Migrating legacy applications to cloud: case TOAS

Cloud computing, despite its success and promises, presents issues for businesses mi­grating their legacy applications to cloud. In this research legacy-to-cloud migration issues are reviewed based on literature findings and an experience report. Solutions are applied to Tieto Open Application Suite (TOAS) software development platform running on cloud infrastructure. It is observed that the migration strategy heavily affects the migration approach. For TOAS a strategy of redesigning the applications for cloud is suggested. Common migration-driven application level modifications in­clude adaptation to service-oriented architecture, load balancing, and runtime and technology changes. A cloud platform such as TOAS might introduce additional needs. Decision making on migration strategy is found to be an issue to be solved case by case. Use of assistive decision making tools is suggested.

Research Data Management in the Cloud

Workshop at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

A Template for Cloud Technology Deployment in an Energy Trading Environment

Nykyaikaiset pilvipalvelut tarjoavat suurille yrityksille mahdollisuuden tehostaa laskennallista tietojenkäsittelyä. Pilvipalveluiden käyttöönotto tuo mukanaan kuitenkin esimerkiksi useita tietoturvakysymyksiä, joiden vuoksi käyttöönoton tulee olla tarkasti suunniteltua. Tämä tutkimus esittelee kirjallisuuskatsaukseen perustuvan, asteittaisen suunnitelman pilvipalveluiden käyttöönotolle energialiiketoimintaympäristössä. Kohdeyrityksen sisäiset haastattelut ja katsaus nykyisiin energiateollisuuden pilviratkaisuihin muodostavat kokonaiskuvan käyttöönoton haasteista ja mahdollisuuksista. Tutkimuksen päätavoitteena on esittää ratkaisut tyypillisiin pilvipalvelun käyttöönotossa esiintyviin ongelmiin käyttöönottomallin avulla. Tutkimuksessa rakennettu käyttöönottomalli testattiin esimerkkitapauksen avulla ja malli todettiin toimivaksi. Ulkoisten palveluiden herättämien tietoturvakysymysten takia käyttöönoton ensimmäiset osiot, kuten lopputuotteen määrittely ja huolellinen suunnittelu, ovat koko käyttöönottoprosessin ydin. Lisäksi pilvipalveluiden käyttöönotto vaatii nykyiseltä käyttöympäristöltä uusia teknisiä ja hallinnollisia taitoja. Tutkimuksen tulokset osoittavat pilvipalveluiden monipuolisen hyödyn erityisesti laskentatehon tarpeen vaihdellessa. Käyttöönottomallin rinnalle luotu kustannusvertailu tukee kirjallisuuskatsauksessa esille tuotuja hyötyjä ja tarjoaa kohdeyritykselle perusteen tutkimuksen eteenpäin viemiselle.

Embedded Service Bus for Internet of Things Interoperability

Internet of Things (IoT) technologies are developing rapidly, and therefore there exist several standards of interconnection protocols and platforms. The existence of heterogeneous protocols and platforms has become a critical challenge for IoT system developers. To mitigate this challenge, few alliances and organizations have taken the initiative to build a framework that helps to integrate application silos. Some of these frameworks focus only on a specific domain like home automation. However, the resource constraints in the large proportion of connected devices make it difficult to build an interoperable system using such frameworks. Therefore, a general purpose, lightweight interoperability framework that can be used for a range of devices is required. To tackle the heterogeneous nature, this work introduces an embedded, distributed and lightweight service bus, Lightweight IoT Service bus Architecture (LISA), which fits inside the network stack of a small real-time operating system for constrained nodes. LISA provides a uniform application programming interface for an IoT system on a range of devices with variable resource constraints. It hides platform and protocol variations underneath it, thus facilitating interoperability in IoT implementations. LISA is inspired by the Network on Terminal Architecture, a service centric open architecture by Nokia Research Center. Unlike many other interoperability frameworks, LISA is designed specifically for resource constrained nodes and it provides essential features of a service bus for easy service oriented architecture implementation. The presented architecture utilizes an intermediate computing layer, a Fog layer, between the small nodes and the cloud, thereby facilitating the federation of constrained nodes into subnetworks. As a result of a modular and distributed design, the part of LISA running in the Fog layer handles the heavy lifting to assist the lightweight portion of LISA inside the resource constrained nodes. Furthermore, LISA introduces a new networking paradigm, Node Centric Networking, to route messages across protocol boundaries to facilitate interoperability. This thesis presents a concept implementation of the architecture and creates a foundation for future extension towards a comprehensive interoperability framework for IoT.

