Platforma za transformaciju softverskih rešenja pametnih elektroenergetskih mreža na cloud bazirani višeorganizacijski SaaS

Abstract

Sve češćom upotrebom cloud okruženja dolazi do potrebe da se postojeća softverska rešenja migriraju. Metodologija za migraciju na cloud postoji više, gde se u finalnim fazama planiraju modifikacije nad arhitekturom softvera tako da se iskoriste prednosti cloud sistema. Za ekonomsku efikasnost usled uštede resursa je neophodna višeorganizacijska osobina. Svrha ovog istraživanja je da pojasni višeorganizacijsko svojstvo i da predloži rešenje za migraciju postojećih softvera na višeorganizacijski SaaS ali sa što manje neophodnih modifikacija ciljnog softvera. S toga je predloženo rešenje platforma koja omogućuje lakšu migraciju. Nakon faze istraživanja i sagledavanja domena pametnih elektroenergetskih mreža, kreiran je prototip predloženog rešenja kao i niz eksperimenata u skladu sa definisanim naučnim pitanjima. Eksperimenti su izvršeni u privatnom cloud okruženju. Hipoteze su adresirane kroz viziju primene rešenja na NDMS (Napredni distributivni menadžment sistem) u slučaju šest organizacija, a doneti su sledeći zaključci: višeorganizacijskim modelom se ostvaruju uštede u resursima od 32%, za tri reda veličine veća visoka dostupnost, ali uz usporenja do 20 milisekundi po svakom servisnom zahtevu. Takođe, aplikativni model učesnika modernih PaaS usluga nije primeren gde je sinhronizam zahtevan, niti u slučajevima gde se očekuju odgovori nad skupom učesnika u realnom vremenu. Istraživanje ukazuje na mogućnost primene višeorganizacijskog modela čak i u slučaju kompleksnih rešenja kakva se sreću u domenu pametnih elektroenergetskih mreža, a akademskom validacijom potvrđuju način implementacije važnog finalnog koraka u procesu migracije softvera na cloud bazirani SaaS.

Progressive cloud adoption requires migration of existing software solutions. Today, many cloud adoption methodologies exist. Usually, the final phase in cloud adoption include software architecture modifications to make the most of the benefits of cloud computing, like multi-tenancy which enables economic efficiency. The aim of this research is to explain the multi-tenancy and to provide a solution for migration of existing software to multi-tenant SaaS while modifying the target software as little as possible. Therefore, the research proposes a platform that enables easier cloud adoption. After the research phase focused on a smart grid domain, the prototype was created with experiments targeting formulated research questions. The experiments were conducted in a private cloud environment. Research hypotheses were analyzed using hypothetical multi-tenant ADMS (Advanced Distribution Management System) in case of six tenants, with the following conclusions: multi-tenancy saves 32% of resources, it provides three orders of magnitude higher availability, but affects performances by introducing a delay of up to 20 milliseconds per service request. Also, reliable actors programing model used in modern PaaS services is not suitable in use cases with needs for synchronous behavior, nor in in use cases where querying a set of actors is needed in real time. The research demonstrates feasibility of applying multi-tenancy even in cases of complex software solutions like the ones in the smart grid domain. The proposed solution is academically validated and it can be used as a final important step in migration of existing software to cloud based multi-tenant SaaS.