[논문 리뷰] A Distributed Economics-based Infrastructure for Utility Computing

Michael Treaster, Nadir Kiyanclar외 2명|ArXiv.org|2004. 12. 31.

Distributed and Parallel Computing Systems참고 문헌 14인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 시장 기반 경제학을 활용해 유휴 슈퍼컴퓨팅 사이클을 할당하는 분산형, 웹 서비스 기반 인프라인 Superglue를 제안한다. 계산 사이클을 거래 가능한 자산으로 간주함으로써, 사용자와 공급자 간에 공정하고 동적으로 자원을 교환할 수 있도록 하여, 독점적 또는 단일 구조의 시스템이 필요로 하지 않는 공급과 수요 메커니즘을 통해 그리드 활용도를 향상시킨다.

ABSTRACT

Existing attempts at utility computing revolve around two approaches. The first consists of proprietary solutions involving renting time on dedicated utility computing machines. The second requires the use of heavy, monolithic applications that are difficult to deploy, maintain, and use. We propose a distributed, community-oriented approach to utility computing. Our approach provides an infrastructure built on Web Services in which modular components are combined to create a seemingly simple, yet powerful system. The community-oriented nature generates an economic environment which results in fair transactions between consumers and providers of computing cycles while simultaneously encouraging improvements in the infrastructure of the computational grid itself.

연구 동기 및 목표

• 사용자 선택의 자유와 플랫폼 유연성 제약을 초래하는 독점적이고 단일 구조의 유틸리티 컴퓨팅 솔루션의 한계를 해결하기 위해.
• 조직과 개인이 유휴 계산 사이클을 자산으로 거래할 수 있도록 하는 경량이며 조합 가능한 인프라를 구축하기 위해.
• 공급과 수요, 바ter와 같은 시장 요건을 활용해 분산 클러스터 간에 동적으로 가격과 자원 할당을 조절하기 위해.
• 특정 스케줄러나 아키텍처가 필요로 하지 않는 기존 슈퍼컴퓨팅 하드웨어에서의 플랫폼 간 배포를 지원하기 위해.
• 공급자와 사용자 모두에게 경제적 인centives를 제공함으로써 커뮤니티 기반의 그라이드 인프라 개선을 촉진하기 위해.

제안 방법

• 각각의 기능(예: 작업 제출, 인증, 회계 등)을 담당하는 독립된 웹 서비스 모듈로 구성된 분산 네트워크로 시스템을 구축한다.
• 모든 웹 서비스는 표준 웹 서비스 프로토콜을 통해 상호 통신하며, 상호 운용성과 느슨한 결합을 보장한다.
• 작업은 프론트엔드 서비스에 제출되며, 이 서비스는 적절한 스크립트를 생성하고 로컬 작업 큐를 통해 대상 클러스터에 제출한다.
• 자원 할당은 사용자가 돈으로 지불하거나 사이클을 교환할 수 있는 경제 모델에 의해 규제되며, 공급과 수요에 의해 가격이 결정된다.
• Globus 및 Condor와 같은 기존 시스템과의 통합을 위해 전용 프론트엔드 웹 서비스를 통해 지원한다.
• 미래의 확장 기능으로는 금융 거래를 위한 은행 서비스, 자격 증명 검증을 위한 인증 관리자, 사용자 및 클러스터 프로필을 위한 계정 관리자가 포함된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 탈중앙화되고 커뮤니티 중심의 인프라는 유휴 슈퍼컴퓨팅 사이클의 공정하고 효율적인 할당을 가능하게 할 수 있는가?
• RQ2 바터 또는 통화 거래와 같은 시장 메커니즘이 분산된 그라이드 환경에서 자원 가용성과 가격 조절에 어떤 역할을 할 수 있는가?
• RQ3 모듈러하고 웹 서비스 기반 아키텍처는 단일 구조 업그레이드가 필요로 하지 않는 확장성과 점진적 배포를 어떻게 지원할 수 있는가?
• RQ4 이질적이고 분산된 클러스터 간에 작업 파일을 안전하게 스테이징하고 출력 데이터를 회수하는 데 있어 기술적 과제는 무엇인가?
• RQ5 기존의 그라이드 시스템(Globus 또는 Condor)은 새로운 경제 기반 유틸리티 컴퓨팅 프레임워크에 어떻게 통합될 수 있는가?

주요 결과

• Superglue는 계산 사이클을 거래 가능한 자산으로 간주함으로써, 사용자가 필요에 따라 사이클을 구매하거나 교환할 수 있도록 동적으로 시장 기반 자원 할당을 가능하게 한다.
• 시스템은 플랫폼 간 배포를 지원하며, 특정 스케줄러나 프로세서 아키텍처가 필요로 하지 않는 기존 슈퍼컴퓨팅 하드웨어에서 작동한다.
• 경제적 인센티브를 도입함으로써 공급자는 경쟁력을 유지하기 위해 하드웨어와 소프트웨어를 개선하도록 유도된다.
• 모듈러한 웹 서비스 아키텍처는 점진적 개발과 배포를 가능하게 하며, 인증, 은행, 계정 관리와 같은 구성 요소들이 확장 가능하고 플러그인 방식으로 통합될 수 있다.
• Globus 및 Condor와 같은 기존 시스템은 전용 프론트엔드 웹 서비스를 통해 통합이 가능하여 레거시 그라이드 인fra와의 상호 운용성을 확보한다.
• 아키텍처는 통화 기반 및 바터 기반 거래를 모두 지원하여, 벤더 종속 없이도 영리하고 커뮤니티 중심의 자원 교환을 유연하게 지원한다.