[論文レビュー] Cloud Brokerage: A Systematic Survey

Abdessalam Elhabbash, Faiza Samreen+2 more|arXiv (Cornell University)|May 23, 2018

Cloud Computing and Resource Management参考文献 43被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、クラウドブローカーに関する33件の研究を調査する体系的文献レビューであり、設計アプローチ、機能的特性、評価手法に基づいてクラウドブローカーを分類する新しい分類法を提案する。研究結果から、クラウドブローキングは多様な実装形態（マーケットベースのシステムから意味論的フレームワークまで）を有するが、依然として発展途上の分野であり、多くのソリューションがブローカー機能を部分的にしか実現していないことが明らかになった。これにより、要件定義、知能的意思決定、クロスクラウド相互運用性における主な課題が浮き彫りになった。

ABSTRACT

Background: The proliferation of cloud providers and provisioning levels has opened a space for cloud brokerage services. Brokers intermediate between cloud customers and providers to assist the customer in selecting the most suitable cloud service, helping to manage the dimensionality, heterogeneity, and uncertainty associated with cloud services. Objective: This paper identifies and classifies approaches to realise cloud brokerage. By doing so, this paper presents an understanding of the state of the art and a novel taxonomy to characterise cloud brokers. Method: We conducted a systematic literature survey to compile studies related to cloud brokerage and explore how cloud brokers are engineered. We analysed the studies from multiple perspectives, such as motivation, functionality, engineering approach, and evaluation methodology. Results: The survey resulted in a knowledge base of current proposals for realising cloud brokers. The survey identified surprising differences between the studies' implementations, with engineering efforts directed at combinations of market-based solutions, middlewares, toolkits, algorithms, semantic frameworks, and conceptual frameworks. Conclusion: Our comprehensive meta-analysis shows that cloud brokerage is still a formative field. There is no doubt that progress has been achieved in the field but considerable challenges remain to be addressed. This survey identifies such challenges and directions for future research.

研究の動機と目的

• クラウドプロバイダーの複雑さと多様性が増す中で、クラウドブローカージングサービスを実現するアプローチを特定・分類すること。
• 複数のプロバイダーにまたがるクラウドサービスの選定および管理における顧客の負担軽減を目的としたクラウドブローカージングの動機を理解すること。
• 提案されたクラウドブローカー・ソリューションで用いられる工学的アプローチ、機能的能力、評価手法を分析すること。
• 現在のクラウドブローカージングシステムにおける制限を特定し、知能的意思決定およびクロスクラウド相互運用性分野における今後の研究のギャップを強調すること。
• 体系的文献レビュー（SLR）を通じて、クラウドブローカージングに関する学術的業績の包括的かつ偏りのない知識基盤を構築すること。

提案手法

• 7つの主要な学術データベースから抽出された10,847件の論文を対象に、事前に定義された含む／含まない基準を適用して33件の関連研究を同定した体系的文献レビュー（SLR）を実施した。
• 選定された論文を、動機、機能、工学的アプローチ、評価手法の複数の視点から分析した。
• マーケットベースのソリューション、ミドルウェア、ツールキット、意味論的フレームワーク、概念的モデルを含む、設計および実装アプローチに基づいてクラウドブローカーを特徴付ける新しい分類法を構築した。
• テーマ的分析を用いて研究結果を統合し、現在の研究における繰り返しパターン、相違点、ギャップを特定することに焦点を当てた。
• 厳密なデータ抽出および検証手順を適用し、複数研究者間の議論と反復的レビューを実施することで、内部妥当性を確保した。
• 妥当性の脅かし要因を評価した。これには、報告バイアス、データ抽出エラー、一部のデータベースにおける制限付きまたは非公開APIのための再現性の制限が含まれる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マルチクラウドおよび異種クラウド環境を念頭に置いた状況下で、クラウドブローカージングシステムの開発を推進する主な動機は何ですか？
• RQ2 クラウドブローカーはどのように設計されているか？その実装に用いられる代表的な技術的アプローチ、フレームワーク、アーキテクチャパターンは何か？
• RQ3 既存のクラウドブローカーが提供する機能的能力は何か？また、クラウドサービス選定、デプロイメント、SLA管理、動的移行をどのように支援しているか？
• RQ4 提案されたクラウドブローカージングソリューションのパフォーマンスと有効性を評価するために用いられる評価手法は何か？
• RQ5 現在のクラウドブローカージング研究における主な制限および未解決の課題は何か？今後の研究はどのような方向性に進むべきか？

主な発見

• クラウドブローカージングは、主に単一クラウド導入の限界に起因し、クラウドサービスの異種性、次元の多様性、不確実性に対処するためのクロスクラウドモデルとして登場した。
• 提案されたクラウドブローカーは、マーケットベースのシステム、ミドルウェア、ツールキット、意味論的フレームワーク、概念的モデルを含む多様な工学的アプローチを採用しているが、支配的または標準化されたアーキテクチャは存在しない。
• 多くの既存ソリューションは、サービス推薦や基本的な監視など、ブローカー機能の一部しか実装していないため、分野がまだ形成期にあることが示唆される。
• 評価手法は多様にばらついており、多くの研究が実際の展開テストではなく、シミュレーションや合成ワークロードに依存しているため、実用的検証が制限されている。
• アプリケーション要件を正確に指定し、動的変化するクラウド環境において知能的で適応的な意思決定を可能にする支援の分野に顕著なギャップが存在する。
• 進展は見られるものの、シームレスなクロスクラウド相互運用性、自動化されたSLA交渉、特にマルチクラウドおよびフェデレーテッドクラウド環境における効率的なリソース統合の実現には課題が残っている。