A study on alternative container-based technologies for virtualization of components deployment in software product lines
Abstract
The application containerization approach allows creating virtualization environments that could be used as a code. It allows running application in the isolated container that could be reproduced on any other hardware or cloud environment. One of the benefits of the containerization approach is the possibility to allocate necessary hardware resources like a RAM, CPU and storage. An approach to support agile development of software product lines (SPL) by using variability management techniques within the framework of the Scrum methodology has been proposed in the article. The main goal of the work is to analyze containers for virtualization of the runtime environment when deploying SPL. The information base for the proposed approach to managing the variability of deployment has been structured. The role of the approach in the general method of Scrum has been shown, and a conceptual diagram of the management process at the stage of application deployment has been proposed. The experimental analysis has been carried out and metrics for two types of containers, Docker and Vagrant, have been calculated. The following two metrics, namely, portability and productivity, for both containers have been analyzed. These metrics for the test component software solution have been calculated and executed in cloud environment with different configurations. The portability metric indicates how easily the application can be migrated to other platform basing on the time required to start container with the application. The second metric is the time necessary for the same operations in different container.
Downloads
References
/References
K. Pohl, et al: Software Product Line Engineering: Foundations, Principles, and Techniques. Springer, 2005, 467 pp.
Gamzaev R.O. Model and information technology for building an adaptive matrix of tracing requirements in flexible software development processes / R.O. Gamzaev, M.V. Tkachuk // Visnyk Nats. tech. HPI University: Coll. Science. etc. Topic. issue : Systems analysis, management and information technology. - Kharkiv: NTU "KhPI". - 2013. - № 2 (976). - P. 49-59. [in Ukrainian]
Gamzaev R.O., Tkachuk M.V., Shevkoplyas D.O. Application of knowledge-oriented methods and technologies for modeling variability in the development of software product lines // Materials int. scientific and technical conference KMNT-2021, (Kharkiv, April 23-25, 2021) - Kh .: KhNU named after V. N. Karazina, 2021. - P. 104-107. [in Ukrainian]
Gamzayev R.O., Tkachuk M.V., Shevkoplias D.O. Handling of Expert Knowledge in Software Product Lines Development with Usage of Repertory Grids Method // Visnyk of Kharkiv National University named after V.N. Karazina, Series "Mathematical modeling. Information Technology. Automated control systems ". - № 47, 2020. - P. 13-24.
Martinkus I.O., Tkachuk M.V., Gamzaev R.O. Construction of software product lines using domain modeling and code reuse metrics / I.O. Martinkus, M.V. Tkachuk, R.O. Gamzaev // Control, navigation and communication systems: coll. Science. etc. CNDI OU. - K., 2017. - Vip. 3 (43) .– P. 93-97. [in Ukrainian]
Wes Felter, Alexandre Ferreira, Ram Rajamony, and Juan Rubio. An Updated Performance Comparison of Virtual Machines and Linux Containers // IBM Research Report, RC25482 (AUS1407-001) July 21, 2014.
Gamzaev R.O., Meta-model of the process of tracing requirements in software development / Gamzaev R.O., Tkachuk N.V., Martinkus I.O. // Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies. - Х: НТУ «ХПІ», - 2014. - 26 (1069). - P.121-128. [ in Russian]
Andon F.I. Fundamentals of software systems quality engineering / Andon F.I., Koval G.I., Korotun T.M. etc. - 2nd ed. - К .: Академпериодика, 2007 - 672c. [ in Russian]
D. N. Jha, S. Garg, R. Ranjan et al. A Study on the Evaluation of HPC Microservices in Containerized Environment // Concurrency and Computation Practice and Experience 33(1) Published 2 May 2019.
Miguel G. Xavier; Marcelo V. Neves; Fabio D. Rossi; et al. Performance Evaluation of Container-based Virtualization for High Performance Computing Environments // 21st Euromicro Conference on Parallel, Distributed and Network-Based Processing, 2013, pp. 233 – 240.
Saati, T.L. Decision making. Hierarchy analysis method / Saati TL; lane with English - M .: Radio and communication, 1993. - 278 p. [ in Russian]
Amazon official website. - URL: https://aws.amazon.com/ru/ec2/instance-types/ (accessed on 05.12.2021)
K. Pohl, et al: Software Product Line Engineering: Foundations, Principles, and Techniques. Springer, 2005, 467 pp.
Гамзаєв Р. О. Модель та інформаційна технологія побудови адаптивної матриці трасування вимог у гнучких процесах розробки програмного забезпечення / Р. О. Гамзаєв, М. В. Ткачук // Вісник Нац. техн. ун-ту "ХПІ" : зб. наук. пр. Темат. вип. : Системний аналіз, управління та інформаційні технології. – Харків : НТУ "ХПІ". – 2013. – № 2 (976). – С. 49-59.
Гамзаєв Р.О., Ткачук М.В., Шевкопляс Д.О. Застосування знання-орієнтованих методів і технологій для моделювання варіабельності в розробці лінійок програмних продуктів // Матеріали міжн. науков-техн. конференції КМНТ-2021, (м. Харків, 23-25 квітня 2021 року) – Х.: ХНУ імені В.Н. Каразіна, 2021. - С. 104-107.
Gamzayev R.O., Tkachuk M.V., Shevkoplias D.O. Handling of Expert Knowledge in Software Product Lines Development with Usage of Repertory Grids Method // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна, Серія «Математичне моделювання. Інформаційні технології. Автоматизовані системи управління». - № 47, 2020. – С. 13-24.
Мартінкус І. О., Ткачук М. В., Гамзаєв Р. О. Конструювання лінійок програмних продуктів із застосуванням доменного моделювання та метрик повторного використання коду / І. О. Мартінкус, М. В. Ткачук, Р. О. Гамзаєв // Системи управління, навігації та зв’язку: зб. наук. пр. ЦНДІ НУ. – К., 2017. – Вип. 3(43).– С. 93-97.
Wes Felter, Alexandre Ferreira, Ram Rajamony, and Juan Rubio. An Updated Performance Comparison of Virtual Machines and Linux Containers // IBM Research Report, RC25482 (AUS1407-001) July 21, 2014.
Гамзаев Р. О., Мета-модель процесса трассировки требований при разработке программного обеспечения / Гамзаев Р. О., Ткачук Н. В., Мартинкус И. О. // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. – Х: НТУ «ХПІ», – 2014. – 26 (1069). – С.121-128
Андон Ф.И. Основы инженерии качества программных систем / Андон Ф.И., Коваль Г.И., Коротун Т.М. и др – 2-е изд. – К.: Академпериодика, 2007 – 672c.
D. N. Jha, S. Garg, R. Ranjan et al. A Study on the Evaluation of HPC Microservices in Containerized Environment // Concurrency and Computation Practice and Experience 33(1) Published 2 May 2019
Miguel G. Xavier; Marcelo V. Neves; Fabio D. Rossi; et al. Performance Evaluation of Container-based Virtualization for High Performance Computing Environments // 21st Euromicro Conference on Parallel, Distributed and Network-Based Processing, 2013, pp. 233 – 240.
Саати, Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Саати Т.Л.; пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1993. – 278 с.
Офіційний сайт компанії Amazon. - URL: https://aws.amazon.com/ru/ec2/instance-types (дата звернення:05.12.2021).