Multi-Agent Approach for Managing Workflows in an Inter-Cloud Environment

Abstract

The Cloud technology offers several attractive features for a number of applications. Nevertheless, managing, controlling processes and resources are among the serious obstacles that Cloud application developers need to overcome. These issues increase when the execution of processes needs to exploit services from different Cloud providers to fulfill application requests and requirements. In this case, Cloud application developers need to deal with some critical problems like communication, coordination, collaboration and heterogeneity between all kinds of participants. Designing, building and managing Cloud systems and applications running in the Cloud are challenging issues. Powerful and expressive software systems have to be provided, which are required to handle the complexity of such Cloud systems.

This dissertation contributes at different stages to enhance the development of Cloud-based applications with an emphasis on processes. Several contributions provided here concerns the modeling phase. New modeling techniques and tools based on Petri net formalisms are provided. Furthermore, agents and workflows provide intuitive and powerful concepts to bring more intelligence and structure to the Cloud system. The features of agents and workflows are suitable for designing and implementing software systems that operate in distributed and open environments such as the Clouds. The main goal of this thesis is to propose means like modeling techniques, methods, tools and architectural design to facilitate the integration of Cloud and multi-agent systems concepts and technologies for managing workflows in distributed service-oriented environments, explicitly, in an Inter-Cloud environment.

Die Cloud Technologie bietet zahlreiche, attraktive Funktionen für eine Reihe von Anwendungen. Nichtsdestotrotz sind sowohl schwierige Verwaltung, als auch die komplizierte Handhabung von Prozessen und die jeweiligen Ressourcen noch Hindernisse, die die Entwickler von Cloud Anwendungen überwinden müssen. Diese Probleme treten vermehrt auf, wenn das Verfahren in seiner Ausführung auf Dienste unterschiedlicher Cloud Anbieter zugreifen muss, um die Anwendungsanfragen und -anforderungen zu gewährleisten. Zu diesem Zweck sollten Entwickler von Cloud Anwendungen sich eingehend mit solch kritischen Problemen beschäftigen, indem man dem Zusammenspiel von Kommunikation, Koordination, Zusammenarbeit und Heterogenität der TeilnehmerInnen nachgeht. Die Aufmachung des Designs, die Art und Weise der Implementierung und Verwaltung von Cloud Systemen, als auch die einzelnen Anwendungen, die in der Cloud laufen, sind herausfordernde, wichtig zu gestaltende Kernpunkte. Ziel müssen leistungsstarke Softwaresysteme sein, die in der Lage sind solch komplizierte Systeme zu unterstützen. Diese Dissertation leistet einen Beitrag zu den unterschiedlichen Entwicklungsstufen von Cloud Anwendungen mit Betonung auf den Prozessen. Mehrere Abschnitte der vorliegenden Arbeit befassen sich mit der Phase der Modellierung. Hierzu werden neue Techniken und Werkzeuge der Modellierung auf der Basis von Petrinetzformalismen vor- und zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus bieten Agenten und Workflows die Möglichkeit sowohl intuitive, als auch leistungsstarke Konzepte zu entwickeln, die erhöhte Intelligenz und verbesserte Struktur der Cloud Systeme bewirken. Die Ausstat- tungen der Agenten und Workflows sind auf den ersten Entwurf und die spätere Implementierung von Softwaresystemen ausgerichtet, die, wie Cloud, für verbreitete und offene Umgebungen geeignet sind. Das Ziel dieser Arbeit ist mittels Modellierungstechniken, Methodiken, Werkzeugen und architekturellen Entwürfen, für die Integration von Cloud- und Multiagentensysteme, die Konzepte und Technologien der Verwaltung von Workflows in verteilten, dienstorientierten Umgebungen, insbesondere Inter-Cloud Systemen, zu erleichtern.