Composition sure d’API fondée sur des contrats

Sure composition of API's based on contracts

• Auteur / Autrice : Anis Ahmed Nacer
• Direction : Olivier Perrin, François Charoy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 09/11/2021
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Chrisment
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Perrin, François Charoy, Walid Gaaloul, Parisa Shariat Ghodous, Philippe Lalanda
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Walid Gaaloul, Parisa Shariat Ghodous

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microservices

Informatique dans les nuages

SOA

Systèmes à paramètres répartis

Mots clés libres

Systèmes distribués

Architecture orientée services

Cloud

Microservices

Distributed Systems

Service Oriented Architecture

Cloud

Microservices

Résumé

La virtualisation et la croissance exponentielle des offres Cloud ont transformé les capacités de calcul et de stockage informatique en commodités que l’on peut acquérir à la demande. Cette tendance a également atteint les services traditionnellement opérés pour permettre le déploiement et la mise en service d’applications de toutes sortes. Dans le cadre de ce travail, nous considérons les services middleware qui constituent les éléments de base d'une architecture logicielle. Evidemment, l’utilisation des services middleware implique de faire des choix qui doivent être guidés par des critères de qualité de déploiement des services et de coûts. À cet égard, nous sommes confrontés à deux défis principaux, à savoir la sélection des services cloud les mieux adaptés aux besoins spécifiques des architectes, et la composition qui consiste à évaluer et à sélectionner un ensemble de services atomiques répondant aux besoins applicatifs des architectes. Dans les deux cas, cette sélection doit assurer d'une part les besoins opérationnels de l'entreprise, tels que la capacité de stockage et la localisation des services, et d'autre part la qualité du déploiement des services ou des applications, comme la minimisation des coûts de déploiement tout en maintenant des performances élevées et une sécurité garantie. Cette thèse de doctorat contribue à la sélection et la composition des services cloud. En premier lieu, cette thèse propose une méthodologie pour identifier les éléments clés de comparaison et leurs relations pour la sélection des services cloud. Cette méthodologie est basée sur des données réelles disponibles auprès des fournisseurs de services, des benchmarks et des enquêtes menées auprès d'architectes en cloud. En deuxième lieu, cette thèse propose une méthodologie pour la sélection de service qui repose sur : (1) la résolution des difficultés liées à l'incapacité de déterminer comment les paramètres de configuration d'un service, appelés également Non-Functional Attributes (NFA), peuvent avoir un impact sur les exigences Non-fonctionnelles (NFR) telles que la performance, la disponibilité et la sécurité ; (2) la réalisation d’une enquête pour attribuer des poids significatifs aux NFA et aux NFR en fonction des besoins des architectes en matière d’applications ; (3) la normalisation des valeurs des NFA en fonction des types de données de ces derniers à l’aide de méthodes de normalisation adéquates ; (4) l’utilisation de la méthode d’aide à la décision Ordered Weighted Averaging Aggregation operator (OWA) pour la classification des services cloud en fonction des besoins des architectes et (5) la proposition d’un algorithme de sélection de services qui utilise les valeurs NFA normalisées et la méthode de prise décision OWA. En dernier lieu, cette thèse fournit une méthodologie pour guider les architectes dans la sélection des compositions de plans de services pour leurs architectures. Cette méthodologie repose sur: (1) les résultats de l'étude de sélection des services et sur l'analyse du processus de composition des services du point de vue des architectes; (2) un algorithme de composition de services qui permet de générer des solutions de compositions dans un délai raisonnable, tout en adaptant la sélection des plans de service en fonction des besoins des architectes, notamment en termes de coûts. Nous avons validé l'efficacité de notre méthodologie de sélection de services cloud en utilisant des configurations réelles de plans de services et les commentaires d'experts du domaine. Cette validation a été effectuée pour deux types de services : les services cloud de bases de données relationnelles et les services cloud de mise en file d'attente. Pour la composition de services cloud, nous l'avons validée et appliquée à la sélection de services cloud composés de deux types de services : services cloud de base de données relationnelles et services cloud de mise en file d'attente.

Virtualisation and the exponential growth of cloud offerings have turned computing and storage capacity into commodities that can be purchased on demand. This trend has also reached the services traditionally operated to enable the deployment and commissioning of applications of all kinds. In this work, we consider middleware services that are the basic elements of a software architecture. Obviously, the use of middleware services implies making choices that must be guided by service deployment quality and cost criteria. In this respect, we are faced with two main challenges, namely the selection of the cloud services that best suit the specific needs of the architects, and the composition that consists in evaluating and selecting a set of atomic services that meet the application needs. In both cases, this selection must ensure both the operational needs of the enterprise, such as storage capacity and location of services, and the quality of the service or application deployment, such as minimising deployment costs while maintaining high performance and ensured security. This thesis work contributes to the selection and composition of cloud services. Firstly, this thesis proposes a methodology to identify key comparison elements and their relationships for the selection of cloud services. This methodology is based on real data available from service providers, benchmarks and surveys achieved with cloud architects. Secondly, this thesis proposes a methodology for service selection based on (1) resolving the difficulties associated with the inability to determine how the service's configuration parameters, also known as Non-Functional Attributes (NFA), can impact the Non-Functional Requirements (NFR) such as performance, availability and security; (2) conducting a survey to assign meaningful weights to NFA and NFR based on the architects' needs; (3) normalising the NFA values according to their data types using appropriate normalisation methods; (4) using the Ordered Weighted Averaging Aggregation operator (OWA), which is a decision support method to classify cloud services according to architects' needs; and (5) proposing a service selection algorithm that uses the normalised NFA values and the OWA decision making method. Thirdly, this thesis provides a methodology to guide architects in the selection of services plans compositions for their architectures. This methodology is based on: (1) the results of the services selection study and the analysis of the services composition process from the architects' point of view; (2) An algorithm for services composition that generates composition solutions in a reasonable time, while adapting the selection of service plans according to the architects' needs, especially in terms of cost. We validated the effectiveness of our cloud service selection methodology using actual services plans configurations and feedback from domain experts. This validation was performed for two types of services: relational database cloud services and queuing cloud services. For cloud services composition, we validated and applied it to the selection of cloud services composed of two types of services: relational database cloud services and queuing cloud services.