BotCloud Detection System

Leveraging cloud services, companies and organizations can significantly improve their efficiency, as well as building novel business opportunities. Cloud computing offers various advantages to companies while having some risks for them too. Advantages offered by service providers are mostly about efficiency and reliability while risks of cloud computing are mostly about security problems. Problems with security of the cloud still demand significant attention in order to tackle the potential problems. Security problems in the cloud as security problems in any area of computing, can not be fully tackled. However creating novel and new solutions can be used by service providers to mitigate the potential threats to a large extent. Looking at the security problem from a very high perspective, there are two focus directions. Security problems that threaten service user’s security and privacy are at one side. On the other hand, security problems that threaten service provider’s security and privacy are on the other side. Both kinds of threats should mostly be detected and mitigated by service providers. Looking a bit closer to the problem, mitigating security problems that target providers can protect both service provider and the user. However, the focus of research community mostly is to provide solutions to protect cloud users. A significant research effort has been put in protecting cloud tenants against external attacks. However, attacks that are originated from elastic, on-demand and legitimate cloud resources should still be considered seriously. The cloud-based botnet or botcloud is one of the prevalent cases of cloud resource misuses. Unfortunately, some of the cloud’s essential characteristics enable criminals to form reliable and low cost botclouds in a short time. In this paper, we present a system that helps to detect distributed infected Virtual Machines (VMs) acting as elements of botclouds. Based on a set of botnet related system level symptoms, our system groups VMs. Grouping VMs helps to separate infected VMs from others and narrows down the target group under inspection. Our system takes advantages of Virtual Machine Introspection (VMI) and data mining techniques.

Web-sovellus Google App Engine alustalle

App Engine on lyhenne englanninkielisistä termeistä application, sovellus ja engine, moottori. Kyseessä on Google, Inc. -konsernin toteuttama kaupallinen palvelu, joka noudattaa pilvimallin tietojenkäsittelyn periaatteita ja mahdollistaa asiakkaan oman sovelluskehityksen. Järjestelmään on mahdollista ohjelmoida itse ideoitu palvelu Internet - verkon välityksellä käytettäväksi, joko yksityisesti tai julkisesti. Kyse on siis hajautetusta palvelinjärjestelmästä, jonka tarjoaa dynaamisesti kuormitukseen sopeutuvan sovellusalustan, jossa asiakas ei vuokraa virtuaalikoneita. Myös järjestelmän tarjoama tallennuskapasiteetti on saatavilla joustavasti. Itse kandidaatintyössä syvennytään yksityiskohtaisemmin sovelluksen toteuttamiseen palvelussa, rajoitteisiin ja soveltuvuuteen. Alussa käydään läpi pilvikäsite, joista monilla tietokoneiden käyttäjillä on epäselvä käsitys. Erilaisia kokonaisuuksia voidaan luoda erittäin monella tavalla, joista rajaamme käsittelyn kohteeksi toteuttamiskelpoiset yleiset ratkaisut.

Analysis of companies' software as a service adoption intention factors

The goal of this study is to develop managerial recommendations for international vendors and system integrators, which offer Software as a Service for enterprise information systems on the Russian market. Those recommendations can be used to develop marketing, sales, new product and service level agreement strategies. For those reasons factors affecting SaaS adoption were determined and their influence on intention to adoption was examined.

When to Utilize Software as a Service

Cloud computing enables on-demand network access to shared resources (e.g., computation, networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort. Cloud computing refers to both the applications delivered as services over the Internet and the hardware and system software in the data centers. Software as a service (SaaS) is part of cloud computing. It is one of the cloud service models. SaaS is software deployed as a hosted service and accessed over the Internet. In SaaS, the consumer uses the provider‘s applications running in the cloud. SaaS separates the possession and ownership of software from its use. The applications can be accessed from any device through a thin client interface. A typical SaaS application is used with a web browser based on monthly pricing. In this thesis, the characteristics of cloud computing and SaaS are presented. Also, a few implementation platforms for SaaS are discussed. Then, four different SaaS implementation cases and one transformation case are deliberated. The pros and cons of SaaS are studied. This is done based on literature references and analysis of the SaaS implementations and the transformation case. The analysis is done both from the customer‘s and service provider‘s point of view. In addition, the pros and cons of on-premises software are listed. The purpose of this thesis is to find when SaaS should be utilized and when it is better to choose a traditional on-premises software. The qualities of SaaS bring many benefits both for the customer as well as the provider. A customer should utilize SaaS when it provides cost savings, ease, and scalability over on-premises software. SaaS is reasonable when the customer does not need tailoring, but he only needs a simple, general-purpose service, and the application supports customer‘s core business. A provider should utilize SaaS when it offers cost savings, scalability, faster development, and wider customer base over on-premises software. It is wise to choose SaaS when the application is cheap, aimed at mass market, needs frequent updating, needs high performance computing, needs storing large amounts of data, or there is some other direct value from the cloud infrastructure.

