Uma abordagem utilizando Business Intelligence para apoiar o processo de tomada de decisão na gestão da evolução de serviços web 1

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1 Uma abordagem utilizando Business Intelligence para apoiar o processo de tomada de decisão na gestão da evolução de serviços web 1 Ernando Silva 1, Renata Galante (Orientadora) 1, Karin Becker (Coorientadora) 1 1 Instituto de Informática Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) Caixa Postal Porto Alegre RS Brasil Nível: Mestrado Ano de ingresso no programa: 2011 Época esperada de conclusão: Março de 2013 Resumo. A gestão da evolução de serviços web é uma tarefa complexa para um provedor de serviços, pois envolve a identificação das mudanças necessárias e a determinação do impacto das mesmas. Neste contexto, o provedor tem como objetivo a minimização dos impactos para os seus clientes diretos e indiretos. Na literatura, os trabalhos existentes geralmente focam em perspectivas técnicas e fora do contexto de portfólio de serviços. Este trabalho propõe uma abordagem utilizando o conceito de Business Intelligence (BI) para apoiar o processo de tomada de decisão na gestão do ciclo de vida de serviços, considerando a integração entre dados de uso dos serviços, dados sobre versões e dados relacionados a negócios. Abordam se também as perspectivas de análise dos diferentes stakeholders envolvidos, os níveis de tomada de decisão e as métricas que podem apoiar as decisões. Palavras chave: evolução de serviços web, gerenciamento de mudanças, Business Intelligence, impacto das mudanças, Data Warehouse. 1 Este trabalho é parcialmente financiado pelo CNPq e pela FAPERGS. 69

2 1. Introdução Serviços possibilitam o desenvolvimento de sistemas com baixo acoplamento de acordo o padrão arquitetural SOA (Service Oriented Architecture). Amplamente adotados pela indústria como um padrão para o desenvolvimento de aplicações orientadas a serviço, serviços web são softwares que permitem a interoperabilidade entre sistemas distintos por meio de uma interface processável por máquina e com a utilização de padrões abertos. O provedor é a figura responsável por oferecer o serviço e por mantê lo, enquanto o cliente é o consumidor do serviço e utiliza as funcionalidades disponibilizadas pelo mesmo. Oportunidades como SaaS/PaaS/IaaS (Software, Platform, Infrastructure As A Service) motivam provedores a oferecer serviços web para clientes visando uso em larga escala. No contexto de serviços web, a implantação de mudanças, comum no ciclo de vida de softwares tradicionais, faz parte do ciclo contínuo de melhora dos serviços. As mudanças são motivadas por novos requisitos, oportunidades de negócios, novos regulamentos, etc. O processo de mudança pode envolver estrutura, semântica e atributos não funcionais de um serviço [Andrikopoulos, Benbernou e Papazoglou 2011]. Qualquer tipo de mudança que não seja cuidadosamente planejada pode se tornar incompatível e afetar os clientes que utilizam os serviços. Portanto, a gestão da mudança envolve o entendimento do impacto da mudança e a definição de estratégias que tornem a mudança retrocompatível (backward compatible change, tipo de mudança que não causa impactos em clientes). O versionamento (a criação, a configuração e a desativação de diferentes versões de um mesmo serviço) é uma estratégia usual para a realização de mudanças retrocompatíveis. Porém, a manutenção de inúmeras versões de serviços demanda recursos adicionais de infraestrutura, além de aumentar a necessidade de monitoramento e auditoria, fatores que tornam os custos não lineares. Os provedores tentam manter a satisfação dos clientes e, concomitantemente, também procuram minimizar os custos relacionados à manutenção de diversas versões. Como ilustração de um cenário de mudança em um portfólio de serviços, podemos imaginar os dilemas enfrentados por provedores como a Amazon.com, por exemplo. Por meio do seu portfólio, ela provê diversos serviços web com diferentes focos (automatização de pagamentos, e commerce, armazenamento, infraestrutura baseada em Cloud Computing, etc). Considerando os serviços A, B e C como interdependentes entre si (A consome B e C, e B consome C, de formas distintas), uma mudança incompatível no serviço B afeta o uso tanto dos clientes diretos do serviço B (que apenas consomem B) quanto dos clientes de A, que podem ser clientes indiretos de B (pois A consome B). Nesta situação, a simples análise do número de requisições que B atende pode não ser suficiente para entender o impacto da mudança, já que ela por si só não abrange os efeitos da mudança de acordo com o uso direto/indireto. O provedor de serviços necessita de outros mecanismos para entender o impacto da mudança, como o cruzamento entre informações sobre os padrões de uso do serviço B, o impacto direto/indireto e as penalidades estabelecidas pelos SLAs (Service Level Agreements Acordos de Nível de Serviço), por exemplo. Há diferentes stakeholders (partes interessadas) relacionados ao processo de tomada de decisão dentro do ciclo de vida de um serviço. Tipicamente, os stakeholders 70

