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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Um mecanismo fuzzy auto-adaptativo para oferecer QoS em serviços Web
Title Alternative: A self-adaptive fuzzy mechanism to provide QoS for Web services
Author: Talon, Anderson Francisco, 1982-
Advisor: Madeira, Edmundo Roberto Mauro, 1958-
Abstract: Resumo: É notado atualmente um crescimento acentuado dos serviços web. Eles são uma realidade para muitas empresas. As regras desses serviços são descritas em contratos eletrônicos. O monitoramento é essencial para garantir que a qualidade do serviço seja maior ou igual do que foi acordado no contrato eletrônico. Isto é importante tanto para os consumidores como para os provedores. Para os consumidores é importante saber se os provedores estão respeitando o que foi estabelecido no contrato eletrônico e para os provedores é importante saber se estão satisfazendo as características funcionais e não-funcionais requisitadas pelos consumidores. Monitoramento é a base para verificar violações, mas também pode ser utilizado para prever uma possível violação. Esta tese propõe um mecanismo fuzzy auto-adaptativo para execução de processos de negócio e apresenta uma arquitetura que incorpora este mecanismo. O monitor da arquitetura proposta utiliza técnicas fuzzy para prever uma falha não-funcional no contrato eletrônico e tomar ações para não permitir que isto aconteça. Esta falha pode acontecer devido a uma sobrecarga no provedor. A previsão é feita baseada nos dados históricos dos serviços que são analisados pelo sistema fuzzy. Com esta previsão, existe uma auto-configuração da arquitetura que muda a prioridade do serviço, executando primeiro os serviços com maior possibilidade de falha. Esta previsão também ajuda na auto-otimização da arquitetura. Pode ser observada uma diminuição na média dos tempos de resposta e um aumento na média da disponibilidade, além de uma diminuição na quantidade de contratos eletrônicos violados. Nem sempre é possível prever uma falha, e se uma falha acontecer, a arquitetura tem a capacidade de auto-cura utilizando ações para recuperar o serviço com falha. Para validar a arquitetura foi desenvolvido um protótipo e foram realizados seis experimentos. Todos os experimentos foram realizados em um ambiente real com máquinas reais. O ambiente é composto por um conjunto de consumidores, provedores, serviços e monitores. Nos experimentos iniciais, o mecanismo fuzzy foi comparado com o agendamento de fila tradicional, e nos últimos experimentos o mecanismo fuzzy foi comparado com outros agendamentos (fila, aleatório, menor tempo limite, menor tempo de resposta e menor tempo de processamento). Resultados mostram uma melhora no cumprimento dos contratos eletrônicos em até 40,41% e uma diminuição de até 42,64% na média dos tempos de resposta. Comparando o agendamento fuzzy com outros agendamentos, é observada uma melhora de até 83,02% no cumprimento dos contratos eletrônicos e uma diminuição de até 96,21% na média dos tempos de resposta. Além disso, utilizando o sistema fuzzy, a sobrecarga do provedor foi melhor balanceada variando no máximo em 12,04%, já para os outros agendamentos a variação chegou em 68,99%. Os resultados mostram que o mecanismo auto-adaptativo baseado em técnica fuzzy proposto nesta tese é adequado para melhorar a QoS em serviços web

Abstract: The growth of web services has been increasingly noticed. Web services are a reality for many businesses nowadays. The rules of these services are described on e-contracts. Therefore, monitoring is essential to ensure that the quality of the service be higher or equal that agreed in the e-contract. Web service monitoring is important for consumers and providers. For the consumer, it is important to know if the provider is respecting the established e-contract. For the providers, it is important to know if they are satisfying functional and non-functional features as required by their consumers. Monitoring is the basis for violation verification, but it can also be used to predict a possible violation. This thesis proposes a self-adaptive fuzzy mechanism for business process execution, and it shows an architecture that incorporates this mechanism. The monitor of the proposed architecture uses a fuzzy approach to predict an e-contract failure, and take actions to avoid it. This failure can be caused by a provider overload. The prediction is based on services historical data that are analyzed by a fuzzy system. With this prediction, there is a self-configuration on the system that changes service priority, making the provider processes high priority services before low priority ones. This prediction also helps the self-optimization of the system. It can be observed by the decrease of average response time and by the increase of average availability, as well as a decrease in the amount of e-contracts violations. It is not possible always to predict a failure. And after a failure, the system is capable of self-healing using recovering actions. To validate the architecture, a prototype was developed and six experiments were conducted. All experiments were performed in a real environment with real machines. The environment consists of a set of consumers, providers, services and monitors. In the initial experiments, the fuzzy mechanism was compared to traditional queue scheduling, and in the recent experiments the fuzzy mechanism was compared to others scheduling (queue, random, shorter duedate, shorter response time, and shorter processing time). Results show an improvement up to 40.41% in e-contracts accomplishments, and a decrease up to 42.64% in average response time. Comparing the fuzzy scheduling with others scheduling, it is observed an improvement up to 83.02% in the e-contracts accomplishment, and a decrease up to 96.21% in average response time. Furthermore, using the fuzzy scheduling, the overload of the provider was better balanced varying at most 12.04%, while for the other schedulings variation reached 68.99%. The results show that the self-adaptive mechanism based on fuzzy technique proposed in this thesis is appropriate for QoS improvement in web services
Subject: Sistemas distribuídos
Serviços Web
Arquitetura orientada a serviços (Computação)
Qualidade de serviço (Redes de computadores)
Sistemas fuzzy
Editor: [s.n.]
Citation: TALON, Anderson Francisco. Um mecanismo fuzzy auto-adaptativo para oferecer QoS em serviços Web. 2016. 1 recurso online ( 113 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/320882>. Acesso em: 30 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IC - Tese e Dissertação

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