Vers une description évolutive et une exploration efficace des concepts et des artefacts d'architecture microservices

Morais, Gabriel (2021). Vers une description évolutive et une exploration efficace des concepts et des artefacts d'architecture microservices. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de mathématiques, informatique et génie, 138 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : L'adoption de l'architecture Microservices (MSA) pour la conception de systèmes logiciels est une tendance en industrie et en recherche. De nature compositionnelle et distribuée, les systèmes basés sur l'architecture Microservices sont composés de services ayant une responsabilité restreinte et bien définie, visant un isolement complet dans une perspective de non-partage de ressources. Les systèmes basés sur des microservices sont souvent classés comme de systèmes « Cloud-Native ». L'adoption de l'architecture Microservices représente un changement de paradigme technologique et managérial comportant des défis, notamment : la taille, la portée et le nombre de services, et leurs interopérabilité et réutilisation. Outre ces défis, la compréhension, l'adoption et l'implémentation des principes fondamentaux de ce style architectural sont des challenges qui impactent la conception d'architectures microservices efficaces et cohérentes. En effet, l'absence d'un large consensus sur certains principes et termes clés de cette architecture mènent à sa mauvaise compréhension et par conséquent à des implémentations incorrectes. Cette absence de consensus est une manifestation concrète de l'immaturité de cette architecture qui mène à des défis lors de la formalisation des connaissances. Également, il manque une méthode uniforme capable de supporter les concepteurs lors de la modélisation des microservices, notamment dans l'agencement des différentes composantes. À cela s'ajoute l'absence de modèles conceptuels pouvant guider les ingénieurs dans les premières phases de conception de ces systèmes. Plusieurs approches ont été utilisées pour la modélisation d'architectures microservices, tels que : formelle et informelle, manuelle et automatique et toutes les combinaisons de ces quatre, mais ces approches ne répondent pas à tous les défis rencontrés par les concepteurs. Pour faciliter la modélisation des microservices et rendre le processus plus efficace, il est nécessaire de développer des approches de conception et de représentation alternatives. Dans cette perspective, nous proposons une approche ontologique capable de répondre autant aux défis de conception que de représentation des architectures microservices. Dans ce mémoire, nous vous présentons nos résultats de recherche dont la principale contribution est une ontologie du domaine des architectures Microservices définie en suivant les principes de logique de description et formalisée en utilisant le langage « Web Ontology Language » (OWL), une technologie clé du Web sémantique. À cette ontologie nous avons donné le nom d'« Ontology of Microservices Architecture Concepts » (OMSAC). OMSAC contient suffisamment de vocabulaire pour décrire les concepts qui définissent l'architecture Microservices et pour représenter les différents artefacts composant ces architectures. Sa structure permet une évolution rapide et est capable de prendre en charge les enjeux liés à l'immaturité actuelle de ces architectures. En tant que technologie d'intelligence artificielle (IA), les ontologies possèdent des capacités de raisonnement avancées auxquelles il est possible d'ajouter d'autres technologies pour les étendre et ainsi répondre à différents besoins. Avec cet objectif, nous avons utilisé OMSAC conjointement avec des techniques d'apprentissage machine pour modéliser et analyser des architectures microservices afin de calculer le degré de similitude entre différents microservices appartenant à différents systèmes. Ce cas d'utilisation d'OMSAC constitue une contribution supplémentaire de notre recherche et renforce les perspectives de recherche dans l'assistance, l'outillage et l'automatisation de la modélisation des architectures microservices. Cette contribution montre également la pertinence de la recherche de mécanismes permettant de faire de l'analytique avancée sur les modèles d'architectures. Dans des travaux de recherche futurs, nous nous intéresserons au développent de ces mécanismes, et planifions la conception d'un assistant intelligent capable de projeter des architectures microservices basées sur les meilleures pratiques et favorisant la réutilisation de microservices existants. Également, nous souhaitons développer un langage dédié afin d'abstraire les syntaxes d'OWL et du langage de requête SPARQL pour faciliter l'utilisation d'OMSAC par les concepteurs, ingénieurs et programmeurs qui ne sont pas familiers avec ces technologies du Web sémantique. -- Mot(s) clé(s) en français : Architectures microservices, ontologies, modélisation de systèmes logiciels, apprentissage automatique. --
ABSTRACT : The use of Microservices Architecture (MSA) for designing software systems has become a trend in industry and research. Adopting MSA represents a technological and managerial shift with challenges including the size, scope, number, interoperability and reuse of microservices, modelling using multi-viewpoints, as well as the adequate understanding, adoption, and implementation of fundamental principles of the Microservices Architecture. Adequately undertaking these challenges is mandatory for designing effective MSA-based systems. In this thesis, we explored an ontological representation of the knowledge concerning the Microservices Architecture domain. This representation is capable of addressing MSA understanding and modelling challenges. As a result of this research, we propose the Ontology of Microservices Architecture Concepts (OMSAC), which is a domain ontology containing enough vocabulary to describe MSA concepts and artifacts and in a form to allow fast evolution and advanced analytical capabilities. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Microservices Architecture, Ontologies, Conceptual modelling, machine learning.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Adda, Mehdi
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en informatique en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés :	Ontologies (Recherche de l'information); Apprentissage automatique; Génie logiciel.
Départements et unités départementales :	Département de mathématiques, informatique et génie > Informatique
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	20 mai 2022 19:26
Dernière modification :	16 juin 2022 16:08
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2013

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