A Business-Driven Approach to Policy Optimization
Une approche orientée Buts d'Affaires pour l'Optimisation des Politiques
Résumé
This thesis contributes to the business-driven management of IT systems at different levels. First, a management framework that links together business goals, Service Level Agreements (SLAs), and policy operation is proposed. Then existing policy and SLA specification formalisms are investigated and a specification for SLAs that is policy-driven is proposed. The major contribution of the thesis relates to policy analysis mechanisms. This work contributes to the off-line analysis of low-level policies for validity and consistency with regard to high-level goals and SLAs. On one hand, a policy test type is identified that helps in detecting a new type of abnormal behavior we name policy loops. Neither detecting nor resolving this type of behavior is easy to do in the general case. This work however shows how it can be done for the studied example application. Moreover, a new type of analysis is proposed, that we name policy dynamic analysis, which corresponds to the investigation of how to influence the scheduling of policy execution at runtime so as to achieve better optimization of the high-level business goals. Finally, this work identifies the critical need for simulating policy solutions and presents PS, which is a policy simulator tool that we developed for the purpose of experimenting, analyzing, validating, and optimizing policy solutions before they get to their actual deployment into a real scale environment. Business-driven management is a management paradigm wherewith low-level system configuration actions are derived and operated with a focus on fulfilling and optimizing the initial high-level business goals of a service provider. A set of requirements is needed for enabling such a management paradigm. These include the ability to specify high-level business goals and Service Level Agreements (SLAs), the refinement of these goals and SLAs into low-level configuration actions, as well as the validation of these low-level actions against the specified high-level behavior. A subsequent monitoring loop helps in enhancing future system performance by identifying and remedying defects learned from past operation. Policy-based management has emerged as a preferred mechanism for implementing business-driven management due to the promise to alleviate the configuration and maintenance cost of complex computerized systems by providing a management model that separates implementation functionality from the behavioral logic. Although there has been considerable effort in industry and academia regarding the specification and implementation of policies and SLAs, little focus has been given to the refinement of high-level goals into low-level policies. The interest in the investigation of policy refinement has gained interest only recently. Furthermore, there is a need to investigate the runtime behavior of policy and develop models and techniques that take the goal-oriented policy refinement a step further by considering the dynamics of policy behavior at runtime and how these can relate to the optimization of high-level business goals. This thesis contributes to the business-driven management of IT systems at different levels. First, a management framework that links together business goals, Service Level Agreements (SLAs), and policy operation is proposed. Then existing policy and SLA specification formalisms are investigated and a specification for SLAs that is policy-driven is proposed. The major contribution of the thesis relates to policy analysis mechanisms. This work contributes to the off-line analysis of low-level policies for validity and consistency with regard to high-level goals and SLAs. On one hand, a policy test type is identified that helps in detecting a new type of abnormal behavior we name policy loops. Neither detecting nor resolving this type of behavior is easy to do in the general case. This work however shows how it can be done for the studied example application. Moreover, a new type of analysis is proposed, that we name policy dynamic analysis, which corresponds to the investigation of how to influence the scheduling of policy execution at runtime so as to achieve better optimization of the high-level business goals. Finally, this work identifies the critical need for simulating policy solutions and presents PS, which is a policy simulator tool that we developed for the purpose of experimenting, analyzing, validating, and optimizing policy solutions before they get to their actual deployment into a real scale environment.
