Fribourg. Une démarche de spécification, de. d applications à base de services Web auto-adaptables*

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1 Journée de l'action ADAPT à Fribourg Une démarche de spécification, de conception et de développement d applications à base de services Web auto-adaptables* t Riadh Ben Halima, Karim Guennoun, Khalil Drira LAAS-CNRS, Université de Toulouse, France *Projet Européen WS-DIAMOND (Web Services DIAgnosability, MONitoring and Diagnosis, grant IST )

2 Plan Introduction & Contexte Problématiques Objectifs Démarche Monitoring, i Mesure, Diagnostic, et Réparation Réalisation Conclusion 2

3 Introduction & Contexte La revue coopérative Envoyer papier Auteurs Version finale Revue Coopérative Appel à communication Notification Affectation de papier Président Rapport de relecture Relecteurs 3

4 Architecture t logicielle i ll Utilisateur1 Requête Réponse Périphériques Autonome Interactif (message) ServiceA ServiceD ServiceB ServiceC ServiceE ServiceF ServiceG Applications Utilisateur2 Abstraction de l architecture réelle 4

5 Contrat/Exigence t/e en terme de QdS Temps d Exécution < 1s ServiceB ServiceF Client 1 Disponibilité du Service = 99% ServiceA ServiceC ServiceG ServiceD ServiceE Client N Temps de Réponse <4s 5

6 Problèmes à résoudre La revue coopérative Auteurs ueus (1: Le président reçoit des papiers après la date-limite) it Envoyer papier (2: La notification n atteint pas l auteur) Rapport de relecture La Revue Coopérative Notification Président 1- Ralentissement du temps de Réponse du Service 2- Krach du Service 3- Discordance du Service, etc. Relecteurs (3: Le rapport du paper2 sera associé avec le paper6) Il est nécessaire de contrôler la QdS et adapter l application afin de satisfaire les besoins des clients!! 6

7 Objectifs Préserver la QdS durant l exécution Construire un système auto-adaptatif adaptatif qui: Supervise le comportement de l application au cours de l exécution Détecte les dégradations de la QdS Adapte é Adapte l application afin de détourner les dégradations 7

8 Démarche Monitoring: Observer & stocker de QdS Mesure: Prédire & détecter des dégradations de QdS Diagnostic: Identifier l origine de la dégradation Réparation: Reconfigurer & adapter 8

9 Moyens utilisés Approches formelles: Des fonctions statistiques Des chroniques temporelles Des chaines de Markov Dispositifs logiciels: Intercepteurs Connecteur de liaison i dynamique (génération de code, déploiement automatique, ti programmation réflexive, etc.) 9

10 Architecture d adaptabilité dirigée par la QdS WS Requester 1 WS Requester 2. WS Provider 1 WS Provider 2 WS Provider 3. Requester Side Monitor Requester Side Monitor Monitoring g( (1). Mesure (2) Diagnostic & Planification (3) Key: Req/Resp WS invocation Interception/Forward of Req/Resp messages Redeploy Log Logging Manager Provider Side Monitor Réparation (4) Measurement Diagnostic Engine Dynamic Connector Virtual WS Reconfiguration Manager Reconfiguration Executor Reconfiguration Decision Planner Logging, Measurement & Diagnosis, Planning and Reconfiguration Services 10

11 Monitoring (1/2): Approche: Niveau communication Intercepter des messages échangés entre les paires "client/service" i " Etendre des messages avec des Meta-données de paramètres de QdS. Fonctionnalités: Calculer et stocker les valeurs de paramètres de QdS observées 11

12 Monitoring (2/2): Architecture Interne & Implémentation: Le "Requester Side Monitor": Implémenter comme un "Handler" " des requêtes/réponses des SW Calculer les valeurs de QdS, coté-client, client, impliquées dans le processus de diagnostic Enregistrer ces valeurs dans la base de données Le "Provider Side Monitor": Implémenter comme un "Handler" des requêtes/réponses des SW Calculer les valeurs de QdS, coté-fournisseur, impliquées dans le processus de diagnostic Enregistrer ces valeurs dans la base de données La base de données: Technologies d implémentation: Requester-side Provider-side Axis Handlers Monitor Monitor MySQL5. WS-Req 12 DB LogMgr RSM PSM Interface Reconfigur Execut with ration tor

13 Mesure (1/4): Approche: Détecter des chroniques temporelles comme symptôme de dégradation d de la QdS Exemples de chroniques expérimentées: Exemple 1: N consécutif Texec supérieur à la valeur moyenne: Texec i >(AVG Texec +delay) Exemple 2: N consécutif accélérations de Texec i : Texec N >Texec N-1 > >Texec 2 >Texec 1 Exemple 3: Texec accroit intensivement: Texec 2 >> Texec 1 Fonctionnalités: 13 Extraire les données du monitoring à partir du log Détecter les dégradations de la QdS Envoyer des alarmes au module de diagnostic.

