Trustworthy measurement and arbitration of service level agreements in the cloud

Abstract

Service-Level-Agreements sind vertragliche Vereinbarungen zwischen Anbietern und Kunden einer Dienstleistung, welche die zu erfüllende Qualität und Rahmenbedingungen der Dienstleistung festlegen. Im Bereich der IT-Services, beispielsweise bei Cloud-Services, werden diese eingesetzt, um Anforderungen in Bezug auf den Verbrauch und die Bereitstellung von Rechenressourcen zu definieren. Damit die Vertragseinhaltung überprüft werden kann, ist eine Echtzeitüberwachung der vereinbarten Qualitätsparameter erforderlich. Ein grundlegendes Problem bei der Überwachung von Service-Level-Agreements stellt die Vertrauenswürdigkeit dar. Die Durchführung von Messungen oder Entscheidungen bei einer der beiden Vertragsparteien, d.h. Dienstanbieter oder Kunde, führt zu Vertrauensproblemen der anderen Partei, da unterschiedliche wirtschaftliche Interessen verfolgt werden. Im Zuge dieser Arbeit wird ein Monitoring-System entwickelt, welches eine vertrauenswürdige Überwachung von Service-Level-Agreements bei Cloud-Services ermöglicht. Eine vertrauenswürdige dritte Partei fungiert dabei als Entscheidungsinstanz, welche Messungen von Anbieter- sowie Kundenseite analysiert und gegebenenfalls auftretende Vertragsverletzungen erkennt. Technologien wie aspektorientierte Programmierung oder Softwareagenten erlauben die Extraktion von Qualitätsparametern, ohne dass ein Eingriff in bestehende Software notwendig ist. Es erfolgt eine Implementierung des vorgestellten Ansatzes, sowie eine Evaluierung in einer Public-Cloud-Testumgebung. Ergebnisse zeigen, dass die Überwachung des Systems präzise und vertrauenswürdig ist, während die Anforderungen an die Transparenz, sprich geringer Ressourcenverbrauch und wenig Intrusion, eingehalten werden.

Service Level Agreements state commitments between service providers and customers, in which quality aspects and constraints are regulated. In the field of computing, for instance cloud computing, they are used to define requirements in terms of resource provisioning and consumption. In order to verify the contract compliance, a real-time monitoring of the agreed quality parameters is required. A fundamental problem in the monitoring of Service Level Agreements is trustworthiness. If the measurement or arbitration is done at one of the two signature parties, i.e., service provider or customer, trust issues of the opposing party arise, since different economic interests are pursued. In the course of this work, a framework is developed which enables a trustworthy monitoring of Service Level Agreements at cloud services. A Trusted Third Party that is employed for the arbitration analyzes measurements from both the provider and the customer to detect possibly occurring contract violations. Technologies like aspect-oriented programming or software agents are used to allow for the extraction of quality parameters without being invasive to the existing software. An implementation of the presented approach as well as an evaluation in a public cloud test environment is carried out. The results show that the monitoring of the framework is accurate and trustworthy, while requirements for the transparency, i.e., low resource consumption and little intrusion, are met.