[論文レビュー] Decentralized Overlay for Federation of Enterprise Clouds

Rajiv Ranjan, Rajkumar Buyya|ArXiv.org|Nov 16, 2008

Cloud Computing and Resource Management被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、構造的ピアツーピア技術を用いて、スケーラブルで自己組織化可能な、分散型のエントレプライズクラウド連携アーキテクチャ「Aneka-Federation」を提案する。分散型Anekaエントレプライズクラウドを統一されたリソースリース抽象化に統合することにより、シームレスなサービス発見、動的プロビジョニング、高スループットかつ低協調オーバーヘッドを実現する多様なアプリケーションコンポジションを可能にする。

ABSTRACT

This chapter describes Aneka-Federation, a decentralized and distributed system that combines enterprise Clouds, overlay networking, and structured peer-to-peer techniques to create scalable wide-area networking of compute nodes for high-throughput computing. The Aneka-Federation integrates numerous small scale Aneka Enterprise Cloud services and nodes that are distributed over multiple control and enterprise domains as parts of a single coordinated resource leasing abstraction. The system is designed with the aim of making distributed enterprise Cloud resource integration and application programming flexible, efficient, and scalable. The system is engineered such that it: enables seamless integration of existing Aneka Enterprise Clouds as part of single wide-area resource leasing federation; self-organizes the system components based on a structured peer-to-peer routing methodology; and presents end-users with a distributed application composition environment that can support variety of programming and execution models. This chapter describes the design and implementation of a novel, extensible and decentralized peer-to-peer technique that helps to discover, connect and provision the services of Aneka Enterprise Clouds among the users who can use different programming models to compose their applications. Evaluations of the system with applications that are programmed using the Task and Thread execution models on top of an overlay of Aneka Enterprise Clouds have been described here.

研究の動機と目的

• 地理的に分散し、異種のエントレプライズクラウドを、単一の統合されたリソースリースシステムにシームレスに統合すること。
• 管理ドメインおよびネットワーク境界を越えた、スケーラブルかつ動的リソース発見とプロビジョニングの課題に対処すること。
• 幅広い地域環境における、さまざまなプログラミングモデル（例：タスクおよびスレッド）をサポートする、柔軟で拡張可能で分散型のインfraストラクチャを提供すること。
• システムコンponentの自己組織化を可能にするために、構造的ピアツーピアルーティングを活用し、中央集権的制御への依存を低減すること。
• 連携されたクラウドリソースに跨る、統一的で分散型のアプリケーションコンポジション環境をエンドユーザーに提供すること。

提案手法

• 構造的ピアツーピア（P2P）ルーティングを用いた分散型オーバーレイを設計し、Anekaエントレプライズクラウドサービスのスケーラブルかつフェイルセーフな発見を可能にする。
• リソース識別子を参加ノードにマッピングするための分散ハッシュテーブル（DHT）ベースのメカニズムを採用し、効率的な検索とルーティングを実現する。
• 中央集権的制御なしに、ノードが参加し、サービスを発見し、動的に接続を形成できる自己組織化メカニズムを導入する。
• 下位のクラウドリソースを統一されたリースインターフェースに抽象化し、管理ドメインを越えて透明なアクセスを可能にする。
• オーバーレイネットワーク上で一貫したプログラミングインターフェースを公開することで、複数の実行モデル（タスクおよびスレッド）をサポートする。
• オーバーレイベースのサービスプロビジョニングを活用し、連携されたクラウドに跨る計算リソースの動的割り当てと管理を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異なる管理ドメインに属するエントレプライズクラウドを、スケーラブルかつ分散型の方法でどのように連携できるか？
• RQ2 中央集権的制御なしに、遠隔クラウドリソースの効率的発見と動的プロビジョニングを実現する分散型メカニズムは何か？
• RQ3 統一的で広域にわたるクラウド連携環境において、さまざまなプログラミングモデル（例：タスクおよびスレッド）をどのようにサポートできるか？
• RQ4 P2Pベースのオーバーレイは、連携されたエントレプライズクラウドに跨る高スループットコンピューティングをサポートする上で、性能とスケーラビリティにどの程度寄与するか？
• RQ5 ノードおよびリソースの可用性が動的に変化する状況下でも、システムは自己組織化とレジリエンスをどのように維持できるか？

主な発見

• Aneka-Federationシステムは、管理ドメインを越えて、複数のAnekaエントレプライズクラウドを単一の論理的統一リソースリース抽象化に成功して統合した。
• 構造的P2Pオーバーレイにより、低協調オーバーヘッドで効率的かつスケーラブルかつフェイルセーフなクラウドサービス発見とルーティングが実現された。
• 評価結果から、システムは、タスクおよびスレッドプログラミングモデルを用いたアプリケーションの高スループット実行をサポートしていることが示された。
• システムは自己組織化能力を示し、中央集権的制御なしにノードが動的に参加し、サービスを発見できるようになった。
• アーキテクチャは、さまざまな実行モデルに対する柔軟で拡張可能なサポートを可能にし、分散アプリケーション開発者の使いやすさを向上させた。
• 分散型設計により、中央集権的連携モデルと比較して、単一障害点の削減とスケーラビリティの向上が達成された。