[論文レビュー] Architecture of monitoring elements for the network element modeling in a Grid infrastructure

Augusto Ciuffoletti, Tiziana Ferrari+1 more|ArXiv.org|Jul 10, 2003

Distributed and Parallel Computing Systems被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、グリッドインfra構造におけるネットワーク接続性の監視のための新規なアーキテクチャフレームワークを提案する。ここでは、計算およびストレージリソースとは独立して、相互ドメイン間のパフォーマンスを測定する専用の監視ノード「theodolite」要素を導入する。このフレームワークは、監視を内部ドメインインフラから分離することで、一貫性があり低オーバーヘッドの測定を実現し、グリッドアプリケーションが体験するエンドツーエンドのネットワーク動作の正確なモデリングを可能にする。

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

研究の動機と目的

• 監視データが内部インフラ構造の影響を受けることが多く、その結果歪みが生じる分散型グリッド環境において、ネットワークパフォーマンスを正確にモデリングすることに挑戦する。
• 計算およびストレージ操作からネットワーク監視を分離することで、測定バイアスを回避し、信頼性を向上させる。
• 監視ツール（theodolites）が、実際のアプリケーションが体験する相互ドメイン間ネットワーク動作を一貫して反映することを保証する。
• グリッドにおける複数の監視ドメインにまたがる監視データを整理するためのスケーラブルでモジュラーなフレームワークを設計する。
• 相互運用性のあるネットワーク要素モデリングを可能にする、既存のメタデータ標準（GLUE）との統合を支援する。

提案手法

• 監視ドメインの概念を導入する——内部インフラによって接続された計算施設のグループを、監視の観点から単一の論理的単位として扱う。
• 「theodolite」要素を、監視ドメイン間の接続性を測定する専用の監視ノードとして定義する。これは光変換器に類似している。
• 内部ドメインインフラのネットワークトレースへの寄与が、相互ドメイン経路に比べて無視できるほど小さいことを保証する。
• ドメイン内のすべてのtheodoliteが一貫性を持つようにし、アプリケーションが見ることのできる外部ネットワーク動作を正確に反映させる。
• 効率的な照会と統合を可能にするために、SQLを用いた構造化されたデータモデルを提案する。
• フレームワークをGLUEスキーマと一致させることで、グリッド情報システムにおける標準化と相互運用性を促進する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 グリッドインfra構造におけるネットワーク監視を、内部の計算およびストレージ操作からどのように分離することで、測定バイアスを低減できるか？
• RQ2 複数の監視ドメインにまたがる状況において、監視ツールが相互ドメイン間ネットワークパフォーマンスを一貫して反映するためのアーキテクチャ的原則は何か？
• RQ3 監視ドメインの内部インフラをネットワークトレースの計算から無視できるほど小さくすることで、真のエンドツーエンドパフォーマンスを反映できるか？
• RQ4 監視ドメインおよびtheodolite情報の効果的な整理と照会に必要なデータモデルは何か？
• RQ5 この監視フレームワークは、GLUEなどの既存のグリッドメタデータ標準とどのように統合できるか？

主な発見

• theodolite要素は、内部ドメインインフラに依存しない一貫性があり信頼性の高い相互ドメイン間ネットワークパフォーマンス測定を提供する。
• アーキテクチャ設計により、内部ドメインネットワークの寄与が相互ドメイン経路に比べて無視できるほど小さく抑えられ、正確なエンドツーエンドパフォーマンスモデリングが可能になる。
• 監視ドメイン内に存在するすべてのtheodolite間で一貫性が保たれることで、アプリケーションレベルのネットワーク動作が監視データに正確に反映される。
• 構造化されたSQLベースのデータモデルにより、監視ドメインおよびtheodolite情報の効率的な整理と照会が可能になる。
• フレームワークはGLUEスキーマと互換性があり、既存のグリッド情報システムへの統合を可能にし、標準化を促進する。
• 監視機能を計算およびストレージ機能から分離することで、測定のオーバーヘッドが低減され、ネットワークパフォーマンスデータの忠実度が向上する。