Objetivos del Proyecto

En el vigente Plan Nacional de I+D+i se contempla como objetivo general de la Acción Estratégica de Telecomunicaciones y Sociedad de la Información el “adecuado desarrollo y utilización de las Tecnologías, Aplicaciones, Servicios y Contenidos de la Sociedad de la Información para contribuir al éxito de un modelo de crecimiento económico basado en el incremento de la competitividad y la productividad, la promoción de la igualdad social y regional, la accesibilidad universal y la mejora del bienestar y la calidad de vida de los ciudadanos”. A fin de fomentar el crecimiento económico basado en la competitividad y la productividad, es necesario proporcionar métodos de desarrollo más ágiles y eficientes acordes a las nuevas tendencias e infraestructuras. Los servicios Web, las aplicaciones en la Nube y las redes sociales son importantes motores de la sociedad de la información y, como tal, es de capital importancia acelerar y mejorar el desarrollo de nuevos servicios que orquesten, extiendan y adapten estos recursos. Así, generando aplicaciones en la nube que coordinen y exploten la funcionalidad de las variadas redes sociales, servicios de venta, logística, administración electrónica, e información al ciudadano, se obtendrá un valor añadido y una mayor visibilidad de los productos resultantes, mejorando el bienestar de los ciudadanos. Además, estos servicios que a su vez potencian el desarrollo, composición y acceso a otros servicios deben de estar disponibles en un amplio abanico de dispositivos, ofertando así su disponibilidad en todos los ámbitos de la vida diaria. Por ello, se hace especial hincapié en la certificación de dichos servicios (a fin de promover la confianza del ciudadano), la optimización de los servicios al contexto del ciudadano (para mejorar la calidad de uso y la satisfacción general del usuario) y, finalmente, la accessibilidad y disponibilidad de estos servicios pues pueden ser aprovechados por ordenadores, tabletas y móviles al ser ejecutados en las nubes. Precisamente, estos aspectos son los que pretenden abordarse en la presente propuesta, utilizando un enfoque riguroso (aplicando de forma ágil técnicas formales bien consolidadas y proponiendo enfoques novedosos). La oportunidad de financiar proyectos de esta naturaleza (tanto en términos de sus objetivos, como de su enfoque) es, por lo tanto, muy alta, y forma parte de la estrategia en política científica que muestra el vigente Plan Nacional de I+D+i. Con ello se puede conseguir una alta competitividad de grupos nacionales a nivel internacional en temas emergentes como los propuestos.

La experiencia previa de los miembros del equipo avalan la validez del punto de partida de la propuesta, ya que el grupocuenta con investigadores que han trabajado en el desarrollo de técnicas para la construcción de software fiable, otros másenfocados a la Ingeniería de Servicios Software y algunos que desarrollan su labor en el ámbito de la telefonía móvil. Elproyecto ReSCUE (TIN2008-05932), así como otros proyectos previos del equipo solicitante (CAReSS, TIN2007-67134, ySELF, TIN2004-07943-C04-01), suponen el marco general en que los miembros del equipo han venido desarrollando susinvestigaciones más recientes. El último de ellos, el proyecto ReSCUE, ha estado orientado a la definición de un entorno dedesarrollo para la composición de software fiable sobre dispositivos móviles para computación ubicua, siguiendo unenfoque basado en métodos formales ágiles (lightweight,) como viene siendo habitual en las actividades previas delequipo. Gran parte de los resultados que se han obtenido en ese proyecto constituyen la base para los que se plantean enesta propuesta. Los principales resultados alcanzados por el equipo participante en proyectos previos, relacionados con la13temática de esta solicitud como muestran el hecho de que buena parte de las referencias en la sección de antecedentescorresponden a miembros del equipo, se resumen como sigue.

Monitorización y técnicas de optimización por objetivos

Las herramientas SymPA [DMR10a] y TestelDroid [ADMR12] han sido desarrolladas por el equipo solicitante para lamonitorización del rendimiento [DMR10b] y el consumo energético [DM10] de las servicios de datos en redes celulares. Enel presente proyecto se ampliarán las capacidades de monitorización de tales herramientas para incorporar aquellosparámetros que conforman el concepto de contexto definido por Dey y Abowd en [DA00]. La información recopilada porestas herramientas será clave para llevar a la práctica, dentro de este proyecto, las técnicas de descubrimiento,composición y adaptación de servicios dependientes del contexto definidas en trabajos previos del grupo [CCP10, CCP11,CMSCOCP09, CSCCP07, CSRR09], que han supuesto un avance inicial para soportar la computación dependiente delcontexto en sistemas móviles y ubicuos dentro del ámbito actual de las aplicaciones desarrolladas en la Internet del Futuro.La generación de los modelos y patrones de comportamiento de los parámetros no funcionales se llevarán a caboaplicando como base las técnicas de optimización orientadas por objetivos utilizadas en trabajos previos del grupo [MS11,DMS11].

