Komponentenentwicklung und Deployment in Selbstorganisierenden Ad hoc Netzwerken Graduiertenkolleg METRIK

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1 Komponentenentwicklung und Deployment in Selbstorganisierenden Ad hoc Netzwerken Graduiertenkolleg METRIK Berlin-Adlershof, 02. November 2007 Siamak Haschemi

2 Agenda Einführung Motivation Nächste Schritte Verwandte Arbeiten

3 Einführung Komponenten A software component is a binary unit of composition with contractually specified interfaces and explicit context dependencies only. A software component can be deployed independently and is subject to composition by third parties. - Clemens Szyperski Explizite Abhängigkeiten Wiederverwendbar Komponierbar 3

4 Einführung Deployment Eine Menge an Aktivitäten von Prüfung der Softwarezusammenstellung, der Planung der Softwareverteilung, der Installation bis zur Deinstallation von Anwendungen in einer Zielumgebung. 4

5 Einführung Dynamische drahtlose Ad Hoc Netzwerke Ein Netzwerk aus mobilen Kommunikationspartnern welches spontan entsteht, wächst und schrumpft während Partner in das Netz eintreten und es wieder verlassen keine sonstigen infrastrukturellen Vorkehrungen benötigt in dem die Partner typischerweise beschränke Kommunikationsreichweiten haben Die Applikationsdomänen sind Beispielsweise Szenarien in dem Benutzer unabhängig von einem Provider kommunizieren möchten Desasterszenarien in dem keine Infrastruktur vorausgesetzt werden kann 5

6 Einführung Anforderungen an das Deployment Trotz des dynamischen Ad hoc Charakters des Netzwerk möchten (und müssen) wir das Deployment von Anwendungen durchführen und steuern Je nach Einsatzfall wird andere Software auf den Endgeräten benötigt Es können nebenläufig mehrere Applikationen und Kommunikationsprotokolle in verschiedenen Versionen auf einem Endgerät laufen Einmal installierte Software muss aktualisiert werden können Die Softwarekonfiguration des Netzes muss jederzeit ersichtlich sein, da diese Information in zukünftigen Deployment-Entscheidungen einfließt Das Überwachen der Anwendungen zur Laufzeit muss unterstützt werden und beeinflusst das Deployment Ad hoc Netzwerke sind meistens heterogen bezüglich der Plattformen, Betriebssysteme und Hardware. Daher wird eine Plattformunabhängige Beschreibung von Anwendungen nötig sein. Die Ressourcen (CPU, Hauptspeicher, permanenter Speicher, usw.) eines Netzwerkteilnehmers müssen beim Deployment berücksichtigt werden Die transitiven Abhängigkeiten von Applikationen (und deren Komponenten) müssen verwaltet werden 6

7 Agenda Einführung Motivation Nächste Schritte Verwandte Arbeiten

8 Motivation Entwurf eines Plattformmodells zur Entwicklung modellbasierer und plattformunabhängiger Anwendungsentwicklung Modellbasierte Beschreibung von Komponenten und deren Abhängigkeiten anhand domänenspezifischer Sprachen MDD-Tools zur Unterstützung von Design, Entwicklung, Paketierung, Konfiguration, Installation, Instanziierung, Update, Qualitätsprüfung und Deinstallation von Komponenten Eine hohe Informationsdichte und domänenspezifische Notation ist mit visuellen Modellierungstechniken erreichbar 8

9 Agenda Einführung Motivation Nächste Schritte Verwandte Arbeiten

10 Nächste Schritte Aktueller Stand der Forschung Aktuellen Stand der Forschung ermitteln und auf jeweilige Relevanz für das eigene Vorhaben hin prüfen. Komponentenbeschreibung Komponentenbeschreibungssprachen (z.b. eodl) auf ihre Eignung zur Beschreibung der Komponenten hin prüfen Deployment and Configuration of Component-based Distributed Applications Specification (OMG) auf ihre Anwendbarkeit im METRIK-Szenario hin prüfen Spezialisierung der Spezifikation bezüglich Ad Hoc WSNs prüfen Metamodellierung Metamodell zur Komponentenbeschreibung- und entwicklung definieren Metamodell für alle Phasen des Deployment definieren Metamodell für Qualitätsprüfung definieren Zielplattformen Mögliche Zielplattformen identifizieren und PSM definieren Transformationen zwischen PIMs und PSMs beschreiben Prototyp Konkretes Anwendungsszenario in Zusammenarbeit mit anderen METRIK-Doktoranden entwickeln MDD-Visualisierungstools basierend auf den definierten Metamodellen entwickeln Prototyp implementieren 10

11 Agenda Einführung Motivation Nächste Schritte Verwandte Arbeiten

12 Verwandte Arbeiten CODEWAN (COmponent DEployment in Wireless Ad hoc Networks). University of South Brittany, France Verteilung von Softwarekomponenten (per XML Austausch und Base64-Enkodierung) in einem P2P- Netzwerk. Explizitmachen von Abhängigkeiten zwischen den Komponenten Szenario von mobilen Endgeräten, die Benutzergesteuert sind Hintergrunddienst, welches die von Benutzer angeforderten Komponenten (und deren Abhängigkeiten) lädt. 12