3 estão ligados a uma perspectiva de um provedor de serviços (provedores, desenvolvedores, arquitetos de serviços, etc) ou à perspectiva de um consumidor de serviços (cliente, integrador de serviços, etc). Em particular, o provedor precisa lidar com decisões complexas, tais como as ilustradas no cenário supracitado, que abrangem escolhas que vão além do impacto técnico, envolvendo variáveis e perspectivas de negócios. Não existe apoio para esse nível de tomada de decisão organizacional, o qual demanda a integração de informações e a representação de diferentes aspectos da provisão de serviços (uso, versões, dados financeiros, etc). O paradigma de BI (Business Intelligence Inteligência de Negócios) representa o uso de informações organizacionais internas e externas para o apoio à tomada de decisão, com a transformação de dados em informação e em conhecimento [Golfarelli 2004]. Data Warehouse (DW) representa um dos principais fundamentos de BI, como uma base de dados centralizada, com dados integrados, históricos, e orientada a assunto, a qual pode ser consultada por meio de ferramentas analíticas (e.g. dashboards, pivot tables, relatórios e alertas) [Kimball 2002]. Este trabalho tem como tema central a exploração das possibilidades de apoio à tomada de decisão dos provedores de serviços web em relação à evolução de serviços. Um ciclo de vida de serviço orientado a mudanças, integrado com métodos e ferramentas, é necessário como base para o planejamento das mudanças. Introduz se o conceito de BI como a base para a proposição de métricas de análise e construção de um ambiente de apoio à tomada de decisão na gestão da evolução de serviços. O trabalho está organizado da seguinte maneira: a Seção 2 destaca os trabalhos relacionados e elenca as principais abordagens que estão ligadas à gestão do ciclo de vida; na Seção 3 são apresentados alguns conceitos de BI e a abordagem sugerida neste trabalho, demonstrando também os resultados alcançados até o momento; por fim, a Seção 4 traz as conclusões parciais e os próximos passos para a dissertação. 2. Trabalhos Relacionados A maioria dos trabalhos abrange uma perspectiva técnica sobre evolução de serviços (e.g. [Papazoglou, Andrikopoulos e Benbernou 2011]), sendo que poucos envolvem o apoio à tomada de decisão, em particular em uma perspectiva de negócios. Em [Papazoglou, Andrikopoulos e Benbernou 2011] apresenta se uma metodologia para o ciclo de vida de serviços orientada a mudanças, que visa oferecer uma base para lidar com as mudanças profundas, isto é, que impactam toda uma cadeia de serviços e seus respectivos clientes. Estes autores dividem o ciclo em fases inter relacionadas, compostas por uma série de atividades, para chegar à realização de mudanças. Porém, não há detalhamento dos stakeholders, nem dos requisitos de decisão ou de métricas que apoiem as decisões subjacentes a estas atividades. [Treiber et al. 2008] também identifica atividades inerentes ao ciclo de vida de serviços, muitas delas semelhantes ao trabalho de [Papazoglou, Andrikopoulos e Benbernou 2011], e relaciona as aos diferentes stakeholders, isto é, o Provedor, o Desenvolvedor, o Integrador de serviços e o Cliente. Contudo, os autores não discutem o tipo de apoio necessário à realização das mudanças. 71

