Monitoring quality of service in service-oriented systems : architectural design and stakeholder support

Abstract

In service-orientierten Systemen werden Services angeboten welche inner- und ausserbetriebliche Aufgaben hauptsächlich automatisch abarbeiten. Zwischen den Service Anbietern und den Service Konsumenten können Verträge vereinbart werden, welche Klausen über die Performanz der Services definieren. Solche Verträge werden als Service Level Agreements (SLA) bezeichnet. Ein Service Anbieter muss sicherstellen, dass die vertraglichen Vereinbarungen erfüllt werden um Pönale zu vermeiden sowie, viel schlimmer noch, seinen Ruf zu schädigen. Ein Service Konsument möchte gerne wissen, ob der Service Anbieter auch wirklich die Vereinbarungen erfüllt bzw. nach Vertrasgende erfüllt hat.<br />Daher ist eine Überwachung der Performanz der Services bezüglich der vertraglichen Vereinbarung unabdinglich. In der Entwurfsphase einer Überwachungsinfrastruktur müssen Lösungen für Architekurentscheidungen getroffen werden, welche die betrieblichen und technischen Anforderung erfüllen . Ausserdem sind viele Akteure involviert welche unterschiedliches Hintergrundwissen und Interssen haben. Weiters sind die Anforderungen an die Überwachungsstruktur zu Beginn nicht klar definiert. Dadurch sind spätere Änderungen in der Architektur und in dessen Implementierung unumgänglich. In dieser Dissertation wird ein Modell vorgestellt um den Entwurf einer Überwachungsstruktur zu vereinfachen. Das Modell stellt Architekturlösungen für die Architekturentscheidungen vor, welche grundlegende Anforderungen erfüllen. Das vorgestellte Entwurfsmodell hilft Designern eine betriebsoptimale Überwachungsstruktur zu entwerfen.<br />Damit die Akteure die vertraglichen Vereinbarungen spezifizieren können, werden modell-getriebene domänen-spezifische Sprachen verwendet. Die Verwendung von modell-getriebenen Sprachen ermöglicht Business-Experten die vertraglichen Vereinbarungen zu definieren ohne ein technologisches Wissen zu verfügen. Ausserdem wird ein inkrementeller Entwicklungsansatz vorgestellt welcher den Umgang mit späteren Änderungen erleichtert. Es wird eine Fallstudie präsentiert welche as Evaluationsgrundlage dient.<br />Die Fallstudie beschäftigt sich mit Multimedia Services um Filme oder Live-Streams in einer gewünschten Sprache anzusehen.<br />

In a service-oriented system, services are utilized to perform inter- and cross-organization business tasks with few human intervention. Between a service provider and a service consumer contracts can exist containing performance-related Quality of Service (QoS) agreements, called Service Level Agreements (SLA). A services provider must prevent SLA violations in order to avoid serious financial consequences and a diminished reputation. Service consumers want to ensure that they get the service they pay for. In order to prevent and detect violations of the performance-related agreements during the SLA's validity, a monitoring infrastructure is required. To design an architecture of a QoS monitoring infrastructure, many architectural design decisions must be faced, depend on business and technical requirements. At early stages, the infrastructure's requirements are fuzzy and incomplete, making later changes inevitable. The design process and the specification of the negotiated performance-related QoS properties involve various differently skilled stakeholders, ranging from business to technical experts.<br />In this thesis, we present an architectural design decision model that covers design decisions about measuring, storing, and evaluating performance-related QoS properties. The model proposes architectural solutions for the design decisions that fulfill the requirements.<br />Model-driven Development (MDD) makes it possible to generate the QoS monitoring infrastructure almost automatically. To support the differently skilled stakeholders to specify the performance-related QoS agreements, we utilize Domain-specific Languages (DSL). The specified performance-related agreements are then monitored during the SLA's validity. We develop the model-driven DSLs using an incremental development approach. We evaluate our work in the scope of an industrial case study dealing with advanced multi-media services that have to comply with performance-related QoS agreements.<br />The presented architectural design decision model guides the designers through the decision making process. Utilizing model-driven DSLs, business stakeholders can specify the performance-related agreements without technical knowledge. The stakeholders with a technical expertise describe the technological artifacts to monitor the performance-related agreements during the SLAs' validity. Developing model-driven DSLs incrementally helps the developers to deal with permanent changing requirements.