Ausgabe 1/2015

Dateiinhalt

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                    MMB Email Newsletter 
                      Ausgabe I / 2015
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Liebe Mitglieder der Fachgruppe MMB,

vor den Festtagen und dem Jahreswechsel möchten wir Ihnen unseren neuen
Newsletter zusenden. Es war wie meistens in der letzten Zeit schwierig,
genügend Informationen für den Newsletter zusammen zu bekommen. Es wäre
schön, wenn wir in Zukunft Informationen über Abschlussarbeiten,
Dissertationen und Berichte, die für die Fachgruppe interessant sind,
in größerem Umfang zugesandt bekämen. Herrn Waldhorst möchte ich für
seinen unermüdlichen Einsatz bei der Erstellung des Newsletters herzlich
danken. 

Die Mitgliederzahl der Fachgruppe ist in den letzten Jahren mehr
oder weniger konstant geblieben, was zeigt, dass die Themen der MMB für
Wissenschaft und Anwendung weiterhin bedeutsam sind. Im vergangenen Jahr
war der MMBNet Workshop, den Herr Kollege Wolfinger wie immer
hervorragend organisiert hatte, ein Höhepunkt. Auf dem Workshop wurden
wieder zahlreiche interessante Arbeiten aus dem Umfeld der MMB
vorgestellt. Einen detaillierten Bericht finden Sie im Newsletter.

Im kommenden Jahr werden wir wieder unsere Fachtagung MMB/DFT
veranstalten. Wir treffen uns vom 4.-6. April 2016 in Münster (siehe
auch http://mmb2016.de/). Die nächste Mitgliederversammlung der
Fachgruppe wird auf der Fachtagung stattfinden. Dort wird auch eine
Neuwahl des Leitungsgremiums geplant. Ich hoffe auf ein zahlreiches
Erscheinen der MMB- Mitglieder. Im Rahmen der Fachtagung werden wieder
hervorragende Abschlussarbeiten und Dissertationen aus dem MMB-Umfeld
ausgezeichnet. Vorschläge dazu können noch eingereicht werden, einen
Aufruf finden Sie im Newsletter. 

Ich wünsche allen Mitgliedern eine geruhsame Weihnachtszeit und ein
erfolgreiches und gesundes Jahr 2016!

Peter Buchholz
Sprecher GI/ITG Fachgruppe MMB


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INHALT AUF EINEN BLICK:

Berichte:
- Bernd E. Wolfinger: Bericht über den 8. GI/ITG-Workshop MMBnet 2015
Leistungs-, Zuverlässigkeits- und Verlässlichkeitsbewertung von
Kommunikationsnetzen und Verteilten Systemen
- Peter Buchholz: Aufruf zur Einreichung von Vorschlägen für die MMB-Preise
- Tobias Hossfeld: ITC 28 in Würzburg

Aktuelle Arbeiten und Artikel:
- Martin Riedl: A Specification Language for Reconfigurable Dependable
Systems, Its Formalisation and Analysis Environment (Dissertation)
- Sebastian Vastag: SLA Calculus (Dissertation)

Bevorstehende Konferenzen und Veranstaltungen

MMB-Website: http://www.mmb-fg.de/


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BERND E. WOLFINGER: BERICHT ÜBER DEN 8. GI/ITG-WORKSHOP MMBNET 2015
LEISTUNGS-, ZUVERLÄSSIGKEITS- UND VERLÄSSLICHKEITSBEWERTUNG VON
KOMMUNIKATIONSNETZEN UND VERTEILTEN SYSTEMEN