14 Mesure (2/4): Exemple de chronique (1/2) La moyenne (Avg) est calculée en temps réel (Avg est déduite des valeurs actuellement mesurées de la QdS) Texec La chronique est déclenchée, avec N=3: t1,t2,t3>avg+d t1 t2 t3 La chronique n est pas déclenchée, avec N=3 D=Retard toléré Avg+D Avg - Legende La zone des valeurs acceptées Le Texec observé La valeur moyenne calculée La valeur moyenne calculée + le retard toléré Time 14

15 Mesure (3/4): Exemple de chronique (2/2) La chroniques associée à l exemple 1: Messages: message TexecViolation message TexecOK Triggering time condition: TexecViolation: Texec>(AVG Texec +delay) TexecOK: Texec<=(AVG Texec +delay) Events: Event(TexecViolation,, t0) Event(TexecViolation, t1) Event(TexecViolation, t2) No Event of type TexecOK between t0 and t2 NoEvent(TexecOK,(t0,t2)) (t0 t2)) Temporal constraints between instants : t0<t1<t2 15

16 Mesure (4/4): Architecture Interne & Implémentation: Implémenter comme 1 service Web Exploiter CRS (Chronicle Recognition System) Technologies d implémentation: Axis comme implémentation des SW Apache Tomcat comme conteneur Java. WS-Req RSM PSM Inter rface wi th Recon nfexec DB LogMgr Mesure 16

17 Diagnostic & planification Approche: (1/2): Diagnostiquer chaque SW (local & global) Discriminer des fautes du niveau communication et du niveau exécution Raisonner sur la dépendance structurelle du SW afin de suivre la propagation de la dégradation jusqu à atteindre son origine Fonctionnalités: 17 Identifier la source de dégradation de la QdS, suite à la réception d alarmes (du module de Mesure) Planifier des actions de reconfiguration (substitution/duplication)

18 Diagnostic & planification (2/2): Architecture Interne & Implémentation: 2 services web 1 SW: Diagnostic 1 SW: Planificateur Technologies d implémentation: Axis comme implémentation des SW Apache Tomcat comme conteneur Java. WS-Req RS SM PS SM Interf face wit h Reconf fexec DB LogMgr Mesure Diagnostic Engine Decision Planner 18

19 Réparation (1/2): Approche: Eliminer la source de la dégradation Adapter l application en utilisant des actions élémentaires de la reconfiguration architecturale. Fonctionnalités: Réaliser des action de reconfiguration tout en utilisant t le connecteur de liaison i dynamique (Dynamically Bound Connectors) entre les clients et les fournisseurs Substituer 1 SW par 1 SW équivalent déjà spécifié dans une liste prédéfinie. 19

20 Réparation (2/2): Architecture Interne & Implémentation: 2 services web 1 WS: Génération automatique du code du nouveau connecteur 1 WS: Déploiement du nouveau connecteur Technologies d implémentation: ti Axis comme implémentation des SW Apache Tomcat comme conteneur Java Reflection, Java Runtime Compilation, WSDL Runtime Compilation, XML Parsing WS-Req RSM PSM Rec confexec Connector Generate Connector Virt. WS Deploy Connector 20 DB LogMgr Measurement Diagnostic Engine Decision Planner

21 Validation & Expérimentation First validation: Exemple ad hoc: Somme de 2 entiers Second validation: Notre implémentation : La Revue Coopérative Troisième validation: Autre implémentation: Le FoodShop (Application du projet WS-DIAMOND) Expérimentation: é i t ti Grid

22 Architecture de déploiement pour l expérimentation SW Concret Toulouse Site M T3 T,3 M T,1 SW Virtuel PSM RSM M B,1.. RSM M B,m M T,5 Réparation M T,4 Diagnostic & planification Mesure M T,2 RSM M L1 L,1.. Bordeaux Site Centaine de RSM Clients M Ln L,n Grid5000 LogMgr + DB Lyon Site : Nœud Grid5000

23 Conclusion Objectif initial: Offrir une démarche de développement d application auto-adaptable adaptable Prendre en considération les exigences des utilisateurs (QdS) Assurer l exécution continue de l application Travaux achevés Développement des 4 modules Monitoring, Mesure, Diagnostic, et Réparation Expérimentation: La revue coopérative & le FoodShop Grid

24 Merci pour votre attention ti

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