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Title: Infrastructure as a service intra-platform interoperability: an exploratory study with OpenStack
Authors: Queiroz, Samuel de Medeiros
Keywords: Interoperability;Vendor lock-in;Infrastructure as a Service;IaaS;Intra-platform;Multicloud;OpenStack;OpenStack SDK
Issue Date: 10-Dec-2018
Citation: QUEIROZ, Samuel de Medeiros. Infrastructure as a service intra-platform interoperability: an exploratory study with OpenStack. 2018. 261f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: The emergence of new digital technologies comes with challenging technical and business requirements. The traditional approach to provide computational infrastructure to application workloads, which relies on in-house management of hardware, does not present technical and cost-effective attributes to deliver high-performance, reliability and scalability. As one of the biggest technologic paradigms shift in the history of humanity, cloud computing allows diverse deployment and service model alternatives, suitable to diverse requirements, such as security, latency, computational performance, availability and cost. Therefore, numerous companies distribute hundreds of clouds worldwide, creating an equitable market through competition, where players create unique features to differentiate from competitors. Consequently, in the consumer side, picking a vendor typically translates into vendor lock-in, a situation where the applications heavily depend on the vendor’s approach of exposing features, making it difficult to switch between vendors whenever convenient or to support complex scenarios across multiple distributed heterogeneous clouds, such as federation. An immediate work-around for users is to pick cloud solutions that implement standards or post-facto open source platforms, such as OpenStack, which are assumed to provide native interoperability between installations. In the industry, however, OpenStack proves that the lack of interoperability is a real concern even between its deployments, due the high flexibility and complexity of supported use cases. Therefore, this investigation documents intra-platform interoperability, as in OpenStack, starting by presenting in detail the Python client library created by the community to abstract deployment differences, counting with numerous and significant contributions from the author of this dissertation. Afterwards, an extensive validation of that library was performed across one testing and five production clouds from different vendors worldwide, because despite the fact the library is extensively used by the community, it had never been validated in detail. The validation unveiled bugs, functionality and documentation gaps. Since intra-platform interoperability had never been documented in this context, a systematic literature review followed, allowing a deep comparison of the state of the art of vendor lock-in in opposition to that library, presenting its advantages, disadvantages and recommendations for users. Lastly, the suggestions for future work include support for multiple programming languages and the adoption of the client library as a standard for inter-platform interoperability.
Abstract: O surgimento de novas tecnologias digitais traz consigo requisitos técnicos e de negócio desafiadores. A abordagem tradicional para prover infraestrutura computacional, que depende no gerenciamento de hardware nas premissas do consumidor, não é mais tecnicamente ou financeiramente viável para entregar alta performance, confiabilidade e escalabilidade. Como uma das maiores mudanças de paradigma tecnológico da história da humanidade, computação em nuvem permite vários modelos de implantação e de serviço, adequado à diversos requisitos como segurança, latência, desempenho, disponibilidade e custo. Por consequência, empresas distribuem centenas de nuvens em todo o mundo, criando um mercado saudável através de competição, onde combinações únicas de funcionalidades diferenciam competidores. Desta forma, como consumidor, selecionar um provedor geralmente se traduz em aprisionamento de fornecedor, uma situação onde a as aplicações tem alta dependência naquela abordagem de expor funcionalidades, tornando difícil a mudança de provedor sempre que conveniente ou o suporte a cenários envolvendo múltiplas nuvens distribuídas e heterogêneas, como federação. Uma saída é a seleção de provedores que adotam padrões de interoperabilidade ou utilizam plataformas de código aberto consolidadas, tal como OpenStack, que são consideradas interoperáveis entre suas instalações. Todavia, na indústria, OpenStack prova que a falta de interoperabilidade é uma preocupação mesmo entre suas instalações, devido à alta flexibilidade e complexidade dos casos de uso suportados. Desta forma, esta investigação documenta interoperabilidade intra-plataforma no OpenStack, iniciando com o detalhamento da biblioteca Python criada pela comunidade para abstrair as diferenças das suas instalações, e que conta com numerosas e significantes contribuições do autor desta dissertação. Em seguida, uma validação foi realizada em uma nuvem de testes e seis de produção de vários fornecedores espalhados pelo mundo, dado que apesar da biblioteca ser vastamente utilizada pela comunidade, ela nunca havia sido validada em detalhes, revelando falhas e lacunas de funcionalidades e documentação. Uma vez que a interoperabilidade intra-plataforma nunca foi reportada neste contexto, uma revisão sistemática foi realizada, permitindo comparar o estado da arte com a biblioteca, descrevendo suas vantagens, desvantagens e recomendações para consumidores. Por fim, as sugestões de trabalhos futuros incluem o suporte a múltiplas linguagens de programação e a adoção da biblioteca como um padrão para interoperabilidade inter-plataforma.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27120
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