Der MMBnet‘15-Workshop fand am 10./11. September 2015 an der
Universität Hamburg statt. Über die vergangenen Jahre hinweg hat sich
die MMBnet-Workshop-Reihe inzwischen sehr gut etabliert und ein
erfreulich hohes wissenschaftliches Niveau erreicht. Ausgehend von
ersten noch eher unregelmäßig stattfindenden Veranstaltungen, die damals
noch als sogenannte Arbeitsgespräche realisiert wurden – Veranstaltungen
ohne jegliches Programmkomitee und relativ informell – ist man
inzwischen bei den nunmehr regelmäßig in 2-jährigem Turnus
stattfindenden MMBnet-Workshops angekommen mit einem hochkarätigen
Programmkomitee, das bei seiner jetzigen Ausgabe mit Vertretern aus
sieben unterschiedlichen Nationen auch durchaus einen deutlichen
internationalen Anstrich erhalten hat. MMBnet‘15 war bereits der achte
Workshop dieser Reihe und wurde wiederum, wie sämtliche seiner
Vorgänger-Workshops, am Fachbereich Informatik der Uni Hamburg durch den
Arbeitsbereich Telekommunikation und Rechnernetze (TKRN), im Namen der
GI/ITG-Interessengruppe "Messung, Modellierung und Bewertung von
Rechensystemen (MMB)", organisiert. Leider ist in Anbetracht der
bevorstehenden Pensionierung des Initiators und lückenlosen
MMBnet-Veranstalters (Prof. Wolfinger) im Herbst 2016 zu befürchten,
dass die achte Veranstaltung des MMBnet-Workshops auch gleichzeitig die
letzte gewesen sein könnte. Aber vielleicht findet sich noch eine
Kollegin oder ein Kollege bzw. eine Gruppe von Kollegen, die/der bereit
ist bzw. die bereit sind, die Tradition der Hamburger MMBnet-Workshops
fortzusetzen, denn die Thematik der Workshops verliert zurzeit
keineswegs an Relevanz, wie bereits der CfP des aktuellen
MMBnet-Workshops deutlich macht, der die folgenden Formulierungen
beinhaltete: 

Kommunikations-/Rechnernetze und verteilte Systeme gewinnen weiterhin
zunehmend an Bedeutung (z.B. in Form von sozialen Netzen, virtuellen
Netzen, ’Cloud Computing‘-Systemen, u.v.a.m.) – gleichzeitig nimmt ihre
Komplexität jedoch auch erheblich zu. Besonders deutlich wird diese
Tendenz bei Hochgeschwindigkeitsnetzen, dem (Future) Internet sowie bei
der Mobil- und Echtzeitkommunikation. Zwar ist weiterhin eine enorme
Leistungssteigerung bei der Rechnerhardware (Multi-Core), den
Vermittlungsrechnern (optische Vermittlung) und vor allem bei der
Datenübertragung (sowohl bei optischer als auch bei funkbasierter
Übertragung) zu verzeichnen. Andererseits steht diesen Fortschritten
jedoch ein sehr starkes Wachstum bei den Benutzeranforderungen
gegenüber. So gibt es beispielsweise im Kontext des Internet zurzeit die
zum Teil relativ schwierig zu lösenden Probleme: Bereitstellung mobiler
Internetzugänge für eine extrem hohe Anzahl von Benutzern über sehr
unterschiedliche Zugangsnetze, verstärkter Wunsch nach Multimedia- und
Echtzeitkommunikation, immer mehr und häufig komplexe verteilte
Anwendungen bzw. anwendungsorientierte Dienste (z.B. Video on Demand,
Streaming, VoIP) sowie evtl. gravierende Engpässe in den Anschlussnetzen
und/oder den Endsystemen. Daher wird der Bedarf nach Bewertung von
Kommunikationsnetzen und verteilten Systemen keineswegs überflüssig
werden, sondern es werden in verstärktem Maße neue
Mess-/Modellierungsmethoden und -werkzeuge erforderlich werden, u.a. zur
Berücksichtigung der Dienstgüte (QoS bzw. QoE), des
Performance-Managements und steigender Anforderungen an die
Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.

Ziel des Workshops war es deshalb, zum einen Weiterentwicklungen der
Grundlagen und Werkzeuge zur Messung und Modellierung aufzuzeigen und
zum andern über Erfahrungen bei interessanten Anwendungsstudien (zu
Rechnernetzen oder verteilten Anwendungen) zu berichten. Gewünscht waren
im CfP auch innovative Beiträge, die eine Brücke schlagen zwischen den
bislang noch häufig getrennten “Welten“ der Leistungs- und der
Zuverlässigkeitsbewertung. Erwünscht war seitens der Veranstalter
überdies eine besonders starke Beteiligung am Workshop von
Nachwuchswissenschaftlern (insbesondere Promovierende und jüngere
Postdoktoranden) mit FuE-Aktivitäten im MMB-Umfeld. 

Die für den MMBnet‘15-Workshop angestrebten Themen betrafen die
folgenden Schwerpunkte:

* Methodische Grundlagen und Werkzeuge:
- formale Beschreibungstechniken (zur Spezifikation von System-,
Last-und Zuverlässigkeitsmodellen)
- Last-/Verkehrsmodellierung und -charakterisierung, Lasttransformation,
’Traffic Engineering‘
- mathematisch-analytische, simulative, hybride/heterogene
Modellauswertung
- Modellierungswerkzeuge für Netzanalysen, Netzemulatoren,
Last-/Verkehrsgeneratoren
- Messmethoden und -werkzeuge

* Anwendungsbereiche (bezogen auf die Bewertung durch Messung oder
Modellierung):
- 	Netzarchitekturen: Software-Defined Networking, Network Function
Virtualization, Future Internet, Internet of Things, Ubiquitous
Computing, Pervasive Computing, Service-oriented Computing, Grid
Computing, Cloud Computing, Content-Distribution-Netze,
Peer-to-Peer-Netze, Mobile Services, Quadruple Play, etc.
-	Mobilkommunikation und drahtlose Netze: MANET, VANET, LTE, WLAN,
Ad-hoc-Netzwerke, Sensornetze, Body-Area-Netze, RFID-Systeme, etc.
-	Verteilte multimediale Anwendungen: E-Learning, E-Health,
Telepresence, Verkehrstelematik, Videokonferenzen und Verteiltes CSCW,
Video-Streaming, Video-on-Demand, Soziale Netze, etc.
- 	Echtzeitkommunikation: VoIP, Videoconferencing, Online-Gaming,
Live IPTV, etc.

Die akzeptierten Beiträge sind auf drei Sitzungen verteilt worden zu den
folgenden Themengebieten:

* Messung und Modellierung für softwaredefinierte Netze
* QoE-Bewertung für Anwendungen im Internet und in Mobilnetzen
* Programmier-Framework und analytische Verlässlichkeitsmodelle. 

Zur Aufwertung der Veranstaltung wurden dieses Mal sogar insgesamt drei
eingeladene Beiträge in das Workshop-Programm aufgenommen, allesamt aus
dem akademischen, universitären Umfeld und allesamt geliefert seitens
sehr ausgewiesener Persönlichkeiten, insbesondere durch die Professoren
Dr. Hans Daduna (Uni Hamburg), Dr. Dr. h.c. mult. Paul J. Kühn (Uni
Stuttgart) sowie Dr. Peter Reichl (Uni Wien). Da die wissenschaftliche
Ausrichtung dieser eingeladenen Vortragenden auch in wichtige
Nachbargebiete der Informatik wie Angewandte Mathematik und
Nachrichtentechnik reicht, konnte erreicht werden, dass die eingeladenen
Vorträge nicht nur wissenschaftliche Tiefe sondern auch eine
signifikante fachliche Breite aufwiesen. Der zum ersten Mal bei einem
MMBnet-Workshop verliehene Best Paper Award wurde persönlich überreicht
durch den Sprecher der MMB-Fachgruppe Prof. Buchholz (Uni Dortmund) an
die Autoren Ruslan Krenzler und Hans Daduna (Uni Hamburg) für ihren
Beitrag mit dem Titel „Performability Analysis of an Unreliable
M/M/1-type Queue”.
 
