Kolb, StefanStefanKolb2019-09-192019-03-282019978-3-86309-631-1978-3-86309-632-8https://fis.uni-bamberg.de/handle/uniba/45122Dissertation, Otto-Friedrich-Universität Bamberg, 2018In recent years, the cloud hype has led to a multitude of different providers and offerings across the entire cloud market, from Infrastructure as a Service (IaaS) to Platform as a Service (PaaS) to Software as a Service (SaaS). Despite the high popularity, there are still a number of problems and deficiencies. In particular with PaaS, the advertised portability between different clouds is hampered by a heterogeneous, difficult to compare provider landscape, technological differences between providers, and the lack of common standards. Therefore, the selection of a suitable provider and a potential change between different providers may involve substantial (migration) costs. Thus, the thesis deals with the analysis and improvement of application portability in PaaS environments. In the course of this, obstacles over the typical life cycle of an application – from the selection of a suitable cloud provider, through the deployment of the application, to the operation of the application – are considered. As foundation for further investigations, an improved delimitation and conceptualization of PaaS through a categorization, the definition of a reference model, and the establishment of a knowledge database is presented. As it turns out, in particular the heterogeneous provider landscape in this area is an obstacle for the assessment and feasibility of application portability. To solve this problem, the thesis presents a decision support system for the selection and comparison of suitable cloud platforms. Based on the PaaS model, a heuristic is proposed which can identify potential partners by matching the technological software ecosystem of the providers with the requirements of an application or a user. With the help of this system, it is possible for a user to identify offerings that enable application portability. To validate the approach, a case study with a real-world application is conducted that is migrated to different cloud platforms. In this context, we also develop a suitable assessment framework for measuring migration efforts, which allows making the differences between compatible providers quantifiable. The application management interface of the providers is identified as a central effort factor of the migration. Despite the semantically identical use cases, different interfaces are used by the providers for the management of the application’s life cycle. Finally, to reduce the effort in this area, the thesis presents a unified interface for application deployment and management. In summary, the work provides evidence of application portability problems in PaaS environments and presents a framework for early detection and avoidance. In addition, the results of the work contribute to a reduction of lock-in effects by proposing a suitable standard for management interfaces.Der Cloud-Hype der letzten Jahre hat zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Anbietern und Angeboten über den gesamten Cloudmarkt hinweg, von Infrastructure as a Service (IaaS) über Platform as a Service (PaaS) bis hin zu Software as a Service (SaaS), geführt. Trotz der hohen Popularität existieren weiterhin eine Reihe von Problemen und Defiziten. Im Besonderen bei PaaS wird die angepriesene Portabilität zwischen verschiedenen Clouds durch eine heterogene, schwer vergleichbare Angebotslandschaft, technologische Unterschiede zwischen den Anbietern und das Fehlen von gemeinsamen Standards erschwert. Die Auswahl eines geeigneten Anbieters sowie ein möglicher Wechsel zwischen unterschiedlichen Anbietern kann daher mit erheblichen (Migrations-)Kosten verbunden sein. Dadurch motiviert befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Analyse und der Verbesserung der Portabilität von Anwendungen in PaaS-Umgebungen. Im Zuge dessen werden Hindernisse über den typischen Lebenszyklus einer Anwendung hinweg – von der Auswahl eines geeigneten Cloud-Anbieters über das Deployment der Anwendung bis hin zum Betrieb der Anwendung – betrachtet. Als Grundlage für die weiteren Untersuchungen wird zunächst eine