[논문 리뷰] A Middleware Framework for Constraint-Based Deployment and Autonomic Management of Distributed Applications

Alan Dearle, Graham Kirby외 1명|arXiv (Cornell University)|2010. 06. 24.

Distributed systems and fault tolerance참고 문헌 26인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 제약 기반 접근 방식을 사용하여 컴포넌트 기반 분산 응용 프로그램의 자율적 배포 및 관리를 가능하게 하는 미들웨어 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 고수준의 배포 목표를 기술하기 위해 선언적 언어(Deladas)를 사용하고, 유효한 구성 설정을 생성하기 위해 제약 조건 해결기를 활용하며, 런타임 자가치유를 위해 제약 조건 위반이 발생할 경우 반복적인 재구성 작업을 수행함으로써 자동으로 재배포하는 기능을 제공한다.

ABSTRACT

We propose a middleware framework for deployment and subsequent autonomic management of component-based distributed applications. An initial deployment goal is specified using a declarative constraint language, expressing constraints over aspects such as component-host mappings and component interconnection topology. A constraint solver is used to find a configuration that satisfies the goal, and the configuration is deployed automatically. The deployed application is instrumented to allow subsequent autonomic management. If, during execution, the manager detects that the original goal is no longer being met, the satisfy/deploy process can be repeated automatically in order to generate a revised deployment that does meet the goal.

연구 동기 및 목표

• 인프라의 복잡성이 증가하는 추세를 고려하여 인간 간섭을 최소화하기 위해 배포 및 관리를 자동화함으로써 복잡성을 완화한다.
• 컴포넌트 기반 분산 응용 프로그램에서 자가구성, 자가최적화, 자가치유 기능을 가능하게 한다.
• 호스트 장애나 네트워크 성능 저하와 같은 환경 변화에 대응하여 자동으로 재구성 가능한 기능을 지원한다.
• 고수준의 응용 프로그램 목표를 유지하면서도 진화하는 응용 프로그램 배포를 위한 확장 가능하고 스케일러블 프레임워크를 제공한다.
• 제약 조건 기반 기술과 런타임 모니터링 및 자동 실행을 통합하여 자율적 행동을 달성한다.

제안 방법

• 컴포넌트-호스트 매핑 및 상호연결 토포로지 등을 포함한 배포 목표를 표현하기 위해 도메인 특화 제약 언어(Deladas)를 정의한다.
• 배포 문제를 하위 문제들(컴포넌트 인스턴스화, 토포로지, 노드 매핑)으로 분해하고, 각각을 정수 변수 제약 조건으로 표현한다.
• 지정된 제약 조건을 만족하는 유효한 구성 설정을 생성하기 위해 제약 조건 해결기(e.g., Cream 또는 ECLiPSe)를 사용한다.
• 보안적이고 경량적인 원격 코드 및 데이터 실행을 가능하게 하는 Cingal 번들 시스템을 사용하여 컴포넌트를 배포한다.
• 런타임 중 제약 조건 위반을 감지하기 위해 배포된 응용 프로그램에 모니터링을 통합한다.
• 제약 조건을 더 이상 충족하지 못할 경우 재만족 및 재배포를 트리거하는 자율적 관리자(ADME)를 구현한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 선언적 제약 언어가 컴포넌트 기반 분산 응용 프로그램의 고수준 배포 목표를 효과적으로 표현할 수 있는가?
• RQ2 제약 조건 해결 기법을 사용하여 자동으로 유효하고 제약 조건을 충족하는 구성 설정을 생성하는 것이 가능한가?
• RQ3 환경 변화로 인해 제약 조건이 위반될 경우 자동으로 재배포를 통해 런타임 자가치유를 달성할 수 있는가?
• RQ4 분산 환경에서 제약 조건 해결, 배포 및 모니터링의 통합을 어떻게 조율할 수 있는가?
• RQ5 동일한 자율적 사이클의 일환으로 동일한 프레임워크가 정적 목표 유지와 동적 목표 진화를 모두 처리할 수 있는가?

주요 결과

• Deladas 제약 언어를 위한 프로토타입 컴파일러가 성공적으로 구현되어 고수준 목표를 정수 변수 기반의 제약 하위 문제로 변환한다.
• 제약 조건 해결기(e.g., Cream)는 컴포넌트 연결성 및 배치 제약 조건을 모두 충족하는 유효한 배포 구성 설정을 생성할 수 있다.
• Cingal 기반의 배포 메커니즘은 분산 호스트 간에 신뢰성 있고 보안적이며 경량적인 컴포넌트 번들 배포를 가능하게 한다.
• 자율적 관리자(ADME)는 제약 조건 위반을 감지하고 반복적인 만족/배포 사이클을 통해 자동으로 재구성 작업을 시작할 수 있다.
• 동일한 자율적 사이클의 일환으로 정적 목표 유지와 동적 목표 진화를 모두 처리할 수 있도록 프레임워크가 지원된다.
• 완전한 프로토타입 구현이 진행 중이며, 초기 평가를 Beowulf 클러스터에서 로드 밸런싱 웹 서버 및 퍼블리시/서브스크라이브 네트워크 워크로드를 활용하여 실시할 예정이다.