Ein weiteres „Highlight“ im abschließenden nicht-wissenschaftlichen Teil
zum Ende des MMBnet-Workshops stellte dann noch der Workshop-Epilog des
Kollegen Spaniol (alias Alois Potton) mit einem humoristischen
Kurzvortrag dar, der, wie bereits in seinen früheren Epilogen anlässlich
der MMBnet’11- & MMBnet‘13-Workshops, auch dieses Mal wieder einen sehr
erfolgreichen Angriff auf die Lachmuskulatur sämtlicher
MMBnet-TeilnehmerInnen unternahm! 

Die Vorträge im Einzelnen sind ersichtlich aus dem vollständigen
Programm des Workshops:

http://www.informatik.uni-hamburg.de/TKRN/MMBnet/Vorl%E4ufigesProgramm.pdf

Die Proceedings zu dem Workshop wurden als Bericht Nr. 302 des
Fachbereichs Informatik, Univ. Hamburg publiziert; B.E. Wolfinger, K.-D.
Heidtmann, (Hrsg.), FBI-HH-B-302/15. Sie sind elektronisch verfügbar
unter
http://edoc.sub.uni-hamburg.de/informatik/frontdoor.php?source_opus=216&
la=de auf INFDok – dem Dokumentenvolltextserver des Fachbereichs
Informatik. Alternativ ist der Tagungsband auch gedruckt kostenlos zu
beziehen über die Herausgeber oder die Bibliothek des Fachbereichs
Informatik der Universität Hamburg. 

Die Organisatoren des MMBnet‘15-Workshops haben es nach Ansicht der ca.
30 Teilnehmer auch dieses Mal wieder geschafft, durch eine relativ
strenge Limitierung der Teilnehmeranzahl (insbesondere Begrenzung auf
die Autoren und Koautoren der akzeptierten Beiträge, die TPC-Mitglieder
sowie weitere Personen mit nachgewiesener signifikanter Erfahrung im
MMB-Umfeld) sowie durch die Gewährung von viel Freiraum für intensive
Diskussionen, während des Workshops ein Klima zu erzeugen, das zu einem
intensiven Wissensaustausch zwischen sämtlichen Teilnehmern sowie zu
deren fachlicher Vernetzung führte. So ist zu hoffen, dass auch die beim
Workshop anwesenden Doktorandinnen und Doktoranden für ihre
Dissertationsprojekte wertvolle Anregungen und wissenschaftliche Stimuli
erhalten haben. Und möge der achte MMBnet-Workshop nicht der letzte
seiner Reihe gewesen sein! 


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PETER BUCHHOLZ: AUFRUF ZUR EINREICHUNG VON VORSCHLÄGEN FÜR DIE MMB-PREISE

Der GI/ITG Fachausschuss „Messung, Modellierung und Bewertung von
Rechensystemen (MMB)“ zeichnet zur Förderung des wissenschaftlichen
Nachwuchses hervorragende Dissertationen, Diplomarbeiten und
Masterarbeiten aus seinem Themenbereich mit Preisen aus. Der MMB-Preis
2016 wird auf der Fachtagung „MMB & DFT 2016“ in M an die Preisträger
überreicht. Die Verleihung des Preises ist mit einem Geldbetrag und der
kostenlosen Teilnahme an der Tagung verbunden. Die Entscheidung über die
Vergabe des MMB-Preises wird von einer Auswahlkommission getroffen. 
 
Wir rufen zur Einreichung von preiswürdigen Diplomarbeiten,
Masterarbeiten und Dissertationen auf, die nach dem 15. Oktober 2013
abgeschlossen wurden. Einreichungsfrist ist der 15 Januar 2016. Senden
Sie die Arbeiten möglichst in elektronischer Form (pdf) mit einem
Gutachten und/oder einer Laudatio an den Sprecher des
MMB-Leitungsgremiums (peter.buchholz@cs.tu-dortmund.de).


