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Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Informática
Recife - PE

Aluno: Lenin E. Abadié Otero
Orientador: Silvio Meira
Co-Orientador: Nelson Rosa
- Recife, 30 de Agosto de 2013 -


Contexto/Motivação



Problema



Objetivos



Computação em Nuvem



Proposta


Arquitetura



Ferramenta de Implantação



Avaliação



Conclusões e Trabalhos Futuros

2
 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.

3
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? -

4
 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.

5


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”.

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

6


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”.

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

7


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”.

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

8


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



As infraestruturas são operadas exclusivamente dentro de uma organização.

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

9
 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)
10
 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.

11
SADE – Uma Arquitetura para a Implantação
Automática de Serviços em Infraestruturas de

Nuvem

12
 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.
13
Desenvolvedor

14
Desenvolvedor

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Desenvolvedor

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Desenvolvedor

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Desenvolvedor

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Desenvolvedor

19
 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.

20
 Aqui são descritos os comportamentos do sistema desde a perspectiva do usuário final e

de outros envolvidos.

21


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) .

22
 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
23
 Processo 1: Criação do Ambiente

24
 Processo 2: Instalação & Configuração

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 Processo 3: Atualização do Ambiente

26
 Processo 4: Implantação do Serviço

27


Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização
dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

28


Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização
dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

29


Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização
dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

30


Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização
dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento.

31
 Mostrar os nós que formam a topologia de hardware de um sistema
onde este é executado.

32
33
 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.

34
 Métricas

 Fatores e Níveis

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 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.

36
 Resultados – Configuração do ambiente

Média do tempo de instalação e configuração
37
 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%

38
 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)
39
 Resultados – Implantação do serviço

Média do tempo de implantação de serviço

40
 Resultados


Intervalo de Tempo de Implantação de Serviços (95%)
41
 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.

42
 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.
43
 Contribuições
 Proposta de uma arquitetura.

 Desenvolvimento de uma ferramenta.
 Atualização do ambiente e montagem da pilha de software.
 Avaliação dos resultados.

44
 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).

45
 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.

46
 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.

47
Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Informática
Recife - PE

Lenin e. Abadié Otero
Email: leao@cin.ufpe.br

Recife, 30 de Agosto de 2013

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Uma Arquitetura para a Implantação Automática de Serviços em Infraestruturas de Nuvem

  • 1. Universidade Federal de Pernambuco Centro de Informática Recife - PE Aluno: Lenin E. Abadié Otero Orientador: Silvio Meira Co-Orientador: Nelson Rosa - Recife, 30 de Agosto de 2013 -
  • 3.  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. 3
  • 4. 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? - 4
  • 5.  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. 5
  • 6.  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”. Modelos de Serviço adaptada de Zhang et al. (2010) 6
  • 7.  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”. Modelos de Serviço adaptada de Zhang et al. (2010) 7
  • 8.  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”. Modelos de Serviço adaptada de Zhang et al. (2010) 8
  • 9.  Oferecida para uso aberto para o público em geral em uma forma pay-as-you-go.  As infraestruturas são operadas exclusivamente dentro de uma organização.  Esta formada pela composição de duas ou mais infraestruturas de nuvens distintas. 9
  • 10.  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) 10
  • 11.  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. 11
  • 12. SADE – Uma Arquitetura para a Implantação Automática de Serviços em Infraestruturas de Nuvem 12
  • 13.  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. 13
  • 20.  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. 20
  • 21.  Aqui são descritos os comportamentos do sistema desde a perspectiva do usuário final e de outros envolvidos. 21
  • 22.  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) . 22
  • 23.  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 23
  • 24.  Processo 1: Criação do Ambiente 24
  • 25.  Processo 2: Instalação & Configuração 25
  • 26.  Processo 3: Atualização do Ambiente 26
  • 27.  Processo 4: Implantação do Serviço 27
  • 28.  Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento. 28
  • 29.  Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento. 29
  • 30.  Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento. 30
  • 31.  Esta visão concentra-se no gerenciamento de configuração e organização dos módulos de software atuais no ambiente de desenvolvimento. 31
  • 32.  Mostrar os nós que formam a topologia de hardware de um sistema onde este é executado. 32
  • 33. 33
  • 34.  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. 34
  • 36.  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. 36
  • 37.  Resultados – Configuração do ambiente Média do tempo de instalação e configuração 37
  • 38.  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% 38
  • 39.  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) 39
  • 40.  Resultados – Implantação do serviço Média do tempo de implantação de serviço 40
  • 41.  Resultados Intervalo de Tempo de Implantação de Serviços (95%) 41
  • 42.  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. 42
  • 43.  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. 43
  • 44.  Contribuições  Proposta de uma arquitetura.  Desenvolvimento de uma ferramenta.  Atualização do ambiente e montagem da pilha de software.  Avaliação dos resultados. 44
  • 45.  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). 45
  • 46.  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. 46
  • 47.  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. 47
  • 48. Universidade Federal de Pernambuco Centro de Informática Recife - PE Lenin e. Abadié Otero Email: leao@cin.ufpe.br Recife, 30 de Agosto de 2013

Notas do Editor

  1. NIST: Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia