Using domain-specific languages for event-based QoS monitoring in service-oriented environments

Abstract

Da das Paradigma der Services-Oriented Architecture (SOA) sich immer weiter verbreitet, wird auch die Qualität der benutzen Services immer wichtiger. Diese Quality of Service (QoS) ist dabei nicht nur wichtig für menschliche Nutzer, sondern auch für andere Services. Das Überwachen und automatische Überprüfen auf Verletzungen von Services Level Agreements (SLAs) sind ein notwendiges und interessantes Thema.<br />Diese Diplomarbeit demonstriert und evaluiert ein System, welches Servicequalität mittels eines zentralen Monitors und eines minimal-invasiven Frameworks bei Clients und Services misst. Sie verwendet drei domain-specific languages (DSLs) um SLAs zu beschreiben (SLADSL), Messpunkte und ihren Kontext zu definieren (MPDSL) und Metriken, basierend auf den definierten Messpunkten, zu erstellen (MDDSL). Zusätzlich wird ein System zum Verteilen der Messpunkt-Informationen vorgeschlagen. Das konkrete Messen findet bei Clients und Services statt, die gemessenen Rohdaten werden daraufhin an den Monitor gesendet. Der Monitor benutzt Transformationen, die aus MDDSL Beschreibungen generiert wurden, um in einem Complex Event Processing (CEP)-System Metriken aus den Rohdaten zu generieren.<br />Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, einen schnellen, event-basierten Ansatz zu finden, um QoS Properties zu definieren und zu messen, basierend auf einem Ansatz von Ernst Oberortner. Er musste ausdrucksstark und erweiterbar sein und gleichzeitig versuchen den Einfluss auf und die Abhängigkeit von dem gemessenen System so klein wie möglich zu halten. Unter anderem sollte dies durch eine Trennung von SLA, Metrikbeschreibung und Messpunktdefinitionen, sowie durch die Möglichkeit SLAs und Metrikbeschreibungen zur Laufzeit zu ändern, erreicht werden.<br />Die Evaluierung dieses Ansatzes zeigt einen minimalen Einfluss am Messort bei Benutzung einer Interceptor-basierenden Messung. Der zentrale Monitor erweist sich als Flaschenhals, doch eine mögliche Lösung, durch Auftrennen des Monitors in mehrere Systeme, wird vorgeschlagen. Das Konzept der getrennten MPDSL und MDDSL erlaubt uns eine Vielfalt von QoS Eigenschaften zu definieren und ermöglicht gute Erweiterbarkeit, sogar durch das Miteinbeziehen anderer Messsysteme.<br />Eine Evaluierung testet den Prototypen und diskutiert weitere Verbesserungen des Systems.<br />

As the paradigm of Services-Oriented Architecture (SOA) gets more widespread, the quality of the used services also gets more important. Not only is this Quality of Service (QoS) important to human users, but to other services. Monitoring and automatic checks for violations of Services Level Agreements (SLAs) are a necessary and interesting topic.<br />This thesis demonstrates and evaluates a system for the measuring of service quality using a centralized monitor and a minimal-invasive framework at the clients and services. It uses three domain-specific languages (DSLs) to describe SLAs (SLADSL), define measuring points and their context (MPDSL) and create metrics based on the defined measuring points (MDDSL). In addition to the languages, a system for distribution the measuring point information is proposed. The concrete measurement takes place at the clients and services and the measured raw data is sent to the monitor. The monitor uses transformations, generated from MDDSL statements, to calculate metrics from the raw events in a Complex Event Processing (CEP) system.<br />The goal of this thesis was to find a fast, event-based approach to define and measure QoS properties, based on an existing approach by Ernst Oberortner. It had to be expressive, extensible and at the same time try to keep the influence and dependence on the measured systems as small as possible. Amongst other things, this should be achieved by using a separation of SLA, metric descriptions and measuring point definitions and the possibility to change SLAs and metric descriptions at runtime.<br />The evaluation of the approach shows a minimal influence at the measurement locations when using interceptor-based measurement. The central monitor proves to be a bottleneck, but a possible solution is proposed by splitting the monitor into multiple systems. The concept of separate MPDSL and MDDSL allows to define a variety of QoS properties and enables great extensibility, even including other measurement systems. An evaluation tests the prototype and discusses some further improvements of the system.