[논문 리뷰] Architecture of monitoring elements for the network element modeling in a Grid infrastructure

Augusto Ciuffoletti, Tiziana Ferrari외 1명|ArXiv.org|2003. 07. 10.

Distributed and Parallel Computing Systems인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 계산 및 스토리지 리소스로부터 독립적으로 상호 도메인 성능을 측정할 수 있는 전용 모니터링 노드인 '지오다이터'(theodolite) 요소를 도입하여 그리드 인frastructures 내 네트워크 연결성 모니터링을 위한 새로운 아키텍처 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 모니터링을 도메인 내 인프라스트럭처에서 분리함으로써 일관되고 저오버헤드 측정을 보장하며, 그리드 애플리케이션에서 경험하는 엔드 투 엔드 네트워크 행동을 정확하게 모델링할 수 있도록 한다.

ABSTRACT

Several tools exist that collect host-to-host connectivity measurements. To improve the usability of such measurements, they should be mapped into a framework consisting of complex subsystems, and the infrastructure that connects them. We introduce one such framework, and analyze the architectural implications on the network structure. In our framework, a complex subsystem consists of several computing facilities and the infrastructure that connects them: we call it a -monitoring domain-. The task of measuring the connectivity between -monitoring domains- is considered distinct from the activity of -storage- and -computing- elements. Therefore we introduce a new element in our topology: we call it -theodolite- element, since its function is similar to that of a transponder. Using these basic concepts, we analyze the architectural implications on the network structure: in a nutshell, if we want that -theodolites- serve as a reference, than the contribution to the relevant network metrics due to the -monitoring domain- infrastructure must be negligible with respect to contributions of the inter-domain infrastructure. In addition all -theodolites- of a -monitoring domain- must give an image of the inter-domain infrastructure that is consistent with that experienced by network applications. We conclude giving a running SQL example of how information about -monitoring domains- and -theodolites- could be organized, and we outline the application of such framework in the GLUE schema activity for the network element

연구 동기 및 목표

• 내부 인프라스트럭처 영향으로 인해 왜곡되는 경우가 많은 분산 그리드 환경에서 네트워크 성능을 정확히 모델링하는 도전 과제를 해결한다.
• 계산 및 스토리지 운영에서 네트워크 모니터링을 분리하여 측정 편향을 방지하고 신뢰성을 향상시킨다.
• 모니터링 도구(지오다이터)가 실제 애플리케이션에서 경험하는 상호 도메인 네트워크 행동을 일관되게 반영하도록 보장한다.
• 여러 모니터링 도메인에 걸쳐 모니터링 데이터를 조직하기 위한 확장성 있고 모듈러한 프레임워크를 설계한다.
• 상호 운용 가능한 네트워크 요소 모델링을 위해 기존 메타데이터 표준(GLUE)과의 통합을 지원한다.

제안 방법

• 내부 인프라스트럭처로 연결된 계산 시설 그룹을 하나의 논리적 단위로 간주하는 '모니터링 도메인' 개념을 도입한다.
• 상호 도메인 간 연결성을 측정하는 전용 모니터링 노드로 '지오다이터' 요소를 정의하며, 이는 광학 트랜스포터와 유사하다.
• 내부 도메인 인프라스트럭처가 네트워크 지표에 기여하는 바가 상호 도메인 경로에 비해 미미하게 유지되도록 보장한다.
• 모든 지오다이터가 동일한 외부 네트워크 행동을 반영하도록 도메인 내 일관성을 확보한다.
• 효율적인 쿼리 및 통합을 가능하게 하기 위해 SQL 기반의 구조화된 데이터 모델을 제안하여 모니터링 도메인 및 지오다이터 정보를 조직한다.
• 표준화 및 상호 운용성을 위해 프레임워크를 GLUE 스키마와 일치시킨다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 그리드 인frastructures 내 네트워크 모니터링을 내부 계산 및 스토리지 운영에서 분리하여 측정 편향을 줄일 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 여러 모니터링 도메인에 걸쳐 상호 도메인 네트워크 성능에 대한 일관된 시각을 제공할 수 있도록 보장하는 아키텍처 원칙은 무엇인가?
• RQ3 내부 도메인 인프라스트럭처가 네트워크 지표 계산에 미치는 영향을 어떻게 최소화하여 실제 엔드 투 엔드 성능을 반영할 수 있는가?
• RQ4 모니터링 도메인 및 지오다이터 정보를 효과적으로 조직하고 쿼리하기 위해 필요한 데이터 모델은 무엇인가?
• RQ5 이 모니터링 프레임워크는 기존 그리드 메타데이터 표준인 GLUE와 어떻게 통합될 수 있는가?

주요 결과

• 지오다이터 요소는 내부 도메인 인프라스트럭처에 영향을 받지 않고 일관되고 신뢰할 수 있는 상호 도메인 네트워크 성능 측정을 제공한다.
• 아키텍처 설계 덕분에 내부 도메인 네트워크 기여가 상호 도메인 경로에 비해 미미하여 정확한 엔드 투 엔드 성능 모델링이 가능해진다.
• 모니터링 도메인 내 모든 지오다이터 간 일관성이 확보되어 애플리케이션 수준의 네트워크 행동이 모니터링 데이터에 정확히 반영됨을 보장한다.
• 구조화된 SQL 기반 데이터 모델은 모니터링 도메인 및 지오다이터 정보의 효율적 조직과 쿼리 가능성을 보장한다.
• 프레임워크는 GLUE 스키마와 호환되어 기존 그리드 정보 시스템에 통합 가능하며 표준화를 촉진한다.
• 모니터링 기능을 계산 및 스토리지 기능에서 분리함으로써 측정 오버헤드가 감소하고 네트워크 성능 데이터의 정밀도가 향상된다.