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TOBIAS HOSSFELD: ITC 28 IN WÜRZBURG, 12.-16. SEPTEMBER 2016 

The evolution of communications and networking is changing the world we
are living in. The digital connected world is triggered by the influence
of computer science on telecommunication, the advent of the Internet and
the massive deployment of mobile communications and optics, the
appearance of collaborative networking and social networks, the
ever-increasing speed and flexibility of new communication technologies,
networks, user devices, and applications, and the ever-changing
operational challenges arising from this development.

ITC 28 solicits original contributions that address the latest changes
and developments in design, modelling, measurement, and performance
evaluation of communication systems, networks, and services. ITC 28 is
structured into eight different areas. The objectives in these areas
include, among others, energy-efficiency and green IT, network security
and privacy, QoS and QoE, and resilience.

Area 1: Smart cities and IoT (Alberto Leon-Garcia, Yanmin Zhu) 
Area 2: Cloud services and networking (Arup Acharya, Patrick Lee) 
Area 3: Mobile, wireless and 5G (Kin Leung, Thomas Hou) 
Area 4: Next generationand future Internet architectures (Michael Zink, 
Thomas Zinner) 
Area 5: Network and traffic management (Florin Ciucu, Peter Reichl) 
Area 6: Network design and optimization (Thomas Bauschert, Eric Wong) 
Area 7: Network measurements and analysis (Marco Mellia, Mark Squillante) 
Area 8: Networked applications (Zhu Li, Lea Skorin-Kapov) 

In addition, there will be a demo session across the areas.
Demonstration Session (Mark Berman, Michael Jarschel, Rick McGeer)

We are happy that Nikhil Jain (Qualcomm Technologies) will give a
keynote talk on Internet of Everything: Engineering Challenges and
Opportunities.

The conference takes place in the computer science building on the
Hubland Campus of the University of Würzburg. The social event will be
on Wednesday in the historical Würzburg residence.

The submission deadline is March 4th, 2016. More information is online
at http://itc28.org/

*** More than 60 years: ITC – The first conference in networking science
& practice ***

Over the past 60 years, ITC has provided a forum for leading researchers
from academia and industry to present and discuss key technological and
methodological advances in the design, performance evaluation and
control of communication networks like the Internet, protocols and
applications and in traffic measurement and management. Today, ITC
addresses the emerging paradigm changes that we are witnessing. It
results in an increasing diversity of distributed applications and
services over various media like mobile/optical networks and enables new
markets and economy. For example, the convergence between networking and
information technology enabled by virtualization techniques and cloud
architectures is providing new stakes in terms of network architecture
and service operations. Beyond performance and QoS, different challenges
like QoE, economic aspects, energy savings, but also societal impact are
considered.

In 1955, ITC emerged as the conference for all theoretical fundamentals
and engineering practices regarding the large-scale deployments of
telecommunications networks. For long time, ITC was the sole venue that
brought together at large scale researchers from industry, network
operators and service providers, as well as scientists from academia.
These groups are the three strong traditional roots of ITC. For decades,
the scientific roots of communications traffic have been primarily based
on the theory of probability and stochastic processes, modelling and
performance evaluation and gave rise to the teletraffic term. However,
along with time and technology and service evolutions, additional
scientific areas have been considered to address issues raised by
network design, economics and regulatory challenges.

ITC congresses were organized on most continents and visited 16
different countries while Specialist Seminars were organized in in 14
different countries. Additionally, as part of its objective to
disseminate know-how and expertise, ITC has set up regional seminars in
11 developing countries including Africa and Oceania, at a time when
opening to the world was not as common as today. That time ITU was the
leading standardization in telecommunications. The long tradition of ITC
in connection with ITU fostered the liaison activity in standardization
and in the development program.

