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Öffentlich gefördertes Forschungsprojekt

 Sonderforschungsbereich 901 „On-The-Fly Computing“ - Teilprojekt B2 „Konfiguration und Bewertung“

Wir stehen heute am Beginn eines neuen Abschnitts in der Entwicklung und Ausführung von IT-Dienstleistungen. Mit Grid und Cloud Computing existieren erste Ansätze zur Abkehr von dem 40 Jahre alten Prinzip der Beschaffung von monolithischen Softwarelösungen hin zu passgenauen Lösungen, deren Ressourcen nur bei Bedarf und nur in benötigter Form eingekauft werden müssen. Methoden der service-orientierten Architekturen ermöglichen es zudem, Software zumindest unternehmensintern flexibel zusammenzustellen. Diese ersten Ansätze für eine neue Art der Erbringung von IT-Dienstleistungen bilden den Ausgangspunkt für den Sonderforschungsbereich „On-The-Fly Computing“ (SFB 901).

Die Vision des DFG Sonderforschungsbereichs „On-The-Fly Computing“ (SFB 901) On-The-Fly (OTF) Computing umfasst die Komposition und Ausführung von individuellen IT-Dienstleistungen auf Basis von flexibel kombinierbaren Services, welche auf Märkten frei gehandelten werden. Ferner wird ein transparentes Zusammenspiel von Hard- und Software unterschiedlicher Anbieter mit einem Minimum an menschlicher Interaktion angestrebt. Gleichzeitig soll die Organisation von Märkten im OTF Computing unterstützt werden. Marktteilnehmer sollen hierbei durch geeignetes unternehmerisches Handeln einen lebendigen Markt aufrechterhalten. Um zu erforschen, in wie weit diese Vision realisierbar ist, entwickelt der SFB 901 unter anderem Methoden und Techniken, die eine weitestgehend automatische Konfiguration, Ausführung und Adaption sowie die Qualitätssicherung von IT-Dienstleistungen aus verfügbaren Services ermöglichen.

In Abhängigkeit von der Granularität eines OTF Marktes ergeben sich allerdings unterschiedliche Möglichkeiten, um auf eine Anfrage eines Benutzers (wie in der Abbildung skizziert ist) zu antworten, da Services oftmals



funktional äquivalent oder zumindest sehr ähnlich sind. Sie unterscheiden sich in der Regel jedoch hinsichtlich ihrer nicht-funktionalen Eigenschaften, wie z. B. Antwortzeit, Kosten und Speicherverbrauch. Basierend auf den unterschiedlichen Ausprägungen dieser nicht-funktionalen Eigenschaften sowie den konkreten Anforderungen eines Benutzers, kann zur Identifikation der bestmöglichen Komposition eine qualitätsbasierte Bewertung durchgeführt werden. Als Teil des SFB 901 arbeitet das C-LAB im Teilprojekt B2 „Konfiguration und Bewertung“ an Verfahren, um eben diesen Bewertungs- und Auswahlprozess sowohl in statischen als auch in hochdynamischen Kontexten zu automatisieren.

Hierfür muss der eigentliche Bewertungsvorgang analysiert und systematisch in seine einzelnen Bestandteile, wie Verfahren zur Aggregation nicht-funktionaler Eigenschaften, Optimierungsprobleme zur Handhabung der restriktiven Benutzervorgaben oder Nutzenfunktionen zur Abbildung unterschiedlichster nicht-funktionaler Eigenschaften auf einige wenige numerische Werte zerlegt werden. Aufbauend auf dieser Analyse werden Techniken aus dem Bereich des verstärkenden Lernens (Reinforcement Learning, RL) auf ihre Einsatzmöglichkeit im OTF Kontext hin untersucht. Standard Lernverfahren wie Q-Learning oder SARSA ermöglichen es einem Agenten, sich seiner dynamischen Umgebung anzupassen. Legt man einen Markt von Services, dessen Angebot sich fortwährend ändern kann, als dynamische Umgebung zu Grunde, ist der Einsatz solch etablierter Methoden als äußerst vielversprechend einzuordnen. Eine Grundvoraussetzung stellt in diesem Zusammenhang jedoch der erfolgreiche Transfer des Entscheidungsproblems aus der OTF Domäne in die RL Domäne sowie eine geeignete Modellierung dar. Die aktuellen Arbeiten befassen sich derzeit mit diesen Herausforderungen.

Projektförderer: DFG (Sonderforschungsbereich)
Projektlaufzeit: Juli 2011 - Juni 2014
Beteiligte Partner:
Universität Paderborn
Kontakt: 
Dr. Bernd Kleinjohann, C-LAB, Antragsteller
Projekt-Homepage:
sfb901.uni-paderborn.de/sfb-901/home.html