[論文レビュー] Active Architecture for Pervasive Contextual Services

Graham Kirby, Alan Dearle+4 more|arXiv (Cornell University)|Jun 24, 2010

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 27被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、スケーラブルでグローバルに分散されたコンテキストサービスのマッチングを実現する、ピアツーピア（P2P）ベースのアクティブアーキテクチャを提案する。これにより、イベント駆動型コードバンドルを用いて、動的ディスcovery、レプリケーション、実行が可能となり、異種で大規模な環境においても段階的進化と意味的整合性をサポートする。

ABSTRACT

Pervasive services may be defined as services that are available "to any client (anytime, anywhere)". Here we focus on the software and network infrastructure required to support pervasive contextual services operating over a wide area. One of the key requirements is a matching service capable of as-similating and filtering information from various sources and determining matches relevant to those services. We consider some of the challenges in engineering a globally distributed matching service that is scalable, manageable, and able to evolve incrementally as usage patterns, data formats, services, network topologies and deployment technologies change. We outline an approach based on the use of a peer-to-peer architecture to distribute user events and data, and to support the deployment and evolution of the infrastructure itself.

研究の動機と目的

• パーソナライズドコンテキストサービスのグローバルスケーラブルで管理可能かつ進化可能なインfra構築の課題に対処すること。
• 分散型で異種のコンテキストイベント（例：位置、好み、環境データ）をリアルタイムに相関させ、意味的に意味のあるサービストリガーに変換すること。
• 使用パターン、データフォーマット、ネットワークトポロジーの変化に応じて、マッチングインfraの段階的デプロイと進化を可能にすること。
• 低レベルのネットワークや障害に関する懸念を抽象化した再利用可能なソフトウェアインfraを提供し、新しいコンテキストサービスの迅速な開発を可能にすること。

提案手法

• イベント配布、データストレージ、マッチング計算の各層を備えた重複するシステムを持つレイヤードP2Pアーキテクチャを採用する。
• Sienaに類似したP2Pイベントシステムを用いて、ユーザーおよびセンサーイベント（位置、時刻、環境データなど）を配布する。
• Cingalにインspiredした技術を用いて、利用可能なノードに動的コードバンドル（マッチレットおよびストアレット）をデプロイし、オンデマンドでの計算とストレージを実現する。
• マッチレットをXMLエンコードされたイベントにバインドするための型プロジェクションメカニズムを実装し、異種データの意味的処理を可能にする。
• 未知のイベントタイプの動的ディスカバリを可能にするディスカバリーマッチレットを導入し、ストレージアーキテクチャから処理コードを取得・デプロイする。
• コードバンドルのデプロイおよび実行を制御する制約ルールを用いて、意味的整合性を強制する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ユーザー数、サービス数、データソース数の増加に伴ってスケーリング可能な、グローバル分散型マッチングサービスをどのようにアーキテクチャ設計できるか？
• RQ2 大規模で異種かつ動的なコンテキストサービスインフラの段階的進化を可能にするメカニズムは何か？
• RQ3 グローバルな再構成を必要とせずに、新しいイベントタイプおよび処理論理をどのようにディスカバリおよびデプロイできるか？
• RQ4 地理的に分散されたノード間で、障害耐性と効率的なデータレプリケーションを両立するためのアーキテクチャパターンは何か？
• RQ5 開発者は、低レベルのネットワークやトポロジーの懸念を無視して、どのようにコンテキストサービスを表現できるか？

主な発見

• 提案されたP2Pベースのアクティブアーキテクチャにより、広域ネットワークにまたがるコンテキストイベントのスケーラブルかつ分散型マッチングが実現され、グローバルに分散したデータのリアルタイム相関が可能になった。
• 動的コードバンドルデプロイメントにより、マッチレットおよびストアレットを利用可能なノードにプッシュでき、オンデマンドでの計算およびストレージ拡張が可能になった。
• コードバンドルのデプロイに制約ルールを実行時に行うことで、意味的整合性が確保された。
• ディスカバリーマッチレットにより、ストレージレイヤーから適切な処理論理を取得・デプロイすることで、未知のイベントタイプの自動処理が可能になった。
• 宣言的抽象化および標準化インターフェース（例：XML、ウェブサービス）の使用により、相互運用性と技術の進化が促進された。
• レイヤードP2Pオーバーレイアーキテクチャにより、イベント配布、データストレージ、マッチングロジックが分離され、モジュラーな進化と障害の隔離が可能になった。