Dans cette thèse, nous contribuons à la gestion orientée buts d'affaires des systèmes informatiques à différents niveaux d'abstraction des politiques. D'abord, nous proposons un cadre de gestion qui lie ensemble les buts d'affaires, les accords de niveau de service (SLAs), et l'exécution des politiques. Puis, nous étudions les formalismes existants de spécification des politiques et des SLAs et proposons une spécification orientée-politiques des SLAs qui par conséquent s'adapte bien pour une approche de raffinement basée sur les politiques. La contribution principale de la thèse se relie cependant aux mécanismes d'analyse des politiques. Nous contribuons à l'analyse off-line de la validité et l'uniformité des politiques de bas niveau en ce qui concerne les buts de haut niveau et les SLAs. D'une part, nous identifions un type de test des politiques qui aide à détecter un nouveau type de comportement anormal que nous appelons boucles de politique. Ni détecter ni résoudre ce type de comportement n'est facile à faire dans le cas général. Nous montrons cependant comment il peut être fait pour l'exemple d'application étudiée. D'autre part, nous suggérons un nouveau type d'analyse, que nous appelons analyse dynamique des politiques, et qui correspond à l'investigation de la façon à influencer l'ordonnancement de l'exécution des politiques au temps d'exécution afin de réaliser une meilleure optimisation des buts d'affaires de haut niveau. En conclusion, nous identifions le besoin critique de simuler les solutions de gestion par politiques et nous présentons PS, qui est un simulateur de politiques que nous avons développé afin de permettre l'expérimentation, l'analyse, la validation, et l'optimisation des solutions de gestion par politique avant leur déploiement dans une plateforme de gestion réelle. Le paradigme de gestion orientée buts d'affaires vise à ce que les actions de configuration de bas niveau d'un système informatique soient dérivées et actionnées d'une façon qui permet d'accomplir et optimiser les buts de haut niveau initiaux du fournisseur de service. Un ensemble de conditions est nécessaire pour permettre un tel paradigme de gestion. Celles-ci incluent la capacité de spécifier les buts d'affaire de haut niveau ainsi que des Contrats de Niveau de Service (SLAs), le raffinement de ces buts et SLAs en des actions de configuration de bas niveau, aussi bien que la validation de ces actions de bas niveau contre le comportement de haut niveau indiqué. Enfin, la boucle de surveillance aide à augmenter la performance et correction des futures exécutions du système en identifiant et en remédiant à des défauts observés lors d'exécutions antérieures. La gestion par politiques a émergé comme mécanisme de préféré pour la mise en œuvre de la gestion orientée buts d'affaires vu la promesse qu'elle offre d'alléger le coût de configuration et d'entretien de systèmes automatisés complexes en fournissant un modèle de gestion qui sépare la fonctionnalité d'exécution de la logique comportementale. Bien qu'il y ait eu des efforts considérables, à la fois dans l'industrie et le milieu universitaire, sur la spécifications et l'exécution des politiques et des SLAs, il y a eu peu d'efforts sur le raffinement des buts de haut niveau en des politiques de bas niveau. En plus, il y a besoin d'étudier le comportement d'exécution des politiques et de développer des modèles et des techniques qui emmènent plus loin le raffinement orienté-politiques des buts par la considération de la dynamique du comportement des politiques au temps d'exécution et comment ceux-ci peuvent se relier à l'optimisation des buts d'affaires de haut niveau. Dans cette thèse, nous contribuons à la gestion orientée buts d'affaires des systèmes informatiques à différents niveaux d'abstraction des politiques. D'abord, nous proposons un cadre de gestion qui lie ensemble les buts d'affaires, les accords de niveau de service (SLAs), et l'exécution des politiques. Puis, nous étudions les formalismes existants de spécification des politiques et des SLAs et proposons une spécification orientée-politiques des SLAs qui par conséquent s'adapte bien pour une approche de raffinement basée sur les politiques. La contribution principale de la thèse se relie cependant aux mécanismes d'analyse des politiques. Nous contribuons à l'analyse off-line de la validité et l'uniformité des politiques de bas niveau en ce qui concerne les buts de haut niveau et les SLAs. D'une part, nous identifions un type de test des politiques qui aide à détecter un nouveau type de comportement anormal que nous appelons boucles de politique. Ni détecter ni résoudre ce type de comportement n'est facile à faire dans le cas général. Nous montrons cependant comment il peut être fait pour l'exemple d'application étudiée. D'autre part, nous suggérons un nouveau type d'analyse, que nous appelons analyse dynamique des politiques, et qui correspond à l'investigation de la façon à influencer l'ordonnancement de l'exécution des politiques au temps d'exécution afin de réaliser une meilleure optimisation des buts d'affaires de haut niveau. En conclusion, nous identifions le besoin critique de simuler les solutions de gestion par politiques et nous présentons PS, qui est un simulateur de politiques que nous avons développé afin de permettre l'expérimentation, l'analyse, la validation, et l'optimisation des solutions de gestion par politique avant leur déploiement dans une plateforme de gestion réelle.
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