Model-based deployment and provisioning of applications to the cloud

Abstract

Cloud-Computing hatte und hat noch immer einen großen Einfluss darauf, wie Applikationen Benutzern zur Verfügung gestellt werden. Aufgrund der überwiegenden Vorteile, die Cloud- Computing mit sich bringt, besteht ein großes Bestreben, Applikationen in die Cloud zu migrieren. Leider existieren derzeit keine allgemeinen Richtlinien, in welcher Form die benötigten Ausführungsumgebungen und die Erstellungsspezifikationen einer Applikation definiert werden sollen, damit diese von jedem x-beliebigen Cloud Betreiber verwendet werden können. In den letzten Jahren wurde vermehrt der Fokus auf Ansätze gelegt, die es ermöglichen, Ressourcen in der Cloud in Form eines interpretierbaren Templates zu beschreiben. Erst letztes Jahr, im November 2013, wurde von OASIS ein offener Standard TOSCA veröffentlicht, der versucht bereits existierende propitäre Ansätze zusammen zu fassen und zu vereinheitlichen. Die Entwicklung hin zu einer deklarativen Beschreibung von orchestrierten Ressourcen in der Cloud sind noch Neuland und werden ständig erweitert, da es sich um eine vielversprechende Möglichkeit handelt, komplexe Abhängigkeiten und Einschränkungen von Computerresourcen in einem für den Menschen lesbaren Format zu beschreiben. Diese Arbeit beleuchtet zuerst die Welten von Model-Driven-Engineering und Cloudcomputing und wie diese beiden kombiniert werden können. Das Ziel besteht darin ein Modell zu erstellen, das ausreichend Information über Abhängigkeiten, Einschränkungen und applikationsspezifische Anforderungen beinhaltet, damit es bei der Migration der Applikation in die Cloud unterstützend verwendet werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wird weiters ein Prozess beschrieben, der in zwei Schritte unterteilt ist: Erstellung und Bereitstellung. Im ersten Schritt werden UML Modelle erstellt und mit UML Erweiterungen (Typen, Profile und Stereotypen), welche Cloud-Computing spezifische Attribute beinhalten, verfeinert. Der zweite Schritt besteht darin, die Modelle mit Hilfe von Transformationen in Templates zu konvertieren, damit diese vom entsprechenden Cloud Betreiber interpretiert und exekutiert werden können. Bestehende Ansätze adressieren nur Teilaspekte des Migrationsproblems und fokussieren sich auf Teillösungen. Einer der Hauptziele dieser Arbeit ist, die Erstellung einer vereinheitlichten und modell-basierenden Lösung, dessen Prozesse und Tools den Applikationsmodellierer unterstützen und einen (semi-)automatischen Ablauf der Erstellung und Bereitstellung einer Applikation in der Cloud ermöglichen.

Cloud computing had and still has a major impact on how applications are made accessible for the users. Due to the advantages cloud computing has, there is a demand to migrate applications to the cloud. Unfortunately there does not exist general guidelines how to define the required application execution environments and deployment requirements so that they can be interpreted by any arbitrary cloud provider. In the last years, cloud providers came up with approaches to be able to describe cloud resources in form of an interpretable template. Just recently, in November 2013, OASIS published the open standard TOSCA [44], which aims to unite existing proprietary approaches and standardise them. Approaches following a declarative way of describing orchestrated cloud resources are quite recent and are extended frequently, as it is a promising possibility of illustrating complex dependencies and limitations of computing resources in a way that can be read by human beings as well. This thesis firstly discusses model driven engineering and cloud computing separately and afterwards, how they can be combined. The main aim is to create a model that contains enough information about dependencies, limitations and application specific requirements, which can support the migration of the application to the cloud. Furthermore, the master-s thesis proposes a process, which is subdivided into two parts: Deployment and Provisioning. The first step is about creating UML models and refining them with UML extensions (classifiers, profiles and stereotypes), which consists out of cloud computing specific attributes. The second step converts the model into a template, by means of applying model to text transformations, in order to be interpretable and executable by cloud providers. Existing solutions only address partial aspects of the whole problem, focusing on other objectives. One of the main goal of this thesis is the creation of a unified and model-based solution, whose processes and tools support the application modeler and make a (semi-)automatic execution of the deployment and provisioning of an application in the cloud possible.