*The evolution of technologies of the 20th century* 
ITC has been witnessing the change of communication and networking
technologies which are reflected in the proceedings and programs of the
congresses. The specialist seminars and the motto of the congresses
thereby reflect the hot topics of that time and the evolution. Selected
topics of the 70’s, 80’s and 90’s were 1998: Traffic Issues related to
Multimedia and Nomadic Communications 1995: Traffic Modeling and
Measurement in Broadband and Mobile Communications 1990: Broadband
Technologies: Architectures, Applications, Control and Performance 1986:
ISDN Traffic Issues 1984: Fundamentals of Teletraffic Theory 1977:
Modeling of SPC Exchanges and Data Networks

*Recent topics in the 21st century* 
With the rise of the Internet, new
networking paradigms and technologies but also new challenges emerged:
2016: Digital Connected World 2015: Traffic, Performance and Big Data
2014: Towards a Sustainable World 2013: Energy Efficient and Green
Networking 2010: Multimedia Applications - Traffic, Performance and QoE
2009: Network Virtualization - Concepts and Performance 2008: Future
Internet Design and Experimental Facilities 2008: Quality of Experience
2002: Internet Traffic Engineering and Traffic Management

*** Recent Changes in the IAC and ITC Conference in 2016 *** 

Since its creation in 1955, the ITC is steered by an International
Advisory Council (IAC). The role of the IAC is quite significant in the
choice and the follow-up of all ITC-organized events. During the
successful ITC 27 in Ghent, Belgium, we celebrated the 60th Anniversary
of ITC, which makes ITC the oldest still-running event in ICT.

It was a perfect opportunity to hand over the responsibility of the IAC
to a new team that has been progressively involved in the IAC since last
year. The former IAC did an excellent job and was chaired by Prosper
Chemouil with the very strong support and dedication of: Luigi Fratta
Ulf Körner Deep Medhi Hiroshi Saito Phuoc Tran-Gia Hans Van den Berg
Villy-Baek Iversen Peter Key Paul J Kuehn Xiongjian Liang Jim Yan

The new IAC team is very motivated and enthusiastic and is chaired by
Michela Meo: Michela Meo, Politecnico Torino, Italy Markus Fiedler, BTH,
Sweden Tobias Hossfeld, University of Duisburg-Essen, Germany Fabrice
Guillemin, Orange Labs, France Michael Menth, University of Tuebingen,
Germany Zhisheng Niu, Tsinghua University, China Dario Rossi, Telecom
ParisTech, France Benny Van Houdt, University of Antwerp, Belgium ITC 28
introduced also some changes, which are the concept of areas and a demo
session. ITC 28 is structured into eight different areas which address
hot topics in networking. Each area is chaired by two international well
recognized experts in that area. The area chairs have formed a smaller
TPC per area. The idea is that the area chairs invite the experts for
their area, that are experts from the ITC community as well as
well-known experts worldwide. On the one hand, the concept aims at
opening the ITC community and attracting submissions. On the other hand,
the areas help to improve the quality of the review process. The area
chairs assign the reviews to the experts in their domain and evaluate
all papers in their domain. In addition, we introduced demo sessions for
ITC 28. The demo session is distinguished only in presentation format.
‘Demo papers’ are simply papers whose content is best understood by an
audience if the material is demonstrated rather than presented in a
slideshow. With the demo session, we aim at attracting more submissions
and make ITC attractive for other communities.


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MARTIN RIEDL: A SPECIFICATION LANGUAGE FOR RECONFIGURABLE DEPENDABLE
SYSTEMS, ITS FORMALISATION AND ANALYSIS ENVIRONMENT (DISSERTATION)