4 O conceito de governança de serviços abrange a criação, a gestão e a aplicação de políticas e padronizações para todos os processos relacionados ao ciclo de vida de serviços e aplicações SOA. De acordo com [Woolf 2006], a governança em SOA tem o papel de definir quem é o responsável pela tomada de decisão, quais as decisões que precisam ser tomadas e as políticas para a tomada decisão. Contudo, não há consenso na literatura quanto à definição, ao papel e à estrutura da governança em SOA, nem das atividades e decisões que devem ser apoiadas [Niemann et al. 2010]. Os trabalhos citados forneceram subsídios para a identificação de necessidades de decisão inerentes à evolução de serviços web em uma perspectiva gerencial. Em [Silva et al. 2012], estabelecemos uma relação entre esses trabalhos, resultando na identificação de fases que agrupam atividades necessárias para a identificação, a análise, o desenvolvimento e a implantação de mudanças profundas. Os requisitos relacionados a tais atividades orientam a definição de um ambiente de apoio à tomada de decisão do provedor de serviços, proposto neste trabalho. 3. Apoio à Tomada de Decisão Utilizando Business Intelligence Este trabalho tem como objetivo propor uma abordagem para apoiar o processo de tomada de decisão do provedor de serviços web com a integração de diferentes fontes de dados por meio do processo de ETL. Este relacionamento de fontes heterogêneas dá o suporte necessário para diferentes perspectivas de análise. A Figura 1(a) representa a arquitetura de BI para apoio a decisões relacionadas à evolução de serviços. Esta arquitetura é composta pela Camada de Mineração do Uso, a Camada de Consolidação dos Dados e a Camada Analítica. A Camada de Mineração compreende o processo de coleta de logs de uso dos serviços e a detecção de perfis de uso utilizando técnicas de mineração de dados. Este processo amplia as possibilidades de análise relacionadas ao uso dos serviços [Silva et al. 2012]. O foco do presente trabalho envolve a Camada de Consolidação dos Dados, que integra as informações obtidas a partir da mineração do uso com os dados sobre a estrutura e os custos dos serviços, e a Camada Analítica, que engloba as diferentes possibilidades, perspectivas e níveis de detalhamento de análise a partir do DW. Figura 1. Representações da abordagem proposta: (a) a arquitetura de BI para o cenário de evolução de serviços; (b) o modelo dimensional proposto para o DW. 72