Tietojärjestelmän käyttöönotto ja ylläpito

Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan tietojärjestelmän käyttöönottoa ja ylläpitoa yleisesti sekä käyttöönottoa pilvipalveluna. Tietojärjestelmien käyttöönotto ja ylläpito ovat perinteisten elinkaarimallien viimeisiä vaiheita. Erityisesti järjestelmän käyttöönotto on hyvin kriittinen vaihe koko tietojärjestelmäprojektin onnistumisen kannalta. Käyttöönottoprosessi on monivaiheinen ja sisältää monia haasteita. Käyttöönottoon osallistuvien tahojen tulee sopia roolit etukäteen, jotta prosessi voi onnistua. Tietojärjestelmien ylläpidolla ajatellaan perinteisesti esille tulleiden virheiden korjaamista. Siihen kuuluu kuitenkin muitakin toimia, kuten järjestelmän kehittämistä, sopeuttamista ja ennalta ehkäiseviä toimenpiteitä. Ylläpito vie usein suuren osan koko järjestelmän budjetista, joten se tulee hoitaa järkevästi ja suunnitellusti. Työssä tutkitaan tietojärjestelmän käyttöönottoa pilvipalveluna käymällä lävitse pilvipalvelun käyttöönoton elinkaari sekä myös ERP -järjestelmän käyttöönottoprosessin eri vaiheet pilvipalveluna. Käyttöönoton elinkaaren ja käyttöönottoprosessin pohjalta havaitaan, että tietojärjestelmän käyttöönotto helpottuu ja nopeutuu pilvipalveluna, mutta käyttöönottoprosessi vaatii kuitenkin huolellista suunnittelua. Työssä perehdytään käyttöönoton yhteydessä tehtävään palvelutasosopimukseen ja siinä käsiteltäviin asioihin. Lisäksi sivutaan pilvipalveluiden käyttöönotossa huomioitavina asioina myös tietoturvallisuutta, tietosuojan lainsäädäntöä sekä vanhojen sovellusten toimivuutta pilviympäristössä.

Cost-efficient virtual machine management : provisioning, admission control, and consolidation

One of the main challenges in Software Engineering is to cope with the transition from an industry based on software as a product to software as a service. The field of Software Engineering should provide the necessary methods and tools to develop and deploy new cost-efficient and scalable digital services. In this thesis, we focus on deployment platforms to ensure cost-efficient scalability of multi-tier web applications and on-demand video transcoding service for different types of load conditions. Infrastructure as a Service (IaaS) clouds provide Virtual Machines (VMs) under the pay-per-use business model. Dynamically provisioning VMs on demand allows service providers to cope with fluctuations on the number of service users. However, VM provisioning must be done carefully, because over-provisioning results in an increased operational cost, while underprovisioning leads to a subpar service. Therefore, our main focus in this thesis is on cost-efficient VM provisioning for multi-tier web applications and on-demand video transcoding. Moreover, to prevent provisioned VMs from becoming overloaded, we augment VM provisioning with an admission control mechanism. Similarly, to ensure efficient use of provisioned VMs, web applications on the under-utilized VMs are consolidated periodically. Thus, the main problem that we address is cost-efficient VM provisioning augmented with server consolidation and admission control on the provisioned VMs. We seek solutions for two types of applications: multi-tier web applications that follow the request-response paradigm and on-demand video transcoding that is based on video streams with soft realtime constraints. Our first contribution is a cost-efficient VM provisioning approach for multi-tier web applications. The proposed approach comprises two subapproaches: a reactive VM provisioning approach called ARVUE and a hybrid reactive-proactive VM provisioning approach called Cost-efficient Resource Allocation for Multiple web applications with Proactive scaling. Our second contribution is a prediction-based VM provisioning approach for on-demand video transcoding in the cloud. Moreover, to prevent virtualized servers from becoming overloaded, the proposed VM provisioning approaches are augmented with admission control approaches. Therefore, our third contribution is a session-based admission control approach for multi-tier web applications called adaptive Admission Control for Virtualized Application Servers. Similarly, the fourth contribution in this thesis is a stream-based admission control and scheduling approach for on-demand video transcoding called Stream-Based Admission Control and Scheduling. Our fifth contribution is a computation and storage trade-o strategy for cost-efficient video transcoding in cloud computing. Finally, the sixth and the last contribution is a web application consolidation approach, which uses Ant Colony System to minimize the under-utilization of the virtualized application servers.

Implementing Green IT approach for transferring Big Data over Parallel Data Link

The whole research of the current Master Thesis project is related to Big Data transfer over Parallel Data Link and my main objective is to assist the Saint-Petersburg National Research University ITMO research team to accomplish this project and apply Green IT methods for the data transfer system. The goal of the team is to transfer Big Data by using parallel data links with SDN Openflow approach. My task as a team member was to compare existing data transfer applications in case to verify which results the highest data transfer speed in which occasions and explain the reasons. In the context of this thesis work a comparison between 5 different utilities was done, which including Fast Data Transfer (FDT), BBCP, BBFTP, GridFTP, and FTS3. A number of scripts where developed which consist of creating random binary data to be incompressible to have fair comparison between utilities, execute the Utilities with specified parameters, create log files, results, system parameters, and plot graphs to compare the results. Transferring such an enormous variety of data can take a long time, and hence, the necessity appears to reduce the energy consumption to make them greener. In the context of Green IT approach, our team used Cloud Computing infrastructure called OpenStack. It’s more efficient to allocated specific amount of hardware resources to test different scenarios rather than using the whole resources from our testbed. Testing our implementation with OpenStack infrastructure results that the virtual channel does not consist of any traffic and we can achieve the highest possible throughput. After receiving the final results we are in place to identify which utilities produce faster data transfer in different scenarios with specific TCP parameters and we can use them in real network data links.

Architecture for IoT Node and Platform

Only recently, during the past five years, consumer electronics has been evolving rapidly. Many products have started to include “smart home” capabilities, enabling communication and interoperability of various smart devices. Even more devices and sensors can be remote controlled and monitored through cloud services. While the smart home systems have become very affordable to average consumer compared to the early solutions decades ago, there are still many issues and things that need to be fixed or improved upon: energy efficiency, connectivity with other devices and applications, security and privacy concerns, reliability, and response time. This paper focuses on designing Internet of Things (IoT) node and platform architectures that take these issues into account, notes other currently used solutions, and selects technologies in order to provide better solution. The node architecture aims for energy efficiency and modularity, while the platform architecture goals are in scalability, portability, maintainability, performance, and modularity. Moreover, the platform architecture attempts to improve user experience by providing higher reliability and lower response time compared to the alternative platforms. The architectures were developed iteratively using a development process involving research, planning, design, implementation, testing, and analysis. Additionally, they were documented using Kruchten’s 4+1 view model, which is used to describe the use cases and different views of the architectures. The node architecture consisted of energy efficient hardware, FC3180 microprocessor and CC2520 RF transceiver, modular operating system, Contiki, and a communication protocol, AllJoyn, used for providing better interoperability with other IoT devices and applications. The platform architecture provided reliable low response time control, monitoring, and initial setup capabilities by utilizing web technologies on various devices such as smart phones, tablets, and computers. Furthermore, an optional cloud service was provided in order to control devices and monitor sensors remotely by utilizing scalable high performance technologies in the backend enabling low response time and high reliability.

Evaluation of performance analysis software for Linux computing cluster

Tietokonejärjestelmän osien ja ohjelmistojen suorituskykymittauksista saadaan tietoa,jota voidaan käyttää suorituskyvyn parantamiseen ja laitteistohankintojen päätöksen tukena. Tässä työssä tutustutaan suorituskyvyn mittaamiseen ja mittausohjelmiin eli ns. benchmark-ohjelmistoihin. Työssä etsittiin ja arvioitiin eri tyyppisiä vapaasti saatavilla olevia benchmark-ohjelmia, jotka soveltuvat Linux-laskentaklusterin suorituskyvynanalysointiin. Benchmarkit ryhmiteltiin ja arvioitiin testaamalla niiden ominaisuuksia Linux-klusterissa. Työssä käsitellään myös mittausten tekemisen ja rinnakkaislaskennan haasteita. Benchmarkkeja löytyi moneen tarkoitukseen ja ne osoittautuivat laadultaan ja laajuudeltaan vaihteleviksi. Niitä on myös koottu ohjelmistopaketeiksi, jotta laitteiston suorituskyvystä saisi laajemman kuvan kuin mitä yhdellä ohjelmalla on mahdollista saada. Olennaista on ymmärtää nopeus, jolla dataa saadaan siirretyä prosessorille keskusmuistista, levyjärjestelmistä ja toisista laskentasolmuista. Tyypillinen benchmark-ohjelma sisältää paljon laskentaa tarvitsevan matemaattisen algoritmin, jota käytetään tieteellisissä ohjelmistoissa. Benchmarkista riippuen tulosten ymmärtäminen ja hyödyntäminen voi olla haasteellista.

Asiakkuudenhallinta SaaS-periaatteella

Kandidaatintyö käsittelee Software as a Serviceä (SaaS, verkkosovelluspalvelu) käsitteenä ja ilmiönä. Työssä paneudutaan myös SaaS-mallin nykytilaan ja tulevaisuuden näkymiin. Tarkemmaksi tarkastelukohteeksi työssä on valittu SaaS-pohjainen asiakkuudenhallinta, ja SaaS-pohjaisten asiakkuudenhallintajärjestelmien nykytilan sekä kehityksen yksityiskohtainen analysointi. Työssä käsitellään aihetta alan julkaisujen ja kirjallisuuden avulla. Työssä vertaillaan merkittävimpien SaaS-pohjaisten asiakkuudenhallinta-järjestelmätoimittajien kehitystä Yhdysvalloissa ja Euroopassa sekä heidän ohjelmistojen nykytilaa, vahvuuksia, heikkouksia ja verkkosovelluspalveluiden tulevaisuuden näkymiä. Yhtenä osa-alueena käsitellään myös verkkosovelluspalvelun integrointia yrityksen muihin tietojärjestelmiin. Työssä todetaan, että SaaS on vielä uusi ja yleistyvä käsite ohjelmistoalalla sekä varteenotettava vaihtoehto hankkia yrityksen ohjelmistoja, kuten asiakkuudenhallintajärjestelmä. Tällä hetkellä SaaS-markkinoilla on vielä tilaa kilpailulle, joten tavasta toimittaa ohjelmistot yrityksille palveluna uskotaan yleistyvän tulevaisuudessa.

Verkkosovelluspalvelu

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan 2000-luvulla esiin noussutta käsitettä "Software as a Service" (SaaS), josta käytetään myös termiä verkkosovelluspalvelu. Työn päätutkimuskohteena on selvittää, mitä kyseisellä käsitteellä tarkoitetaan ja mitä asioita siihen läheisesti liittyy. Osakysymyksinä syvennytään SaaS-mallin kehitysvaiheisiin sekä sen tuomiin hyötyihin ja haasteisiin käyttäjän ja palveluntarjoajan näkökulmasta. Koska SaaS-mallin integroitavuus yrityksen liiketoimintaprosesseihin ja muihin käytössä oleviin sovelluksiin nousee yhdessä tietoturva-asioiden kanssa hyvin merkittäviksi osa-alueiksi tulevaisuutta ajatellen, käsitellään niitä erikseen omissa luvuissaan. Tulevaisuutta SaaS-mallin osalta tarkastellaan myös omana kokonaisuutenaan, jonka yhteydessä nostetaan esiin muutamia kehitykseen vaikuttavia keskeisiä trendejä. Tavoitteena on antaa lukijalle tiivis, mutta kattavasti aihetta käsittelevä, syvällinen kokonaiskuva SaaSista. Koska kyseinen käsite on varsin uusi, hyödynnettiin lähdemateriaalina lähinnä viimeisten neljän vuoden aikana julkaistuja kansainvälisiä, tieteellisiä artikkeleita ja tutkimusraportteja. Tutkimusmenetelmänä käytettiin deskriptiivis-analyyttistä lähestymistapaa. Työn lopputuloksina saatiin määritelmä verkkosovelluspalvelulle sekä selvitettiin siihen keskeisesti liittyvät muut käsitteet. Lisäksi koottiin SaaS-mallin tarjoamat hyödyt sekä sen tuomat haasteet. Erityiskysymyksinä nostettiin esille tietoturvan ja integrointiprosessin merkitys SaaS-mallin osalta. Integroinnin käsittelyn yhteydessä kuvattiin viisivaiheinen käyttöönottoprosessi yrityksille. Lopuksi hahmotettiin SaaSin tulevaisuudennäkymiä, jotka näyttävät positiivisilta havaittujen trendien perusteella. Työn liitteissä vertailtiin SaaSin kustannuksia sekä mallinnettiin pisteytysmenetelmä SaaS-sovelluksen valitsemiseksi.