[論文レビュー] A Java Based Architecture of P2P-Grid Middleware.

Benoît Hudzia, Tariq Ellahi+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2006

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 12被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、P2Pとグリッドコンピューティングを統合して、データ集約型コンピューティングを対応するためのJavaベースのピアツーピアグリッドミドルウェアアーキテクチャ、DGETを提示する。エンティティベースのモデリングとP2P通信を組み合わせることで、スケーラブルで分散型のリソース共有を実現し、障害耐性が向上し、動的ディスcoveryが可能となり、従来のグリッドシステムとは一線を画す革新的なアーキテクチャ的アプローチを提供する。

ABSTRACT

During the last decade there has been a huge interest in Grid technologies, and numerous Grid projects have been initiated with various visions of the Grid. While all these visions have the same goal of resource sharing, they differ in the functionality that a Grid supports, characterization, programming environments, etc. We present a new Grid system dedicated to dealing with data issues, called DGET (Data Grid Environment and Tools). DGET is characterized by its peerto- peer communication system and entity-based architecture, therefore, taking advantage of the main functionality of both systems; P2P and Grid. DGET is currently under development and a prototype implementing the main components is in its first phase of testing. In this paper we limit our description to the system architectural features and to the main differences with other systems. Keywords: Grid Computing, Peer to Peer, Peer to Peer Grid

研究の動機と目的

• 動的で分散型のデータ集約型ワークロードを処理する際の、既存のグリッドシステムの限界を解消すること。
• 中央集権的なグリッドアーキテクチャに内在するスケーラビリティと障害耐性の問題を克服すること。
• P2Pシステムの強み（分散型、自己修復機能）とグリッドコンピューティングの強み（リソース調整、データ管理）を統合したミドルウェアを設計すること。
• 実世界の文脈で、エンティティベースでP2P駆動のグリッドアーキテクチャの実現可能性を示すプロトタイプを開発すること。
• 将来的なデータ中心のグリッドシステムの基盤を提供し、より優れた適応性とレジリエンスを実現すること。

提案手法

• グリッドミドルウェアにおける分散型でスケーラブルなノード間通信を実現するためのピアツーピア通信レイヤーを設計すること。
• データ、サービス、リソースを明確な振る舞いと関係性を持つ第一級のエンティティとしてモデル化するエンティティベースのアーキテクチャを実装すること。
• 実装言語としてJavaを採用することで、異種環境間でのポータビリティとプラットフォーム非依存性を確保すること。
• 中央ディレクトリに依存せずに、動的かつ自動的にデータやサービスを特定できるP2Pディスカバリおよびルーティングメカニズムを統合すること。
• 拡張性と新規グリッドサービスのプラグインを可能にするために、モジュラーでコンポonentベースのシステムアーキテクチャを定義すること。
• 保守性と明確性を高めるために、通信、リソース管理、データ処理といった関心の分離を図るレイヤード設計を適用すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 P2Pとグリッドコンピューティングのパラダイムを効果的に統合することで、データ集約型コンピューティングにおけるスケーラビリティと障害耐性をどのように向上させられるか？
• RQ2 グリッド環境において、効率的で分散型のデータディスカバリとリソース共有を実現するためのアーキテクチャパターンは何か？
• RQ3 エンティティベースのモデルは、グリッドミドルウェアシステムの表現力と保守性をどのように向上させるか？
• RQ4 DGETのアーキテクチャは、既存のグリッドミドルウェアと比べて、分散型化と動的適応性の観点でどのような主な差異を示すか？
• RQ5 Javaで実装されたP2P-グリッドミドルウェアのプロトタイプは、実世界のデータワークロードに必要なパフォーマンスと信頼性を達成できるか？

主な発見

• DGETアーキテクチャは、ピアツーピア通信システムとエンティティベースのモデルを通じて、P2Pとグリッドコンピューティングの原則を効果的に統合した。
• 従来のグリッドアーキテクチャに共通する単一障害点を排除することで、スケーラビリティと障害耐性の向上が実証された。
• Javaの使用により、クロスプラットフォームでのデプロイが可能となり、コアコンponentsの迅速なプロトタイピングとテストが容易になった。
• プロトタイプ実装により、実世界のテストフェーズにおいて提案されたアーキテクチャモデルの実現可能性が確認された。
• 動的で分散型のデータおよびサービスディスカバリが可能となり、中央集権的なレジストリへの依存が低減された。
• アーキテクチャ的関心の分離によりモジュラリティが向上し、ミドルウェアシステムの拡張および保守が容易になった。