Service-based Platform Concepts for Mobile Third-Party Applications in the Internet of Things

• Applicant: Professor Dr. Alexander Schill
• Subject Area: Security and Dependability, Operating-, Communication- and Distributed Systems
• Term: from 2013 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 240730242

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Ziel des Projektes war es, für Cloud-Plattformen und verteilte Abläufe neue dienstbasierte Plattformkonzepte zu entwickeln, um mobile Software-Systemkomponenten gegenüber Drittanbietern zu öffnen. Als wesentlicher Anwendungsbereich stand dabei das Internet der Dinge im Vordergrund. Die initiale Anforderungsanalyse beleuchtete mehrere Anwendungsfelder des Internet der Dinge, unter anderem Smart Home, Smart Energy und Smart Buildings. In mehreren Iterationen wurde eine gemeinsame Referenzarchitektur definiert, die unter anderem DataHubs zur Datenintegration, Ereignisverarbeitungskomponenten und verteilte Informationsspeicherung auf Plattformebene in Form von Cloudspeichersystemen sowie Mehrwertdienste mit zugehörigen Schnittstellenadaptern auf Drittanbieterseite umfasst. Im Mittelpunkt der zugehörigen Kommunikationsinfrastruktur stand der Kerngedanke der Systemunterstützung für adaptive Dienstgüte. Im Gegensatz zu herkömmlichen SLA-Konzepten wurden dazu Multi-Level-SLAs entwickelt; dabei wird für die zugehörigen Service Level Objectives (SLOs) nicht wie sonst einfach von einem stufenlosen Wertebereich ausgegangen, sondern es werden gezielt mehrere Levels bzw. Stufen definiert, etwa hinsichtlich Leistungsfähigkeit oder Zuverlässigkeit einer logischen Kommunikationsverbindung. Statt einer Neuverhandlung kann damit nun zwischen unterschiedlichen Stufen flexibel bei Bedarf umgeschaltet werden. Zusätzlich wurde auch eine Monitoring-Komponente entwickelt, die die Überwachung der erweiterten SLAs zur Laufzeit ermöglicht. Auf Basis eigens generierter Metadaten überprüft der Monitor asynchron zur laufenden Anwendung die Einhaltung der Dienstgütevorgaben gemäß Stufenmodell und übergibt aggregierte Monitorinformationen an das Cloud-basierte Informationssystem zur späteren Detailauswertung. Die Gesamtergebnisse wurden auf mehreren internationalen Fachtagungen publiziert und erfolgreich an SAP in die Praxis transferiert.

Publications

• Creating optimal cloud storage systems. Future Generation Comp. Syst. 29(4): 1062-1072 (2013)
  Josef Spillner, Johannes Müller, Alexander Schill
  
• Algorithms for Dispersed Processing. UCC 2014: 914-921
  Josef Spillner, Alexander Schill
  
• Hosting and Discovery of Distributed Mobile Services in an XMPP Cloud. IEEE MS 2014: 47-54
  Philipp Grubitzsch, Daniel Schuster
  
• NubiVis: a personal cloud file explorer. MobiQuitous 2014: 354-356
  Josef Spillner, Sebastian Tilsch, Alexander Schill
  
• Towards Dispersed Cloud Computing. BlackSeaCom 2014: 170-174
  Josef Spillner, Alexander Schill
  
• Intercloud Communication for Value-Added Smart Home and Smart Grid Services. OTM Workshops 2015: 10-19
  Philipp Grubitzsch
  
• The Flip-Flop SLA Negotiation Strategy Using Concession Extrapolation and 3D Utility Function. CIC2016: 159-168
  Waheed Aslam Ghumman, Alexander Schill, Jörg Lässig
  
• A concept for interoperable iot intercloud architectures; 7th International Conference on Cloud Computing and Services Science (CLOSER 2017) (Best Poster Award)
  Philipp Grubitzsch, Thomas Springer, Tenshi Hara, Iris Braun, Alexander Schill
  
• ML-SLA: Multi-Level Service Level Agreements for Highly Flexible IoT Services; 2nd IEEE International Congress on Internet of Things (IEEE ICIOT 2017)
  Philipp Grubitzsch, Iris Braun, Heiko Fichtl, Thomas Springer, Tenshi Hara, Alexander Schill