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Open Access
An integrated management system for composed applications deployed by different deployment automation technologies
(2023) Harzenetter, Lukas; Breitenbücher, Uwe; Binz, Tobias; Leymann, Frank
Automation is the key to enable an efficient, fast, and reliable deployment of applications. Therefore, several deployment automation technologies emerged in recent years whereby each technology has its specific field of application: While some are bound to cloud providers and offer provider-specific functionalities, others enable multi-cloud deployments but mostly do not support provider-specific features. As a consequence, often companies have to use multiple deployment technologies in combination to deploy large applications. However, the management capabilities of most deployment technologies are limited or even non-existent. This issue becomes even more severe if different parts of a single application are deployed by different technologies. To tackle this issue, we present an approach that enables generating automatically executable management workflows for applications that consist of multiple components deployed by different deployment technologies. Our approach builds on top of instance models that are automatically generated based on information retrieved from the different deployment technologies involved. Based on the derived instance model, we generate workflows that manipulate the running application. We prove the technical feasibility by an open-source prototype and discuss a detailed case study.
Open Access
Modeling different deployment variants of a composite application in a single declarative deployment model
(2022) Stötzner, Miles; Becker, Steffen; Breitenbücher, Uwe; Képes, Kálmán; Leymann, Frank
For automating the deployment of composite applications, typically, declarative deployment models are used. Depending on the context, the deployment of an application has to fulfill different requirements, such as costs and elasticity. As a consequence, one and the same application, i.e., its components, and their dependencies, often need to be deployed in different variants. If each different variant of a deployment is described using an individual deployment model, it quickly results in a large number of models, which are error prone to maintain. Deployment technologies, such as Terraform or Ansible, support conditional components and dependencies which allow modeling different deployment variants of a composite application in a single deployment model. However, there are deployment technologies, such as TOSCA and Docker Compose, which do not support such conditional elements. To address this, we extend the Essential Deployment Metamodel (EDMM) by conditional components and dependencies. EDMM is a declarative deployment model which can be mapped to several deployment technologies including Terraform, Ansible, TOSCA, and Docker Compose. Preprocessing such an extended model, i.e., conditional elements are evaluated and either preserved or removed, generates an EDMM conform model. As a result, conditional elements can be integrated on top of existing deployment technologies that are unaware of such concepts. We evaluate this by implementing a preprocessor for TOSCA, called OpenTOSCA Vintner, which employs the open-source TOSCA orchestrators xOpera and Unfurl to execute the generated TOSCA conform models.
Open Access
Eine musterbasierte Methode zur Automatisierung des Anwendungsmanagements
(2016) Breitenbücher, Uwe; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)
Das Management laufender Geschäftsanwendungen gehört zu den kritischen Vorgängen des IT-Betriebs, da Unachtsamkeiten zu fehlerhaften Anwendungszuständen und zum Ausfall ganzer Anwendungslandschaften führen können. Speziell die manuelle Managementdurchführung birgt aufgrund zunehmend unüberschaubarer Anwendungsstrukturen, unbekannter Abhängigkeiten zwischen Komponenten, unzureichender Dokumentation sowie komplexer Managementwerkzeuge ein stetig größer werdendes wirtschaftliches Risiko. Aus diesem Grund wurden in den vergangenen Jahren neue Paradigmen und eine große Anzahl an Technologien zur Automatisierung des Anwendungsmanagements entwickelt. Die zunehmende Komplexität von Architekturen durch verteilte Systeme, Virtualisierung von Komponenten, Cloud Computing und dem aufkommenden Internet der Dinge erfordert jedoch immer häufiger die Kombination mehrerer dieser Managementtechnologien, um übergeordnete Managementziele bezüglich eines komplexen IT-Systems umzusetzen. Dabei treten sowohl (i) konzeptionelle als auch (ii) technische Fragestellungen auf, die von unterschiedlichen Expertengruppen in Kollaboration analysiert und gelöst werden müssen. Die Integration dieser beiden Abstraktionsebenen stellt dabei eine grundlegende Herausforderung dar, die im gegenwärtigen Anwendungsmanagement aufgrund fehlender durchgängiger Automatisierungsmöglichkeiten zumeist unter hohem Aufwand individuell angenommen werden muss. Um diese Automatisierungslücke zwischen den beiden Abstraktionsebenen zu schließen, stellt diese Arbeit eine hybride, musterbasierte Managementmethode namens PALMA vor. Die Methode kombiniert das deklarative mit dem imperativen Managementparadigma und ermöglicht dadurch die automatisierte Anwendung generischer Managementmuster. Häufig auftretende Managementprobleme, wie beispielsweise die Migration einer Anwendungskomponente in eine Cloud-Umgebung unter Wahrung deren Verfügbarkeit, können mittels automatisierten Managementmustern effizient für individuelle Anwendungen gelöst und die zugehörigen Prozesse automatisiert ausgeführt werden. Die Methode unterstützt die Kollaboration von Experten und kann manuell, semi-automatisiert sowie vollständig automatisiert angewendet werden. Zur Umsetzung der Methode wird eine deklarative Sprache namens DMMN vorgestellt, welche die Modellierung von Managementaufgaben auf hoher deklarativer Abstraktionsebene unter Ausblendung technischer Ausführungsdetails ermöglicht. Bei der automatisierten Ausführung von Managementmustern werden deklarative Managementmodelle in dieser Sprache generiert, welche die jeweilige Musterlösung für die betroffene Anwendung in Form der auszuführenden Managementaufgaben abstrakt spezifizieren. Zu deren Ausführung wird ein Transformationsverfahren vorgestellt, das deklarative Managementmodelle in ausführbare, imperative Prozessmodelle übersetzt. Die Generierung dieser Prozessmodelle basiert dabei auf der Orchestrierung wiederverwendbarer Managementbausteine, die in Form von Subprozessen modelliert sind und als Management-Planlets bezeichnet werden. Durch diese Transformation werden die Stärken beider Paradigmen vereint und umfangreiches Management komplexer IT-Systeme ermöglicht. Zudem wird ein musterbasiertes Verfahren vorgestellt, mithilfe dessen Managementaufgaben in deklarativen Managementmodellen automatisch auf Probleme analysiert und diesbezüglich korrigiert werden können. Dadurch wird die Korrektheit der Durchführung gewährleistet und der Systemadministrator bei der Modellierung der Modelle unterstützt. Die in dieser Arbeit vorgestellten Konzepte werden im Rahmen des sogenannten PALMA-Frameworks prototypisch implementiert, um die praktische Umsetzbarkeit der theoretischen Konzepte und Ansätze zu validieren.