[論文レビュー] Mobile Cloud Computing: A Comparison of Application Models

Dejan Kovachev, Yiwei Cao+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 25, 2011

Caching and Content Delivery参考文献 31被引用数 122

ひとこと要約

本論文は、モバイルクラウドコンピューティングのアプリケーションモデルの比較的分析を提案し、クラウドの原則がモバイルシステムにどのように適用できるかを評価している。モバイルクラウド、クラウド支援型、ハイブリッドモデルなどの主要なアプリケーションモデルを特定・分類し、計算をモバイルデバイスから分離することでスケーラビリティ、柔軟性、パフォーマンスが向上することを示している。一方で、将来的な研究におけるセキュリティ、遅延、リソース管理の分野における未解決の課題も強調している。

ABSTRACT

Cloud computing is an emerging concept combining many fields of computing. The foundation of cloud computing is the delivery of services, software and processing capacity over the Internet, reducing cost, increasing storage, automating systems, decoupling of service delivery from underlying technology, and providing flexibility and mobility of information. However, the actual realization of these benefits is far from being achieved for mobile applications and open many new research questions. In order to better understand how to facilitate the building of mobile cloud-based applications, we have surveyed existing work in mobile computing through the prism of cloud computing principles. We give a definition of mobile cloud coputing and provide an overview of the results from this review, in particular, models of mobile cloud applications. We also highlight research challenges in the area of mobile cloud computing. We conclude with recommendations for how this better understanding of mobile cloud computing can help building more powerful mobile applications.

研究の動機と目的

• クラウドコンピューティングの原則がモバイルコンピューティング環境に効果的に適用できる方法を理解すること。
• アーキテクチャパターンに基づいて、モバイルクラウドコンピューティングにおける既存のアプリケーションモデルを特定・分類すること。
• パフォーマンス、スケーラビリティ、リソース利用の観点から、異なるモバイルクラウドアプリケーションモデルのトレードオフを分析すること。
• セキュリティ、遅延、動的リソース割り当てなどの分野における、モバイルクラウドコンピューティングにおける未解決の研究課題を浮き彫りにすること。
• より強力で効率的なモバイルクラウドベースのアプリケーションを設計するための提言を提供すること。

提案手法

• 既存のモバイルコンピューティングおよびクラウドコンピューティングに関する文献を体系的に調査し、アプリケーションモデルを特定すること。
• モバイルクラウドアプリケーションモデルを、明確なアーキテクチャパターンに分類すること：モバイルクラウド、クラウド支援型、ハイブリッドモデル。
• データ処理の位置、ユーザーインタラクション、リソース配布などの主要基準に基づき、各モデルを分析すること。
• オンデマンドサービス、スケーラビリティ、分離といったクラウドコンピューティングの原則を、モバイルアプリケーションの文脈にマッピングすること。
• 各モデルの実際の展開シナリオにおける長所と短所を評価すること。
• 現在の文献におけるギャップをテーマ分析することで、繰り返し現れる研究課題を同定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クラウドコンピューティングの原則は、どのようにしてモバイルコンピューティング環境に効果的に適応できるか？
• RQ2 モバイルクラウドアプリケーションの主なアーキテクチャモデルは何か？また、それらは設計および運用の観点でどのように異なるか？
• RQ3 異なるモバイルクラウドアプリケーションモデル間でのパフォーマンスとスケーラビリティのトレードオフは何か？
• RQ4 モバイルクラウドアプリケーションの展開および管理において、未解決のまま残っている重要な課題は何か？
• RQ5 モバイルクラウドコンピューティングにおけるアーキテクチャ選択は、どのようにしてユーザー体験とシステム効率を向上させるために最適化できるか？

主な発見

• すべての処理がクラウドで行われるモバイルクラウドモデルは、高いスケーラビリティとデバイス非依存性を提供するが、高い遅延と帯域幅依存性に苦しむ。
• ユーザーインタラクションをローカルに保ちながら計算をオフロードするクラウド支援型モデルは、より高い応答性とデータ転送コストの低減を実現する。
• デバイスとクラウドの間で作業負荷を動的にシフトするハイブリッドモデルは、変動するネットワークおよびデバイス環境下で最適なパフォーマンスを提供する。
• サービスの提供を基盤となるハードウェアから分離することで、より高い柔軟性と移動性が可能となり、これはモバイル環境におけるクラウドコンピューティングのコアな利点である。
• 継続的な課題として、セキュリティとプライバシーの懸念、予測不能なネットワーク状態、動的なモバイル環境における効率的なリソース管理が挙げられる。
• 本研究は、コンテキストに応じて適応可能なモデル選択戦略が、モバイルクラウドコンピューティングの利点を最大限に引き出すために不可欠であると結論づける。