Aspectos formales de un modelo de ejecución orientada a servicios

• Autores: Vissani, Ignacio
• Año de publicación: 2018
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: López Pombo, Carlos Gustavo
• Materia: SOC; SOA; SEMANTICA FORMAL; COREOGRAFIAS; ORQUESTACION; METODOS FORMALES; SOC; SOA; FORMAL SEMANTICS; CHOREOGRAPHIES; ORCHESTRATION; FORMAL METHODS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El software distribuido que resulta de los nuevos paradigmas que están emergiendo, tales como el de computación orientada a servicios (SOC), computación en la nube e internet de las cosas, está transformando el mundo de los sistemas de software de modo de dar soporte a aplicaciones capaces de responder y adaptarse a los cambios en su entorno de ejecución, dando impulso a lo que se conoce como la economía de las APIs. La idea que subyace a la economía de las APIs es que es posible construir piezas de software a partir de componer servicios previamente registrados en repositorios y provistos por terceros. Esto promete una generación de aplicaciones ejecutando sobre recursos computacionales y una infraestructura de comunicación globalmente distribuidos que, en tiempo de ejecución son reconfiguradas dinámica y transparentemente mediante la intervención de un middleware dedicado. Esta reconfiguración está sujeta a la negociación de un acuerdo de nivel de servicio - SLA [25]. En este paradigma los servicios de software son accedidos a través de sus APIs. Muchos de los aspectos relacionados con la provisión de fundamentos formales y herramientas para dar soporte a estos nuevos paradigmos han sido resueltos en los últimos años [66], sin embargo algunos permanecen abiertos. En particular la habilidad para proveer una infraestructura capaz de llevar a cabo los procesos de discovery y bindig de manera completamente automática es aún un desafío abierto [33, 59]. En esta tesis contribuimos a este objetivo haciendo foco en dos aspectos del problema: (1) la provisión de elementos formales capaces de capturar las particularidades de estos paradigmas siendo la más relevante el hecho de que no es posible saber en tiempo de diseño qué servicio, si es que alguno, podrá satisfacer un determinado requerimiento y (2) la necesidad de ser capaces de determinar en tiempo de ejecución si existe un servicio particular, en un repositorio dado, capaz de satisfacer un determinado requerimiento. Como contribución al punto (1) proporcionamos una semántica operacional para las Asynchronous Relational Networks [24] que captura tanto las transiciones internas como las acciones de reconfiguración que ocurren durante la ejecución de un servicio. También extendimos esta semántica con la habilidad para capturar reconfiguraciones no incrementales con respecto a la estructura, de modo de dar soporte a la falta de confiabilidad derivada de la infraestructura de ejecución. Como contribución al punto (2) exploramos el uso de CFSMs [9] en nuestro modelo para expresar tanto requerimientos como contratos de provisión de servicio. De esta manera recurrimos al mecanismo dado en [38] para proveer un chequedo de interoperabilidad automático para servicios. También extendimos las CFSMs y las equipamos con datos y condiciones de tipo asunción/garantía en la forma de fórmulas de primer orden sobre esos datos. De este modo transformamos a las CFSMs en un mecanismo apropiado para expresar y chequear contratos funcionales restringidos.
Distributed software resulting from emerging paradigms such as serviceoriented computing (SOC), Cloud/Fog computing and the Internet of Things are transforming the world of software systems in order to support applications able to respond and adapt to the changes of their execution environment, giving impulse to what is called the API’s economy. The underlying idea of the API’s economy is that it is possible to construct software artifacts, usually by composing services previously registered in repositories and provided by third parties. This envisages a generation of applications running over globally available computational resources and communication infrastructure, which, at run-time, are dynamically and transparently reconfigured by the intervention of a dedicated middleware, subject to the negotiation of a Service Level Agreement – SLA [25]. Under this paradigm software services are accessed by their API. Many of the aspects related to providing formal foundations and tool support for these new paradigms have been tackled in the last years [66], yet some remain open. In particular the ability to provide a working infrastructure capable of realizing full automatic service discovery and binding is still an open challenge [33, 59]. In this thesis we contribute to this goal by focusing on two facets of the problem: (1) the provision of a formal setting capable of capturing the particularities of these paradigms, being the most relevant the fact that one cannot know at design time which service (if some) will satisfy a requirement and (2) the necessity of being capable of determining at runtime whether there exists a service, in a given repository, capable of satisfying a given requirement. As contribution to aspect (1) we provide an operational semantics for Asynchronous Relational Networks [24] that takes into account both internal and reconfiguration actions. We also extend this semantics with the ability to capture reconfigurations that are not incremental on the structure in order to support unreliability derived from the execution infrastructure. As contribution to aspect (2) we explore the usage of CFSMs [9] in our model to express both requirements and provision contracts. In this way we resort to the mechanism given in [38] to provide an automatic interoperability check for services. We also extended CFSMs in order to equip them with data and assume/guarantee conditions in the form of first order formulae over this data. In this way we transform CFSMs in a suitable mechanism for expressing and checking (restricted) functional contracts.
Fil: Vissani, Ignacio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.