[논문 리뷰] The Distributed Computing Paradigms: P2P, Grid, Cluster, Cloud, and Jungle

Brijender Kahanwal, T. P. Singh|arXiv (Cornell University)|2013. 11. 13.

Distributed and Parallel Computing Systems참고 문헌 11인용 수 35

한 줄 요약

이 논문은 P2P, 그리드, 클러스터, 클라우드, 재규어라는 다섯 가지 주요 분산 컴퓨팅 패러다임을 검토하며, 그들의 진화, 아키텍처적 특성, 그리고 현대 대규모 컴퓨팅에서의 역할에 중점을 둡니다. 특히 클라우드 컴퓨팅을 빠르게 발전하는 패러다임으로 강조하며, 고성능 컴퓨팅에서 데이터 중심, 네트워크 중심의 시스템을 통해 수십억 명의 사용자 워크로드를 처리하는 데로의 전환을 다룹니다. 다양한 플랫폼 간 자원 공유 및 성능 최적화에 대한 비교 분석을 포함합니다.

ABSTRACT

The distributed computing is done on many systems to solve a large scale problem. The growing of high-speed broadband networks in developed and developing countries, the continual increase in computing power, and the rapid growth of the Internet have changed the way. In it the society manages information and information services. Historically, the state of computing has gone through a series of platform and environmental changes. Distributed computing holds great assurance for using computer systems effectively. As a result, supercomputer sites and data centers have changed from providing high performance floating point computing capabilities to concurrently servicing huge number of requests from billions of users. The distributed computing system uses multiple computers to solve large-scale problems over the Internet. It becomes data-intensive and network-centric. The applications of distributed computing have become increasingly wide-spread. In distributed computing, the main stress is on the large scale resource sharing and always goes for the best performance. In this article, we have reviewed the work done in the area of distributed computing paradigms. The main stress is on the evolving area of cloud computing.

연구 동기 및 목표

• 광대역, 계산 능력, 인터넷 성장과 관련된 발전에 대응하여 분산 컴퓨팅 패러다임의 역사를 분석하고 현재 상태를 평가하는 것.
• 기존의 슈퍼컴퓨팅 및 데이터 센터에서 수십억 건의 요청을 처리할 수 있는 확장성 있고 사용자 중심의 시스템으로의 전환을 검토하는 것.
• 자원 공유 및 성능 측면에서 P2P, 그리드, 클러스터, 클라우드, 재규어 컴퓨팅 모델 간의 핵심 특성들을 비교 및 대조하는 것.
• 현대 분산 시스템에서 클라우드 컴퓨팅의 점점 증가하는 중요성과 변혁적 역할을 부각하는 것.
• 특히 데이터 중심 및 네트워크 중심 아키텍처로의 전환을 포함한 분산 컴퓨팅의 신규 추세에 대한 종합적 개요 제공.

제안 방법

• 1990년대부터 2013년까지의 분산 컴퓨팅 패러다임 관련 기존 문헌 및 발전 사항에 대한 체계적 검토.
• 아키텍처 및 운영 모델 기반으로 분산 시스템을 다섯 가지 패러다임(P2P, 그리드, 클러스터, 클라우드, 재규어)으로 분류.
• 각 패러다임 간 자원 공유, 확장성, 장애 내성, 성능 최적화 등의 시스템 특성 분석.
• 각 패러다임의 아키텍처적 차이와 데이터 흐름을 시각화하기 위해 총 7개의 도식적 그림 활용.
• 이전 패러다임의 특징을 통합하여 기능을 제공하는 클라우드 컴퓨팅을 중심으로 한 통합점으로서의 역할 강조.
• 응용 분야, 구현 모델, 사용자 액세스 패턴 기반의 비교적 논의.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 네트워킹, 하드웨어, 인터넷 사용 증가에 대응하여 분산 컴퓨팅 패러다임은 어떻게 진화해 왔는가?
• RQ2 P2P, 그리드, 클러스터, 클라우드, 재규어 컴퓨팅 모델 간의 구분되는 아키텍처적 및 운영적 특징은 무엇인가?
• RQ3 클라우드 컴퓨팅은 이전의 분산 컴퓨팅 모델의 능력을 어떻게 통합하고 변형하는가?
• RQ4 고성능 컴퓨팅에서 대규모 사용자 서비스 시스템으로의 전환을 이끄는 주요 요인은 무엇인가?
• RQ5 이러한 패러다임들은 데이터 중심 환경에서 대규모 자원 공유 및 성능 최적화를 어떻게 지원하는가?

주요 결과

• 클라우드 컴퓨팅은 P2P, 그리드, 클러스터와 같은 이전 모델에서 진화하여 수많은 사용자 동시 워크로드를 처리할 수 있는 주요 패러다임으로 부상하였다.
• 슈퍼컴퓨팅에서 클라우드 기반 시스템으로의 전환은 부동소수점 성능에서 수십억 건의 사용자 요청을 효율적으로 처리하는 데로의 전환을 반영한다.
• 분산 컴퓨팅은 광대역 및 인터넷 사용 증가에 의해 점점 더 데이터 중심이 되고 네트워크 중심이 되고 있다.
• 각 패러다임(P2P, 그리드, 클러스터, 클라우드, 재규어)은 자원 공유, 확장성, 장애 내성 측면에서 고유한 이점을 제공하며, 클라우드는 가장 유연하고 널리 채택된 모델을 제공한다.
• 논문은 클라우드 컴퓨팅을 분산 시스템의 자연스러운 진화로 간주하며, 이전 모델의 기능을 통합하면서도 새로운 수준의 서비스 가용성과 탄력성 제공 가능성을 확인한다.
• 연구는 현대 분산 시스템이 순수한 계산 능력보다도 동적 자원 할당 및 네트워크 효율성에 중점을 두고 있음을 확인한다.