eMadrid 2015 20 02 (UNED) Rafael Pastor Vargas - "Desarrollo/explotación de entornos experimentales basados en laboratorios remotos y virtuales: RELATED"

1. R. Pastor, S. Ros, R.Hernandez, R. Pastor, A. Robles-Gomez & A.C.
Caminero
Dpto. Sistemas de Comunicación y Conrtrol, UNED

2.  Desarrollo de laboratorios remotos/virtuales
 LaaS (Laboratory as a Service)
 Desarrollo modular e integración
 Explotación y despliegue de laboratorios:
Servicios de gestión
 Arquitectura basada en servicios
 Servicios proporcionados
 Conclusiones

3.  Un laboratorio se puede considerar como un
sistema software que proporciona un
conjunto de servicios: experimentación
 Aplicación directa de paradigmas software
 Eficiencia en el desarrollo
 Mejora en los costes de desarrollo/mantenimiento
 Estructuración modular de un sistema:
componentes
 Integración de tecnologías

4.  ParadigmaCloud Computing (IaaS, PaaS, SaaS)
 Modelo de servicio (el laboratorio se puede definir
como un servicio)
▪ Proveedores de laboratorios (IaaS)
▪ Herramientas para el desarrollo de laboratorios (PaaS)
▪ Interacción con el laboratorio (SaaS)
 RELATED (REmote LAboratories exTenDED)
proporciona las funcionalidades PaaS y SaaS
para el paradigma LaaS

5.  RELATED proporciona un conjunto de
herramientas de desarrollo e integración
(para proveedores de laboratorios)
 Desarrollo basado en el paradigma MVC
(ModelView Controller)
 Estructura modular basada en componentes
 Especificación formal del laboratorio (LEDML)
 Implementación de los componentes

6. Escribir
especificación
formal
Desarrollo de los coponentes

7.  Componentes

8.  RELATED usa el paradigma MVC:
 Módulos
 Componentes software para gestionar el ciclo de vida de un
experimento (start, stop, getData, setData, etc.)
 Gestiona los detalles de implementación de bajo nivel (medidas de los
sensores, modificación de los actuadores, etc.)
 Centrado en datos (variables)
 Implementación de una interface: IRLABModule (Java)
 Vistas (Java/Web)
 Componentes software que representan la información del
laboratorio de manera visual y permiten la interacción con el
laboratorio.
 Implementación de una interface: IRLABView (Java)
 Página HTML basada en widgets (Web API): funciones Javascript
predefinidas para leer/escribir datos (variables)
 Experimentos
 Declarativo: componentes a usar en este escenario experimental
 No necesita desarrollo

10.  Vistas (Java)

11.  Vistas (Web, widgets)

12.  Declarar experimentos
 Publicar
Disponible de manera automática en la
aplicación de gestión/acceso

14.  Los laboratorios son recursos
finitos/gestionados  Implementación de los
servicios de gestión:
▪ Usuarios asociados al laboratorio.
▪ Autorización de acceso por privilegios (basados en roles)
▪ Uso de los laboratorios (basado en sesiones de trabajo)
▪ Reserva de acceso al recurso.
▪ Datos generados durante la interacción con el laboratorio

15.  Aproximación del desarrollador: El desarrollador
proporciona una implementación de los servicios de
gestión (además de la propia del laboratorio):
 Es necesario un esfuerzo adicional que se traduce en
incrementos de costes (mantenimiento, tiempo, etc.)
 Específicos para la implementación concreta del laboratorio
 Aproximación por reutilización: Conseguir un sistema
robusto y eficiente en relación al uso/interacción de los
recursos del laboratorio
 La eficiencia implica reutilización de herramientas y servicios
de terceras personas.

16.  Reusabilidad/Integración: Service Oriented
Architecture (SOA).
 La arquitectura de servicios de RELATED se implementa
en un modelo SOA
 Los servicios se orquestan con el objetivo de
conseguir un sistema funcional que combina
diferentes escenarios de uso de los servicios
 Los servicios pueden ser “consumidos” por
aplicaciones (Web, Mobile, etc.)
 https://lab-app.scc.uned.es/RLABWebSite/
 Los servicios se crean/consumen de manera
transparente a los usuarios finales (el laboratorio se
“conecta” a la arquitectura SOA):
 Se crean servicios REST de manera automática para
permitir el acceso a las funcionalidades del laboratorio

17. Remote LAboratory exTendED

18.  Gestión de usuarios
 Acceso basado en usuario/contraseña (registro libre)
 Gestión de las autorizaciones basadas en roles
 Sistema de petición de acceso (moderada por los administradores)
 Información de las sesiones de usuario

19.  Datos de las sesiones de trabajo
 El usuario tiene acceso a la información de sus sesiones (el
administrador puede ver todo)
 Información de la sesión (fechas, experimentos, etc.)
 Acceso a los datos experimentales

20.  Acceso a los datos experimentales
▪ Descarga de los datos (variables del experimento)
▪ Gráficos de tendencias: análisis de los datos
▪ Reproducción Offline del experimento

21.  Reserva del recurso/laboratorio:
 Acceso por experimento
 Disponibilidad inmediata/por reserva

22.  El proceso de implementación de un laboratorio implica
no sólo el proceso de desarrollo sino que además deber
proporcionar un entorno de interacción real. Este entorno
debe proporcionar un conjunto de servicios básicos
 RELATED proporciona una arquitectura escalable que
implementa un entorno de interacción real con los
usuarios de los laboratorios (usuarios y administradores).
 El desarrollo de un conector (siguiendo las directrices de
RELATED en el uso de componentes reutilizables) ofrece
una forma sencilla de integrar cualquier laboratorio en la
arquitectura de los servicios de RELATED.
 Los servicios se añaden de manera automática,
proporcionando beneficios reales en costes de desarrollo y
mantenimiento.