Πλαίσιο διαχείρισης κατανεμημένων συστημάτων και υπηρεσιών βασισμένο σε τεχνολογίες ιστού: εφαρμογή στη περίπτωση των δικτύων διανομής περιεχομένου

Abstract

This work focuses on the intersection of two research fields: “Service Management” and “Distributed Services”. The research documented in this dissertation proposes a framework for the management of distributed services, called “Web-based Distributed Management Framework” (WebDMF). WebDMF forms an overlay network of nodes called “Representatives”, offering abstract management capabilities for an underlying distributed service. Communication among WebDMF nodes relies on the “Web Based Enterprise Management” (WBEM) family of specifications. Details related to the management of a target application are detached from the representatives’ logic, whereas management operations are realised on nodes offering the distributed service. Representatives decentralise, unify and coordinate those on a deployment scale. Due to this abstract design, WebDMF is suitable for the management of a variety of services, while retaining a rich set of features. In the course of this work, WebDMF was designed, implemented and evaluated. The dissertation also discusses how WebDMF can be applied on the management of Content Delivery Networks. This is used as a case study as well as a test-bed for WebDMF’s performance evaluation. Obtained from actual code execution on an emulated network topology, the measurements were collected and analysed with statistical methods (descriptive, inferential, non-parametric and hypothesis testing). The case study in conjunction with evaluation results bring out WebDMF’s features and are used as an indication of its viability. The dissertation’s contribution can be summarised as follows: · The identification of problems in the field of distributed system and service management. · The design, implementation and evaluation of a general purpose management framework for distributed systems and services called WebDMF. · The design and implementation of a software module that expands WebDMF by adding support for the Simple Network Management Protocol (SNMP). · Στο σχεδιασμό και την υλοποίηση μονάδας λογισμικού (software module) που επεκτείνει το WebDMF προσθέτοντας υποστήριξη για το Simple Network Management Protocol (SNMP). · A case study on how WebDMF can be used for the management of a Content Delivery Network (CDN). Part of this case study is the design and implementation of a system targeting the management of nodes forming a CDN.

Η διατριβή πραγματεύεται ζητήματα σχετικά με τη διαχείριση κατανεμημένων συστημάτων και υπηρεσιών. Η έρευνα εντάσσεται στην τομή δύο ερευνητικών περιοχών, τη «Διαχείριση Συστημάτων και Υπηρεσιών» και τα «Κατανεμημένα Συστήματα». Στα πλαίσια της εργασίας σχεδιάστηκε, υλοποιήθηκε πιλοτικά και αξιολογήθηκε ένα σύστημα διαχείρισης κατανεμημένων συστημάτων και υπηρεσιών που ονομάζεται «Web-based Distributed Management Framework» (WebDMF). Το WebDMF είναι ένα δίκτυο επικάλυψης (overlay network) το οποίο προσφέρει ιδεατές υπηρεσίες διαχείρισης για κατανεμημένες υπηρεσίες. Η επικοινωνία μεταξύ κόμβων στο WebDMF βασίζεται σε υποδομές που προσφέρει η τεχνολογία «Web Based Enterprise Management» (WBEM). Οι λειτουργίες διαχείρισης που παρέχονται στο χρήστη είναι αφηρημένες, πραγματοποιούνται στους κόμβους που εκτελείται η υπηρεσία και δεν εξαρτώνται από τις λεπτομέρειες υλοποίησής της. Το WebDMF ολοκληρώνει τις παραπάνω λειτουργίες και τις παρουσιάζει στο χρήστη με ενιαίο τρόπο, ανεξαρτήτως του πλήθους των κόμβων που εμπλέκονται. Οι προηγούμενες σχεδιαστικές επιλογές καθιστούν το προτεινόμενο σύστημα κατάλληλο για τη διαχείριση μεγάλης ποικιλίας υπηρεσιών. Το προτεινόμενο πλαίσιο διαχείρισης αξιολογήθηκε με την εγκατάσταση κατανεμημένου περιβάλλοντος διανομής περιεχομένου (Open CDN) και την πραγματοποίηση ενός συνόλου από ελέγχους. Η παραπάνω εφαρμογή εκτελέστηκε πάνω από τοπολογία δικτύου μεγάλης κλίμακας, η οποία εξομοιώθηκε με τη χρήση του εργαλείου ModelNet. Τα αποτελέσματα καταγράφηκαν και αναλύθηκαν με στατιστικές μεθόδους. Η συνεισφορά της διατριβής έγκειται στα εξής: · Στον εντοπισμό προβλημάτων στο χώρο της διαχείρισης κατανεμημένων συστημάτων και υπηρεσιών. · Στην πρόταση, σχεδίαση και πιλοτική υλοποίηση ενός γενικού συστήματος διαχείρισης κατανεμημένων συστημάτων και υπηρεσιών που ονομάζεται WebDMF καθώς και στην αξιολόγησή του. · Στο σχεδιασμό και την υλοποίηση μονάδας λογισμικού (software module) που επεκτείνει το WebDMF προσθέτοντας υποστήριξη για το Simple Network Management Protocol (SNMP). · Στην αναλυτική περιγραφή του τρόπου με τον οποίο το WebDMF μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαχείριση ενός δικτύου διανομής περιεχομένου (Content Delivery Network). Τμήμα της μελέτης περίπτωσης είναι ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ειδικού συστήματος διαχείρισης για τους κόμβους ενός τέτοιου δικτύου.