiedlicher Hersteller und Anwendungsgebiete werden Domänen übergreifende Frameworks benötigt, die dem Nutzer unabhängig von der Hardware das komfortable und effiziente Entwickeln ambienter Systeme ermöglicht. Die vorliegende Arbeit beschreibt dafür die wichtigsten Anforderungen und stellt einige existierende Frameworks vor. Für den Ansatz der OSGi Remote Services wird die vom Autor realisierte Middleware Comoros vorgestellt, die den Standard mit dem Devices Profile for Web Services kombiniert. Dadurch entsteht eine standardkonforme Lösung, welche die Dynamik der OSGi-Plattform mit der Webservice basierten Kommunikation für Kleinstgeräte kombiniert. Von dieser Lösung ausgehend wurde Comoros um Bereiche erweitert, die für die Entwicklung verteilter ambienter Systeme notwendig sind. Neben einem dynamischen und komfortablen Ansatz für das Daten-Marshaling umfasst die Comoros-Erweiterung auch eine Event-basierte Kommunikation und eine umfassende und einfache Integration von Altsystemen. Weiterhin wird die Hersteller unabhängige Integration von Geräten in die Service-Plattform beschrieben, die für den Einsatz im IoT-Umfeld eine besondere Bedeutung hat. Um auf wechselnde Anforderungen dynamisch reagieren zu können setzt Comoros zudem etablierte Management-Standards um und kann so an die jeweils gültige Anforderung adaptiert werden. Um die Umsetzung der definierten Anforderungen von Comoros zu belegen wurde eine umfangreiche Evaluierung durchgeführt. Der Fokus dieser Evaluierung liegt dabei auf der Vermessung der Effizienz und Leistungsfähigkeit der Middleware, Eigenschaften, die bei einem Einsatz in Ressourcen beschränkten Umgebungen von besonderem Interesse sind. Zusätzlich wurde auch der Entwicklungskomfort vermessen, der Indikator für eine hohe Benutzerakzeptanz ist