uma arquitetura para a implantação automática de serviços em infraestruturas de nuvem

UMA ARQUITETURA PARA A IMPLANTAÇÃO AUTOMÁTICA DE SERVIÇOS EM INFRAESTRUTURAS DE NUVEM

Aluno: Lenin E. Abadié Otero

Orientador: Silvio Meira

Co-Orientador: Nelson Rosa

Universidade Federal de PernambucoCentro de Informática

Recife - PE

- Recife, 30 de Agosto de 2013 -

2

ROTEIRO Contexto/Motivação

Problema

Objetivos

Computação em Nuvem

Proposta Arquitetura Ferramenta de Implantação

Avaliação

Conclusões e Trabalhos Futuros

3

CONTEXTO & MOTIVAÇÃO

Grandes organizações adotam computação em nuvem para oferecer seus serviços.

Implantação de aplicações em ambientes de nuvem é uma atividade custosa e não trivial.

Realiza complexas tarefas manualmente, tornando o processo demorado e propenso a erros.

Utilização de diversas ferramentas e vasto conhecimento da área.

Diversidade de APIs.

4

PROBLEMA

Como fazer com que o processo de implantação

de serviços em infraestruturas de nuvem seja

realizado de uma maneira simples,

automatizada e transparente, sem precisar de

muito conhecimento por parte do

desenvolvedor? -

5

OBJETIVOS

Objetivo Principal Propor e descrever uma arquitetura para a

implantação automática de serviços em infraestruturas da computação em nuvem.

Objetivos Secundário Estudo e análise dos trabalhos existentes. Propor uma arquitetura para o processo de

implantação de serviços. Desenvolver uma ferramenta baseada na nossa

arquitetura. Fazer uma avaliação experimental.

6

COMPUTAÇÃO EM NUVEM

Modelos de Serviço adaptada de Zhang et al. (2010)

NIST – “um modelo para permitir acesso ubíquo e sob demanda a um conjunto compartilhado de recursos computacionais, tais como rede, servidores, armazenamento, aplicações e serviços. Estes recursos podem ser rapidamente provisionados e liberados com o mínimo esforço de gerenciamento ou interação com o provedor de serviços”.

7

COMPUTAÇÃO EM NUVEM

Modelos de Serviço adaptada de Zhang et al. (2010)

NIST – “um modelo para permitir acesso ubíquo e sob demanda a um conjunto compartilhado de recursos computacionais, tais como rede, servidores, armazenamento, aplicações e serviços. Estes recursos podem ser rapidamente provisionados e liberados com o mínimo esforço de gerenciamento ou interação com o provedor de serviços”.

8

COMPUTAÇÃO EM NUVEM

Modelos de Serviço adaptada de Zhang et al. (2010)

NIST – “um modelo para permitir acesso ubíquo e sob demanda a um conjunto compartilhado de recursos computacionais, tais como rede, servidores, armazenamento, aplicações e serviços. Estes recursos podem ser rapidamente provisionados e liberados com o mínimo esforço de gerenciamento ou interação com o provedor de serviços”.

9

MODELOS DE IMPLANTAÇÃO

As infraestruturas são operadas exclusiva-mente dentro de uma organização.

Oferecida para uso aberto para o público em geral em uma forma pay-as-you-go.

Esta formada pela composição de duas ou mais infraestruturas de nuvens distintas.

10

IMPLANTAÇÃO DE SERVIÇOS Processo de fazer um sistema disponível para os utilizadores.

Transição de código fonte para um sistema de software

executável.

Processo que interrelaciona uma coleção de atividades.

Tarefas de Implantação (Kecskemeti et al., 2011)

11

IMPLANTAÇÃO DE SERVIÇOS NA NUVEM Algumas tarefas de implantação são idênticas:

identificação de um destino de implantação adequado,

instalação e inicialização das MVs no provedor, instalação e configuração de software, Implantação do serviço.

Desafio: facilitar as tarefas de implantação.

Um modelo comum para implantação: Modelo de Aplicação Virtual.

12

PROPOSTA

SADE – Uma Arquitetura para a Implantação

Automática de Serviços em Infraestruturas de

Nuvem

13

SADE:: REQUISITOS

RQ01: Criação Automática do Ambiente.

RQ02: Configuração Automática de Ambiente.

RQ03: Implantação Automática de Serviços.

RQ04: Atualização Dinâmica do Ambiente.

RQ05: Suporte a Diversos Provedores.

SADE – Service Automatic Deployment Environment.

14

SADE:: ARQUITETURA

Desenvolvedor

15

SADE:: ARQUITETURA

Desenvolvedor

16

SADE:: ARQUITETURA

Desenvolvedor

17

SADE:: ARQUITETURA

Desenvolvedor

18

SADE:: ARQUITETURA

Desenvolvedor

19

SADE:: ARQUITETURA

Desenvolvedor

20

SADE:: ARQUITETURA

Modelo de Visão “4 + 1” (Kruchten, 1995) Organiza a descrição da arquitetura de software, onde as

cinco visões utilizadas descrevem um conjunto específico de preocupações.

21

SADE:: ARQUITETURA:: CASOS DE USO

Aqui são descritos os comportamentos do sistema desde a perspectiva do

usuário final e de outros envolvidos.

22

SADE:: ARQUITETURA:: LÓGICA

Tem por finalidade dar suporte aos requisitos funcionais que o sistema deve fornecer em termos de serviço ao cliente.

O sistema é decomposto entre um conjunto de abstrações (objetos ou classes) .

23

SADE:: ARQUITETURA:: PROCESSO É um conjunto de tarefas que formam uma unidade

executável.

