Queries4TOSCA: concept and development of a query language for TOSCA

Abstract

Cloud computing plays an increasingly important role in today’s IT world. It lets enterprises access a virtually unlimited resource pool with a pay-per-use system similar to utilities like electricity and water. This led to its widespread adoption for large, scalable applications. These cloud applications are often composite systems made up of multiple heterogeneous components that interact with each other, making it necessary to deploy and manage them in an automated way. OASIS Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications (TOSCA) is a standard introduced to fulfill this task. It allows users to describe the topology of an application in a portable, platform-independent fashion in so-called service templates. It also allows the definition of tasks used to manage applications. Service templates can become very complex and include a multitude of files, making it difficult to manually search through them. However, this might be necessary in some cases, for example when identifying components that need to be updated. This work aims to improve this situation by introducing a query language that can be used on single TOSCA templates or entire repositories. Through path expressions and filters, it allows users to specify the exact data they are looking for. Additionally, they can search for patterns within the topology of a service, such as traversing the entire hosting stack of a component. This work also includes a prototypical implementation of the described query language as part of OpenTOSCA Vintner, which can query TOSCA templates from a variety of sources and pull instance data from orchestrators.

Cloud Computing spielt in der heutigen IT-Welt eine zunehmend wichtige Rolle. Es ermöglicht Unternehmen den Zugriff auf einen scheinbar unbegrenzten Ressourcenpool mit einem Pay-per-Use Modell, ähnlich wie Strom und Wasser. Durch diese Vorteile wird es inzwischen für viele große, skalierbare Anwendungen benutzt. Bei Cloud-Anwendungen handelt es sich oft um verteilte Systeme, bestehend aus mehreren heterogenen, miteinander interagierenden Komponenten, wodurch es notwendig ist, das Deployment und Management zu automatisieren. Eine Lösung dafür ist OASIS Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications (TOSCA), welche es Nutzern erlaubt, die Topologie ihrer Anwendung in einem portablen, plattformunabhängigen Format zu beschreiben. Außerdem lassen sich Management Tasks definieren, mit denen die Anwendung verwaltet werden kann. Dies geschieht mit Hilfe sogenannter Service Templates. Da diese Service Templates sehr komplex sein können und oft aus mehreren Dateien bestehen, ist es schwierig, diese manuell zu durchsuchen, zum Beispiel wenn man eine Komponente identifizieren möchte, die ein Update braucht. Diese Arbeit setzt sich zum Ziel, eine Abfragesprache zu entwickeln, mit der man einzelne TOSCA Templates oder ganze Repositories durchsuchen kann. Mithilfe von Pfadausdrücken und Filtern kann ein Nutzer seine gewünschten Daten präzise definieren. Außerdem können Patterns in der Topology eines Services gefunden werden, zum Beispiel das Traversieren des gesamten Hosting Stacks einer Komponente. Diese Arbeit präsentiert ebenfalls eine prototypische Implementierung der vorgestellten Abfragesprache als Teil von OpenTOSCA Vintner. Diese kann Abfragen auf TOSCA Templates aus verschiedenen Quellen ausführen, sowie Instanzdaten von einem Orchestrator beziehen.