verbesserte Abgrenzung und Konzeptualisierung von PaaS durch eine Kategorisierung, die Festlegung eines Referenzmodells und die Aufstellung einer Wissensdatenbank vorgestellt. Wie sich zeigt, ist gerade die heterogene Angebotslandschaft im PaaS-Bereich eine Hürde für die Beurteilung und Realisierbarkeit von Anwendungsportabilität. Zur Lösung dieses Problems stellt die Arbeit ein Entscheidungsunterstützungssystem für die Auswahl und den Vergleich geeigneter Cloud-Plattformen vor. Dabei wird auf Grundlage des PaaS-Modells eine Heuristik vorgeschlagen, die durch Abgleich des technologischen Softwareökosystems der Anbieter und der Anforderungen einer Anwendung oder eines Nutzers potenzielle Partner ermitteln kann. Mithilfe dieses Systems ist es einem Nutzer möglich, Angebote zu identifizieren, welche eine Anwendungsportierung ermöglichen. Zur Validierung des Ansatzes wird eine Fallstudie mit einer produktiven Cloudanwendung, die zu verschiedenen Cloud-Plattformen migriert werden soll, durchgeführt. In diesem Zusammenhang wird zusätzlich ein geeigneter Bewertungsrahmen zur Messung der Migrationsaufwände erarbeitet, der die Unterschiede zwischen kompatiblen Anbietern quantifizierbar macht. Als ein zentraler Aufwandsfaktor der Migration wird die Applikationsmanagementschnittstelle der Anbieter identifiziert. Trotz semantisch gleicher Anwendungsfälle werden von den Anbietern unterschiedliche Schnittstellen für das Management der Applikation über den Lebenszyklus hinweg benutzt. Um die Aufwände in diesem Bereich zu reduzieren, stellt die Arbeit abschließend eine vereinheitlichte Schnittstelle für das Anwendungsdeployment und -management vor. Zusammenfassend liefert die Arbeit Belege für bestehende Probleme der Anwendungsportabilität in PaaS-Umgebungen und stellt einen Rahmen vor, um diese frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Zudem tragen die Ergebnisse der Arbeit zu einer Verminderung des Lock-in-Effektes durch den Vorschlag eines geeigneten Standards im Bereich der Managementschnittstellen bei. Grundlage für die weiteren Untersuchungen wird zunächst eine verbesserte Abgrenzung und Konzeptualisierung von PaaS durch eine Kategorisierung, die Festlegung eines Referenzmodells und die Aufstellung einer Wissensdatenbank vorgestellt. Wie sich zeigt, ist gerade die heterogene Angebotslandschaft im PaaS-Bereich eine Hürde für die Beurteilung und Realisierbarkeit von Anwendungsportabilität. Zur Lösung dieses Problems stellt die Arbeit ein Entscheidungsunterstützungssystem für die Auswahl und den Vergleich geeigneter Cloud-Plattformen vor. Dabei wird auf Grundlage des PaaS-Modells eine Heuristik vorgeschlagen, die durch Abgleich des technologischen Softwareökosystems der Anbieter und der Anforderungen einer Anwendung oder eines Nutzers potenzielle Partner ermitteln kann. Mithilfe dieses Systems ist es einem Nutzer möglich, Angebote zu identifizieren, welche eine Anwendungsportierung ermöglichen. Zur Validierung des Ansatzes wird eine Fallstudie mit einer produktiven Cloudanwendung, die zu verschiedenen Cloud-Plattformen migriert werden soll, durchgeführt. In diesem Zusammenhang wird zusätzlich ein geeigneter Bewertungsrahmen zur Messung der Migrationsaufwände erarbeitet, der die Unterschiede zwischen kompatiblen Anbietern quantifizierbar macht. Als ein zentraler Aufwandsfaktor der Migration wird die Applikationsmanagementschnittstelle der Anbieter identifiziert. Trotz semantisch gleicher Anwendungsfälle werden von den Anbietern unterschiedliche Schnittstellen für das Management der Applikation über den Lebenszyklus hinweg benutzt. Um die Aufwände in diesem Bereich zu reduzieren, stellt die Arbeit abschließend eine vereinheitlichte Schnittstelle für das Anwendungsdeployment und -management vor. Zusammenfassend liefert die Arbeit Belege für bestehende Probleme der Anwendungsportabilität in PaaS-Umgebungen und stellt einen Rahmen vor, um diese frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Zudem tragen die Ergebnisse der Arbeit zu einer Verminderung des Lock-in-Effektes durch den Vorschlag eines geeigneten Standards im Bereich der Managementschnittstellen bei.engCloud ComputingPlatform as a ServicePortabilityPaaSCloud004330doctoralthesisurn:nbn:de:bvb:473-opus4-541025