13 Verwandte Arbeiten CODEWAN (COmponent DEployment in Wireless Ad hoc Networks). University of South Brittany, France Beurteilung: Keine MDD-Tools, die dem Entwickler bei der Deployment-Planung visuell unterstützen Adressiert lediglich Szenarien mit Endbenutzern Kein Explizitmachen der genutzten Services einer Komponente. Tolerant gegenüber der Netzwerkdynamik Interessanter Ansatz um Komponenten von Endgerät zu Endgerät zu deployen, statt von einem (zentralen) Server 13

14 Verwandte Arbeiten R-OSGi: Distributed Applications through Software Modularization. Department of Computer Science, ETH Zurich, Switzerland Entwicklung von Anwendungen auf Basis von OSGi Transparente Verteilung von Anwendungen durch Proxies Visuelles Deployment von OSGi-Bundles auf verschiedene Knoten, Monitoring der Bundles, statische Codeanalyse zur Identifizierung der genutzten Services eines Bundles Erkennung von Komponentenausfällen und Umsetzung in Standard-OSGi-Mechanismen (Hot-Plug Events) 14

15 Verwandte Arbeiten R-OSGi: Distributed Applications through Software Modularization. Department of Computer Science, ETH Zurich, Switzerland Beurteilung: Plattformabhängig durch den Einsatz von OSGi Keine MDD-Tools zur Unterstützung von Deployment und Konfiguration Bottom-Up Methode mit statischer Codeanalyse zur Ermittlung der genutzten Services einer Komponente Inhärente Behandlung von Komponentendynamik durch den Einsatz von OSGi-Bundles Eine Mögliche Zielplattform, für die ein PSM entwickelt werden kann 15

16 Verwandte Arbeiten DAnCE: A QoS-Enabled Component Deployment and Configuration Engine. Department of Electrical Engineering and Computer Science, Vanderbilt University, Nashville, USA MDD-Tools für visuelles Konfigurieren und Planen des Deployment von Komponenten Implementiert die Deployment and Configuration of Component-based Distributed Applications Specification (OMG) Fügt Real-Time QoS Konfigurationen der Spezifikation hinzu Architektur basiert auf der Real-time CORBA specification 16

17 Verwandte Arbeiten DAnCE: A QoS-Enabled Component Deployment and Configuration Engine. Department of Electrical Engineering and Computer Science, Vanderbilt University, Nashville, USA Deployment and Configuration of Component-based Distributed Applications Specification (OMG) Packaging Aspekt Platform-Independent Component Modeling Language (PICML) Packaging Explizite Abhängigkeiten von Komponenten 17 Constraints mit OCL Generiert domänenspezifische Metadaten Configuration Aspekt Options Configuration Modeling Language (OCML) Modellierung von Konfigurationsraum und Einschränkungen durch Middleware-Entwickler Anwendungsentwickler benutzen dieses Konfigurations-Metamodell und definieren ihr Model Planning Aspekt Benchmark Generation Modeling Language (BGML) Deployment-Manager entwirft ein Deployment-Szenario und versieht es mit QoS-Parametern System generiert Testcode und fährt ein Experiment um zu prüfen, ob die QoS-Anforderungen erfüllt sind System liefert Feedback über QoS, so dass der Deployment-Plan zur Design-Zeit verifiziert werden kann Installation Configuration Planning Preparation Launching OMG Deployment & Configuration (D&C) specification

18 Verwandte Arbeiten DAnCE: A QoS-Enabled Component Deployment and Configuration Engine. Department of Electrical Engineering and Computer Science, Vanderbilt University, Nashville, USA Beurteilung: Setzt ein Infrastrukturnetzwerk voraus, kein Szenario für Ad Hoc Netzwerke Basiert auf CORBA, daher keine Plattformunabhängigkeit Adressiert verteilte Real-Time embedded Systeme und deren QoS- Anforderungen Passt in den Grundsätzen sehr gut zum Vorhaben der komponentenbasierten modellgetriebenen Entwicklung und Deployment im METRIK Viel versprechender Ansatz bei Abstrahierung gegenüber CORBA 18

19 Referenzen Coorperative Component-Based Software Deployment in Wireless Ad Hoc Networks. Fréderic Guidec and Hervé Roussian. In 3rd International Working Conference on Component Deployment (CD'05), volume 3798 of LNCS, pages 1-16, Grenoble, France, November Springer Verlag. R-OSGi: Distributed Applications through Software Modularization. Jan S. Rellermeyer, Gustavo Alonso, and Timothy Roscoe. Department of Computer Science, ETH Zurich 8092 Zurich, Switzerland DAnCE: A QoS-Enabled Component Deployment and Configuration Engine. Gan Deng, Jaiganesh Balasubramanian, William Otte, Douglas C. Schmidt, Aniruddha Gokhale. In 3rd International Working Conference on Component Deployment (CD'05), volume 3798 of LNCS, pages 97-82, Grenoble, France, November Springer Verlag. OSGi R-OSGi METRIK WiKi Object Management Group: Real-time CORBA Specification. OMG Document formal/ edn. (2002) Object Management Group: Deployment and Configuration of Component-based Distributed Applications Specification. OMG Document formal/ ITU-T: Z. 130 Extented Object Definition Language (eodl). Techniques for Distributed Component Development. Conceptual Foundation, Notations and Technology Mappings. Draft Z. 130, (ITU-T \COM- TSG17\COM\D. 43. doc, Geneva,

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Berlin-Adlershof, 02. November 2007 Siamak Haschemi 20

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