[논문 리뷰] Containerization in Multi-Cloud Environment: Roles, Strategies, Challenges, and Solutions for Effective Implementation

Muhammad Waseem, Aakash Ahmad외 6명|arXiv (Cornell University)|2024. 03. 01.

Cloud Computing and Resource Management인용 수 8

한 줄 요약

시스템적 매핑 연구(2013–2023)로 다중 클라우드 맥락에서 컨테이너 역할, 구현 전략, 패턴, 품질 특성, 그리고 보안, 자동화, 배포, 모니터링 문제를 다루기 위한 네 가지 프레임워크를 식별합니다.

ABSTRACT

Containerization in multi-cloud environments has received significant attention in recent years both from academic research and industrial development perspectives. However, there exists no effort to systematically investigate the state of research on this topic. The aim of this research is to systematically identify and categorize the multiple aspects of containerization in multi-cloud environment. We conducted the Systematic Mapping Study (SMS) on the literature published between January 2013 and July 2024. One hundred twenty one studies were selected and the key results are: (1) Four leading themes on containerization in multi-cloud environment are identified: 'Scalability and High Availability', 'Performance and Optimization', 'Security and Privacy', and 'Multi-Cloud Container Monitoring and Adaptation'. (2) Ninety-eight patterns and strategies for containerization in multicloud environment were classified across 10 subcategories and 4 categories. (3) Ten quality attributes considered were identified with 47 associated tactics. (4) Four catalogs consisting of challenges and solutions related to security, automation, deployment, and monitoring were introduced. The results of this SMS will assist researchers and practitioners in pursuing further studies on containerization in multi-cloud environment and developing specialized solutions for containerization applications in multi-cloud environment.

연구 동기 및 목표

• 다중 클라우드 환경에서 컨테이너의 역할을 식별하고 구현 전략을 분류합니다.
• 다중 클라우드에 걸친 컨테이너화된 애플리케이션에 사용되는 아키텍처 패턴과 전략을 매핑합니다.
• 다중 클라우드 컨테이너화와 관련된 품질 특성과 대응 전술을 식별합니다.
• 다중 클라우드 컨테이너의 자동화, 배포, 모니터링, 보안과 관련된 도전과 해결책을 특징짓습니다.
• 보안, 자동화, 배포 및 모니터링 문제를 다루기 위한 프레임워크를 제공합니다.

제안 방법

• Petersen 등(2008); Keele 등의 확립된 가이드라인에 따라 체계적 매핑 연구를 수행합니다.
• 2013년 1월부터 2023년 3월까지 다중 클라우드 + 컨테이너화 쿼리를 사용하여 8개 데이터베이스에서 1차 연구를 검색합니다.
• 제목/키워드, 초록, 전문 텍스트 선별에 Cohen의 카파 신뢰도 검사를 적용합니다.
• 1차 연구를 보강하기 위해 눈덩이 방법(전방 및 후방)으로 수행합니다.
• RQ에 맞춘 미리 정의된 항목(D1–D26)을 사용하여 데이터를 추출하고, 파일럿 추출 및 상호 확인을 거칩니다.
• 정량적 항목은 서술 통계로, 질적 데이터는 Braun & Clarke의 주제 분석으로 분석합니다.
• 추출된 모든 데이터와 프레임워크 계층 구조를 포함하는 복제 데이터세트(Waseem 등, 2024)를 공개합니다.

Figure 1 . Context: Containerization in multi-cloud environment

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RQ1: 컨테이너가 어떤 역할을 하며, 다중 클라우드 환경에서 컨테이너 기반 애플리케이션을 구현하기 위해 어떤 전략을 사용할 수 있나요?
• RQ2 RQ2: 다중 클라우드 환경에서 컨테이너 기반 애플리케이션 구현에 어떤 아키텍처 패턴과 전략이 활용되나요?
• RQ3 RQ3: 다중 클라우드 환경에서 컨테이너 기반 애플리케이션의 구현과 관련된 품질 특성과 그에 대응하는 전술은 무엇인가요?
• RQ4 RQ4: 다중 클라우드 환경에서 컨테이너 기반 애플리케이션의 보안, 자동화, 배포 및 모니터링에 관련된 도전과제는 무엇인가요?
• RQ5 RQ5: 다중 클라우드 환경에서 컨테이너 기반 애플리케이션의 보안, 자동화, 배포 및 모니터링을 어떻게 다루나요?
• RQ6 RQ6: 컨테이너 기반 다중 클라우드 애플리케이션을 구현하는 데 사용되는 도구와 프레임워크는 무엇인가요?

주요 결과

• 네 가지 주요 연구 주제가 도출되었습니다: 확장성 및 고가용성; 성능 및 최적화; 보안 및 프라이버시; 그리고 다중 클라우드 컨테이너 모니터링 및 적응.
• 다중 클라우드 컨테이너화를 위한 74개의 패턴과 전략이 10개 하위범주와 4개 포괄 범주로 분류되었습니다.
• 품질 특성 10가가 식별되었고 관련 전술 47개가 연결되었습니다.
• 보안, 자동화, 배포, 모니터링 문제와 솔루션을 다루기 위한 4개의 프레임워크가 도입되었습니다.
• 데이터세트에서는 IEEE 출판물이 지배적이었고(약 72%), 대부분의 연구가 학술대회에서 발표되었습니다(약 72%).
• 해당 연구는 2014–2022년을 포괄하며, 다중 클라우드 컨테이너에서 오케스트레이션, 상호 운용성, 보안 및 성능에 대한 변화하는 초점을 반영합니다.

Figure 2 . Schematic representation of the research methodology implemented in this study