Model-based dependability evaluation is challenging and therefore prone
to error, especially if one uses lower-level formalisms such as Markov
Chains, Stochastic Petri Nets or Stochastic Process Algebra (SPA). For
that reason, in an industrial environment mainly high-level
specification formalisms such as AADL, UML or SysML are employed. Those
languages mostly lack formal semantics and capabilities to model
stochasticity which is an intrinsic characteristic of dependable
systems. For the purpose of bridging the gap between high-level
formalisms and formal modelling languages, this thesis formalises the
LAnguage for REconfigurable dependable Systems (LARES) regarding its
syntax and semantics. It can serve both as an intermediate language and
as a stand-alone modelling formalism. LARES provides language elements
for hierarchical modelling. It separates between structure and
behaviour. Furthermore, it introduces scopes which restrict the
visibility of definitions and named statements in order to facilitate
structured model descriptions. The semantics of LARES is given by means
of SPA and labelled transition systems (LTS). For this purpose, two
transformations have been realised which can fully automatically map a
LARES model to either its SPA equivalent or directly to an LTS. A number
of implementations are described which constitute the LARES modelling
environment: The editor component supports syntax highlighting and code
completion. It also checks context conditions in order to ensure model
validity. The analysis component carries out the transformations of a
given model and allows visualising the constructed instance tree, the
composed state space or the calculated dependability measures. And
finally, among other things, the library implements language
definitions, parsers, transformations and bindings to external solvers.
Both transformations can be verified as the resulting SPA model and the
LTS have to correspond regarding their behaviour. In addition, a proof
sketch is provided to show the equivalence of both transformation
semantics. Several example models and a real-world model (the active
suspension system of an autonomous RailCab vehicle) are presented which
were modelled and analysed in order to confirm a sufficient
expressiveness and to collect metrics of constructed LARES
specifications, arising SPA models and symbolic representations during
analysis. These metrics serve as an indicator to reason about
scalability regarding the language constructs which have been used to
capture a model’s combinatorial complexity. The thesis also compares
LARES to several related approaches and concludes with numerous ideas on
possible future extensions and improvements.

Link zur Arbeit: http://athene-forschung.unibw.de/node?id=92070


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SEBASTIAN VASTAG: SLA CALCULUS (DISSERTATION)

For modeling Service-Oriented Architectures (SOAs) and validating
worst-case performance guarantees a deterministic modeling method with
efficient analysis is presented. Upper and lower bounds for delay and
workload in systems are used to describe performance contracts. The SLA
Calculus allows one to combine model descriptions for single systems and
to derive bounds for reaction time and capacity of composed systems with
analytic means.

The intended, but not exclusive modeling domain for SLA Calculus are
distributed software systems with reaction time constraints. SOAs are a
system design paradigm that encapsulate software functions in service
applications. Due to their standardized interfaces and accessibility via
networks, large systems can be composed from smaller services and
presented as services again. A well-known implementation of the service
paradigm are Web Services that allow applications with components
connected by the Internet. Own services and those rented from providers
can be transparently combined by users. Performance guarantees for SOAs
gain importance with more complex systems and applications in business
environments When a service is rented by a customer the provider agrees
upon a Service Level Agreement (SLA) with conditions concerning
interface, pricing and performance. Service reaction time in form of
delay is an important part in many SLAs and subject to performance
models discussed in this work. With SLAs providers implicate a maximum
delay for their products when the customer limits the workload to their
systems. Hence customers expect the contracted service provider to
deliver the performance figures unless the workload exceeds the SLA.
Since contract penalties could apply, providers have a natural interest
in dimensioning their service in regard to the SLA. Even for maximum
workloads specified in the contracts the worst-case delay has to hold.
Moreover, due to the compositional nature of Web Services, customers
become providers themselves when they offer their service compositions
to others. Again, worst-case performance bounds are of major interest
here.

Analyzing models of SOAs is an option to plan, dimension and validate
service performance. For system modeling and analysis many methods
exist. Queueing Systems and simulation are two well-known approaches in
computer science. They provide average and thus long-term performance
numbers quite easily using, probabilistic workload and service process
descriptions. Deriving system behavior in worst-case situations for
performance guarantees is elaborative and can be impossible for more
complex systems. Receiving delay bounds usable in SLAs for SOAs by model
analysis is still a research issue. A promising candidate to model SOA
with SLAs is Network Calculus, an analytical method to derive
performance bounds for network components. Given deterministic
descriptions for arrival to and service in a network node hard bounds
for network delay and the required buffer memory in routers are
computed. A fine-granular separation between short- and long-term goals
is possible. Network Calculus models also feature composition of
elements and fast analytical analysis. When applied to SOAs with SLAs
the problem arises that SLAs are not suitable as a system description
and information source for Network Calculus models. Especially the
internal service capacity is not exposed by SLAs, since providers
consider them as a business secret. Without service process descriptions
Network Calculus models cannot be analyzed.

