[논문 리뷰] Decentralized Overlay for Federation of Enterprise Clouds

Rajiv Ranjan, Rajkumar Buyya|ArXiv.org|2008. 11. 16.

Cloud Computing and Resource Management인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 구조적 페어 투 페어 기법을 사용하여 확장 가능하고 자율적으로 조직되는 기업 클라우드의 피어 투 피어 기반 연합 아키텍처인 Aneka-Federation을 제안한다. 분산된 Aneka 기업 클라우드를 통합된 자원 임대 추상화로 통합함으로써, 서비스 자동 검색, 동적 프로비저닝, 높은 처리량과 낮은 조정 오버헤드를 갖춘 다중 모델 애플리케이션 조합을 지원한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 지리적으로 분산된 이질적인 기업 클라우드를 단일 통합 자원 임대 시스템으로 원활하게 통합하는 것.
• 관리 및 네트워크 경계를 초월한 클라우드 자원의 확장 가능하고 동적 검색 및 프로비저닝 문제를 해결하는 것.
• 다양한 프로그래밍 모델(예: 작업 및 스레드)을 광역 환경에서 지원하는 유연하고 확장 가능하며 탈중앙화된 인프라를 제공하는 것.
• 시스템 구성 요소의 자율적 조직을 위해 구조적 페어 투 페어 라우팅을 활용하여 중심화된 조정에 의존도를 줄이는 것.
• 연합된 클라우드 자원을 통해 사용자에게 단일 통합 분산 애플리케이션 조합 환경을 제공하는 것.

제안 방법

• 확장 가능하고 장애 내성적인 Aneka 기업 클라우드 서비스 검색을 가능하게 하기 위해 구조적 페어 투 페어(P2P) 라우팅을 사용한 탈중앙화 오버레이를 설계한다.
• 참여 노드에 자원 식별자를 매핑하기 위해 분산 해시 테이블(DHT) 기반 메커니즘을 활용하여 효율적인 검색 및 라우팅을 가능하게 한다.
• 중앙 집중식 제어 없이도 노드가 참여하고 서비스를 탐색하며 동적으로 연결을 형성할 수 있는 자율적 조직 메커니즘을 도입한다.
• 기본 클라우드 자원을 통합된 임대 인터페이스로 추상화하여 관리 도메인 간 투명한 액세스를 가능하게 한다.
• 오버레이 네트워크를 통해 일관된 프로그래밍 인터페이스를 노출시켜 다양한 실행 모델(작업 및 스레드)을 지원한다.
• 오버레이 기반 서비스 프로비저닝을 사용하여 연합된 클라우드 간에 컴퓨팅 자원의 동적 할당 및 관리를 가능하게 한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다른 관리 도메인의 기업 클라우드를 확장 가능하고 탈중앙화된 방식으로 어떻게 연합시킬 수 있는가?
• RQ2 중앙 집중식 조정 없이도 효율적인 원격 클라우드 자원 검색 및 동적 프로비저닝을 가능하게 하는 탈중앙화된 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 통합된 광역 클라우드 연합 내에서 다양한 프로그래밍 모델(예: 작업 및 스레드)을 어떻게 지원할 수 있는가?
• RQ4 P2P 기반 오버레이가 연합된 기업 클라우드를 통해 고처리량 컴퓨팅을 지원할 때 성능과 확장성은 어떠한가?
• RQ5 노드 및 자원 가용성이 동적으로 변화하는 상황에서도 시스템은 자율적 조직과 내성성을 유지하는가?

주요 결과

• Aneka-Federation 시스템은 다양한 관리 도메인 간에 여러 Aneka 기업 클라우드를 단일 논리적 자원 임대 추상화로 성공적으로 통합하였다.
• 구조적 P2P 오버레이가 낮은 조정 오버헤드로 효율적이고 확장 가능하며 장애 내성적인 클라우드 서비스 검색 및 라우팅을 가능하게 하였다.
• 평가 결과, 시스템은 연합 오버레이를 통해 작업 및 스레드 프로그래밍 모델을 모두 사용한 애플리케이션의 고처리량 실행을 지원하는 것으로 나타났다.
• 시스템은 자율적 조직 기능을 보이며, 중앙 집중식 제어 없이도 노드가 동적으로 참여하고 서비스를 탐색할 수 있었다.
• 아키텍처는 다양한 실행 모델에 대한 탄력적이고 확장 가능한 지원을 가능하게 하여 분산 애플리케이션 개발자의 사용성을 향상시켰다.
• 탈중앙화 설계 덕분에 단일 장애 지점이 줄어들었고, 중심화된 연합 모델 대비 확장성 향상 효과를 보였다.