5 A Figura 1(b) detalha o modelo inicial proposto para o DW, que tem como objetivo representar e integrar as análises sob a perspectiva financeira e de uso dos serviços. As métricas, representadas pelos atributos das tabelas FATO_PRECO e FATO_USO, quantificam desde o número de requisições diretas/indiretas realizadas pelos clientes, até o preço, os gastos e o lucro gerado por cada serviço, informações que são alvo de análise e comparação no processo de tomada de decisão. Os provedores de serviços não possuem um ambiente que integre tais informações e que disponibilize as mesmas de uma maneira compreensível e em uma perspectiva de negócios. Também não há abordagens voltadas especificamente para essa necessidade específica de apoio à decisão. Por isso, este trabalho aborda o conceito de BI justamente com o intuito de suprir essa carência dos provedores de serviços Resultados Parciais A partir de uma revisão bibliográfica, que relacionou aspectos de governança, stakeholders e atividades realizadas no processo de mudança do serviço, foram identificados alguns requisitos de decisão do provedor de serviços. Tais requisitos deram embasamento para a elaboração de um cenário, no qual alguns dos dilemas relacionados à tomada de decisão sobre mudanças em um portfólio de serviços puderam ser analisados. Em conjunto com outro trabalho focado na mineração do uso de serviços para a geração das bases de perfis e de dados de uso, foi possível esboçar a abordagem central do trabalho, inserindo BI no apoio à tomada de decisão do provedor de serviços. Estes resultados estão relatados em [Silva et al. 2012]. Também foi desenvolvida uma prova de conceito de um ambiente de BI para o estudo de caso com dados sintéticos. A Figura 2 ilustra um dashboard construído para representar as diferentes métricas e perspectivas de análise que foram propostas inicialmente. O gráfico de pizzas, do lado esquerdo da figura, representa a proporção de requisições por serviço para cada perfil de uso (grupos de usuários). Já o gráfico de bolha (lado direito) relaciona informações sobre Lucro x Gastos x Requisições com cada perfil de uso em um serviço específico, indicando perfis estrategicamente prioritários e mais sensíveis aos impactos de uma possível mudança. Isso demonstra que análises Figura 2. Dashboard que relaciona informações sobre custos e utilização dos serviços. 73

6 desse tipo, assim como outras que também são estrategicamente importantes sob a perspectiva de negócios, podem ser apoiadas pelas métricas propostas. O ambiente proporcionado pela prova de conceito também nos permitiu identificar outros pontos que precisam ser analisados, definidos e detalhados na abordagem, como o modelo de preços dos serviços e a necessidade de inclusão de novas métricas e dimensões. 4. Conclusões Parciais e Trabalhos Futuros Este trabalho propôs uma abordagem de BI para apoio à tomada de decisão de um provedor de serviços durante a evolução de serviços em um portfólio. A relação entre as atividades recorrentes à gestão do ciclo de vida de serviços, os stakeholders envolvidos e os aspectos de governança de serviços auxiliou a detecção dos requisitos de decisão em diferentes níveis organizacionais. Um cenário e uma prova de conceito foram criados e explorados com o objetivo de verificar as possibilidades de análise empregando a arquitetura proposta. As próximas atividades envolvem a definição de um modelo de preços para as métricas de custo do serviço, a ampliação do conjunto de métricas para análise, a implementação do protótipo de BI e a validação do modelo com um estudo de caso que propicie o cruzamento de requisitos de decisão de um caso real e as métricas propostas. Referências Andrikopoulos, V., Benbernou, S. e Papazoglou, M. P. (2011) On The Evolution of Services, IEEE Transactions on Software Engineering, vol. 99, no. PrePrints. Golfarelli, M., Rizzi, S. e Cella, I. (2004) Beyond data warehousing: what's next in business intelligence?, 7th ACM International Workshop on Data warehousing and OLAP (DOLAP), 1 6. Kimball, R. e Ross, M. (2002), The Data Warehouse Toolkit 2nd ed., John Willey & Sons. Niemann, M., Miede, A., Johannsen, W., Repp, N. e Steinmetz, R. (2010) Structuring SOA Governance, International Journal of IT/Business Alignment and Governance (IJITBAG), 1(1), pp Papazoglou, M.P., Andrikopoulos, V. e Benbernou, S. (2011) Managing Evolving Services, IEEE Software, vol.28, no.3, pp Silva, E., Vollino, B., Becker, K. e Galante, R. (2012) A Business Intelligence Approach to Support Decision Making in Service Evolution Management, In IEEE International Conference on Service Computing (SCC 2012). Treiber, M., Truong, H., Dustdar, S., Feuerlicht, G., Lamersdorf, W. (2008) On Analyzing Evolutionary Changes of Web Services, International Conference on Service Oriented Computing. Woolf, B. (2006) Introduction to SOA governance. Governance: The Official IBM Definition, and Why You Need It, IBM, servgov/. 74

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