The SLA Calculus is presented as a solution to this problem. As a novel
contribution for deterministic model analysis for SOAs, SLA Calculus is
an extension to Network Calculus. Instead of service process
descriptions, it uses information on latency to characterize a system.
Delay of services is not a scalar analysis result anymore, it becomes a
process over time that is bound with Network Calculus-style curves, the
delay curves. Together with arrival curves the performance contracts in
SLAs are formalized by so-called SLA Delay Properties (SDPs) as a
description for the service performance in worst-case. Service
composition can be modeled by serial and parallel combination of SDPs.
The necessary theorems for the resulting worst-case bounds are given and
proved. We will present a method to transfer these performance figures
to the missing service process description again. Apart from basic
theory we will also consider solutions for practical modeling
situations. An algorithm to extract arrival and delay curves from
measurements, enables the modeler to include already existing systems
without given SLAs as model elements. Finally, we will sketch a
selection method in form of an optimization problem for services to
support the dynamic service selection in SOAs with a Service Broker. SLA
Calculus model analysis will deliver deterministic upper and lower
bounds for workload capacities and response times. For upper bounds the
worst-case is assumed, thus bounds are pessimistic. The advantage of SLA
Calculus is the ability to compute these bounds very fast and to give
system modelers a quick overview on system characteristics considering
extreme situations. In other modeling methods a lengthy transient
analysis would be required.

The strict perspective towards worst-case brought up another analysis
target: Until now, relatively little attention was paid to contract
conformance between subsequent services within service compositions.
When services offer different workload capacities the arrival rate to
the system needs to be adjusted to avoid bottlenecks. Additionally, for
service compositions no response time contract can be guaranteed without
internal buffering to enforce a common arrival rate. SLA Calculus
unveils the necessary buffer delays and is able to bound them.


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BEVORSTEHENDE KONFERENZEN UND VERANSTALTUNGEN

Veranstaltungshinweise können an den Newsletter Editor
(waldhorst@acm.org) gesendet werden.

ICPE 2016
7th ACM/SPEC Int. Conf. on Performance Engineering
Delft, The Netherlands
12.-18.03.2016
http://icpe2016.spec.org/

DRCN 2016
Int. Workshop on Design of Reliable Communication Networks
Paris, France
14.-17.03.2016
http://www.drcn2016.org/

MMB & DFT 2016
18th Int. GI/ITG Conf. on Measurement, Modelling and Evaluation of
Computing Systems” and Dependability and Fault-Tolerance
Münster, Germany
04.-06.04.2016
http://www.mmb2016.de

GreenMetrics 2016
GreenMetrics 2016 Workshop (with ACM SIGMETRICS/Performance)
Antibes Juan-les-Pins, France
14.06.2016
Deadline: 11.04.2016
http://www.sigmetrics.org/greenmetrics/

SIGMETRICS/PERFORMANCE 2016
Antibes Juan-les-Pins, France
14.-18.06.2016
http://www.sigmetrics.org/sigmetrics2016

ISEneC 2016
Integration of Sustainable Energies Conf.
Nürnberg, Germany
11.-12.07.2016
http://www.isenec.org/

ITC 28
28th Int. Teletraffic Congress
Würzburg, Germany
12.-16.09.2016
Deadline: 19.02.2016
http://itc28.org/


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MMB Newsletter Editor: Oliver Waldhorst (waldhorst@acm.org)

Der nächste Newsletter erscheint im Frühjahr 2016.