Síntesis de adaptadores y optimización de parámetros de servicios

Las primeras propuestas del equipo de investigación solicitante relativas al desarrollo de mecanismos para la selección,orquestación o adaptación y monitorización de interfaces de servicios móviles, haciendo uso de modelos formales, han sidopublicadas en los trabajos [CMSCOCP09, CCP11]. Sólo cierta información contextual es tenida en cuenta en estostrabajos, por lo que se pretende extender los modelos formales existentes para mejorar los mecanismos de adaptación. Asu vez también se ha afrontado la especificación de contratos de adaptación con seguridad [MP10a], la síntesis yverificación de orquestadores seguros conformes a dichos contratos y el descubrimiento dinámico de servicios [MP10b,CCP10]. Además, tras estudiar las propuestas existentes para la generación de orquestadores o adaptadores [SMZ07,BPSKC04, CCP11, GRR10, WVKT06], se detecta que es necesario combinar esfuerzos para definir un modelo formal quecontemple los cambios dinámicos en el sistema, haciendo uso de la especificación del comportamiento, la descripciónsemántica y la información de contexto como aspectos de calidad de servicio. También se plantea el uso de técnicas demodel checking para verificar propiedades sobre el modelo especificado, así como los adaptadores definidos.En cuanto a optimización de parámetros, el equipo solicitante ha realizado trabajos relacionados con la optimización deaplicaciones de vídeo para móviles [MS10, MS-10]. En ellos se ha desarrollado un prototipo de herramienta que combina elmodel checker Spin [H03] con el simulador de redes ns-2 [NS2], para la optimización de parámetros guiada por objetivosdescritos mediante lógica temporal y comprobados por Spin sobre las simulaciones en ejecución.

Certificación y fiabilidad del software

El equipo solicitante tiene una amplia experiencia en el uso de técnicas formales, y más concretamente de modelchecking para la generación de modelos y la verificación de propiedades. Dicha experiencia se puede clasificar en cuatroáreas: en primer lugar, la extracción de modelos ([CGMS09, CCGM10]); por otro lado, la verificación de propiedades detiempo real ([AGPV05, AGPV06]), seguidamente, la verificación de propiedades mediante técnicas de runtime verification[AGPS11], y por último, la verificación de propiedades sobre estructuras de memoria dinámica ([GMS09, GS10]). Estostrabajos sirven de base para las tareas a realizar en el paquete de trabajo de certificación y fiabilidad del software deorquestadores.

Aplicación de orquestadores sobre escenarios de la Sociedad de la Internet del Futuro

Como acciones cercanas a aplicar y validar la generación de orquestadores, el equipo solicitante ha trabajado en laelaboración de una propuesta solicitada en la Call 8 del 7º Programa Marco ICT-2011, en el Objetivo 1.2: Cloud Computing,Internet of Services and Advanced Software Engineering. Dicha propuesta, titulada ”LUXE: Online User eXperience:Service Customization in the Future Internet Society”, se centra en construir una plataforma de servicios que extraiga,represente, procese, use y comparta información extraída por colecciones de datos de diferentes fuentes heterogéneas(redes sociales, redes de sensores, o etiquetas RFID), a través de la gestión de la composición y la orquestación deservicios enriquecidos. Ello muestra la disposición del equipo para abordar este tipo de escenarios.

A continuación se incluye una descripción de los objetivos concretos que se persiguen en este proyecto. Con idea deque se puedan establecer conexiones con la finalidad del proyecto, los objetivos se enumeran atendiendo a las cuatrotareas en las que se desarrollarán las actividades:

  1. Monitorización en redes móviles y generación de modelos

    1. Desarrollo de herramientas de monitorización del contexto.
    2. Herramientas de postprocesado para el análisis de las correlaciones existentes en los parámetros de contextomonitorizados.
    3. Modelos de comportamiento de los servicios, mejorados con información no funcional representativa del contextoreal de ejecución en un terminal móvil.
  2. Síntesis y optimización de servicios y orquestadores

    1. Elaboración de una infraestructura en la Nube (incluyendo registro, búsqueda y análisis de servicios) que permita descubrir aquellos servicios susceptibles de ser orquestados.
    2. Implementación de un proceso de síntesis automática de orquestadores basándose en los servicios descubiertos y una especificación de alto nivel del objetivo de la orquestación.
    3. Desarrollo de prototipo para la optimización de servicios y orquestadores, con aplicación tanto en el entorno de ejecución de los mismos como en el terminal móvil.
  3. Certificación y fiabilidad de servicios y orquestadores

    1. Técnicas de análisis para modelos con información temporal y estocástica.
    2. Desarrollo de herramientas para la certificación de aplicaciones y adaptadores basadas en modelos híbridos y/o probabilísticos.
    3. Desarrollo de herramientas de certificación basadas en la ejecución real de las aplicaciones y adaptadores.
  4. Aplicación y validación de orquestadores de servicios en la Intenet del Futuro

    1. Captura y caracterización de los requisitos más frecuentes en el desarrollo de servicios para la Internet del Futuro.
    2. Desarrollo de alguna aplicación y caso de estudio en base a los requisitos con especial énfasis en las redes sociales.
    3. Validación de resultados y estudio del desempeño de la propuesta.

Proyecto financiado por

Documento de la Propuesta