Esta visão também especifica qual thread de controle executa cada operação de cada classe identificada na visão lógica

Processos Processo 1: Criação do Ambiente

Processo 2: Instalação & Configuração

Processo 3: Atualização do Ambiente

Processo 4: Implantação do Serviço

24

SADE:: ARQUITETURA:: PROCESSO

Processo 1: Criação do Ambiente

25

SADE:: ARQUITETURA:: PROCESSO

Processo 2: Instalação & Configuração

26

SADE:: ARQUITETURA:: PROCESSO

Processo 3: Atualização do Ambiente

27

SADE:: ARQUITETURA:: PROCESSO

Processo 4: Implantação do Serviço

28

SADE:: ARQUITETURA:: IMPLEMENTAÇÃO Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e

organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

29

SADE:: ARQUITETURA:: IMPLEMENTAÇÃO Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e

organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

30

SADE:: ARQUITETURA:: IMPLEMENTAÇÃO Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e

organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

31

SADE:: ARQUITETURA:: IMPLEMENTAÇÃO Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e

organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

32

SADE:: ARQUITETURA:: FÍSICA Mostrar os nós que formam a topologia de hardware de um

sistema onde este é executado.

33

FERRAMENTA DE IMPLANTAÇÃO

34

AVALIAÇÃO Metodologia

Metodologia baseada na abordagem sistemática para

avaliação de desempenho (Jain, 1991). Consiste em definir

objetivos, métricas, fatores e níveis.

Objetivo Analisar a arquitetura SADE com o propósito de avaliar o

desempenho e a confiabilidade através da ferramenta Web

desenvolvida a partir da nossa arquitetura.

35

AVALIAÇÃO Métricas

Fatores e Níveis

36

AVALIAÇÃO Configuração

Configuração de máquina local:

Notebook HP, processador Intel Core 2 Duo de 2.00GHz, 4GB de RAM, 500GB de disco rígido, executando em sistema operacional Windows 8 Professional Edition de 64Bits.

Número de execuções: Quinze (15)

Serviço de infraestrutura: Amazon EC2

Tipos de máquina: Micro, Small, Medium, Large

Software a ser instalado: Java JRE e Tomcat 6

Serviço a ser implantado: Serviço Web de geolocalização.

Tamanho do arquivo: 3,61 MB.

37

AVALIAÇÃO Resultados – Configuração do ambiente

Média do tempo de instalação e configuração

38

AVALIAÇÃO Resultados – Configuração do ambiente

Estimativa de intervalo para a média de população (15 amostras) com 95% de confiança é de:

Micro, entre 78,86s e 106,05s, Small, entre 132,56s e 165,27s Medium, entre 129,33s e 138,80s Large, entre 123,22s e 143,80s.

Margem de erro num intervalo de confiança de 95%

39

AVALIAÇÃO Resultados – Configuração do ambiente

Máquinas micro permitem aumentar a capacidade de CPU em curtos períodos quando ciclos adicionais estão disponíveis.

* ECU: Unidade de processamento EC2 (ECU) – Uma ECU fornece a capacidade de CPU equivalente a um processador Opteron 2007 ou Xeon 2007 de 1.0 a 1.2 GHz. (AmazonAWS, 2013)

40

AVALIAÇÃO Resultados – Implantação do serviço

Média do tempo de implantação de serviço

41

AVALIAÇÃO Resultados

\

Intervalo de Tempo de Implantação de Serviços (95%)

42

AVALIAÇÃO

Discussão Estes resultados não tem a finalidade de comparar

ambas ferramentas.

A nossa ferramenta mantem os intervalos de tempos proporcionais aos obtidos com a ferramenta da Amazon.

A nossa proposta garante a correta implantação de serviços em infraestruturas de nuvem.

A nossa arquitetura garante automação, transparência, confiabilidade e rapidez para realizar este processo.

43

CONCLUSÕES Proposta de uma arquitetura para automatizar as

tarefas de implantação.

Permitir a atualização do ambiente e selecionar a pilha de software.

Ferramenta intuitiva e de fácil utilização.

Atualmente oferece suporte a infraestruturas Amazon EC2 e uma nuvem privada local com sistema de gerenciamento OpenNebula.

Resultados favoráveis em relação ao tempo de realização do processo de implantação.

44

CONCLUSÕES

Contribuições

Proposta de uma arquitetura.

Desenvolvimento de uma ferramenta.

Atualização do ambiente e montagem da pilha de

software.

Avaliação dos resultados.

45

CONCLUSÕES Fora do escopo

Utilização de máquinas com sistema operacional Windows.

Atualização de aplicações/serviços após estes serem implantados.

Limitações

Fazer uma avaliação comparativa com os trabalhos existentes.

Problemas na infraestrutura virtualizada local (nuvem privada).

46

CONCLUSÕES Trabalhos Futuros

Executar experimentos com outras infraestruturas.

Estender a nossa arquitetura.

Desenvolver um módulo de provisionamento automático de serviços.

Desenvolver um módulo de atualização dinâmica de aplicações/serviços após a sua implantação.

47

CONCLUSÕES

Publicações

Lenin Abadié, Tércio de Morais, Nelson Rosa, Silvio Meira, “An

Architecture for Automatic Deployment of Service on Cloud

Environment”. IEEE CloudNet 2013, Novembro, 2013.

OBRIGADO!Lenin e. Abadié Otero

Email: leao@cin.ufpe.br

Universidade Federal de PernambucoCentro de Informática

Recife - PE

Recife, 30 de Agosto de 2013