[논문 리뷰] Cloud Brokerage: A Systematic Survey

Abdessalam Elhabbash, Faiza Samreen외 2명|arXiv (Cornell University)|2018. 05. 23.

Cloud Computing and Resource Management참고 문헌 43인용 수 4

한 줄 요약

이 체계적 문헌 고찰은 클라우드 브로커리지에 관한 33건의 연구를 조사하여, 공학적 접근 방식, 기능성, 평가 방법에 기반해 클라우드 브로커를 분류하는 새로운 분류 체계를 제안한다. 이 연구는 클라우드 브로커리지가 다양한 실현 방식—시장 기반 시스템에서 의미론적 프레임워크에 이르기까지—을 보이며 여전히 발전 중임을 드러내며, 대부분의 솔루션은 브로커 기능을 부분적으로만 실현하고 있어 요구사항 명세, 지능형 의사결정, 다중 클라우드 간 상호운용성 분야의 핵심 과제가 남아 있음을 시사한다.

ABSTRACT

Background: The proliferation of cloud providers and provisioning levels has opened a space for cloud brokerage services. Brokers intermediate between cloud customers and providers to assist the customer in selecting the most suitable cloud service, helping to manage the dimensionality, heterogeneity, and uncertainty associated with cloud services. Objective: This paper identifies and classifies approaches to realise cloud brokerage. By doing so, this paper presents an understanding of the state of the art and a novel taxonomy to characterise cloud brokers. Method: We conducted a systematic literature survey to compile studies related to cloud brokerage and explore how cloud brokers are engineered. We analysed the studies from multiple perspectives, such as motivation, functionality, engineering approach, and evaluation methodology. Results: The survey resulted in a knowledge base of current proposals for realising cloud brokers. The survey identified surprising differences between the studies' implementations, with engineering efforts directed at combinations of market-based solutions, middlewares, toolkits, algorithms, semantic frameworks, and conceptual frameworks. Conclusion: Our comprehensive meta-analysis shows that cloud brokerage is still a formative field. There is no doubt that progress has been achieved in the field but considerable challenges remain to be addressed. This survey identifies such challenges and directions for future research.

연구 동기 및 목표

• 클라우드 제공자 간 복잡성과 이질성 증가에 대응하여 클라우드 브로커리지 서비스를 실현하는 데 사용되는 접근 방식을 식별하고 분류하기 위해.
• 다수의 클라우드 제공자 간에서 클라우드 서비스를 선택하고 관리하는 데서 고객의 부담을 줄이기 위한 동기를 이해하기 위해.
• 제안된 클라우드 브로커 솔루션에서 사용된 공학적 접근 방식, 기능적 능력, 평가 방법론을 분석하기 위해.
• 현재 클라우드 브로커리지 시스템의 한계를 규명하고, 지능형 의사결정 및 다중 클라우드 상호운용성 분야의 향후 연구를 위한 격차를 제시하기 위해.
• 체계적 문헌 고찰(SLR)을 통해 클라우드 브로커리지 분야의 학술 연구에 대한 종합적이고 편향 없는 지식 기반을 구축하기 위해.

제안 방법

• 7개의 주요 학술 데이터베이스에서 10,847편의 논문을 대상으로 체계적 문헌 고찰(SLR)을 수행하였으며, 사전 정의된 포함/배제 기준을 적용하여 33건의 관련 연구를 식별하였다.
• 선택된 논문을 동기, 기능, 공학적 접근 방식, 평가 방법론 등 다양한 시각에서 분석하였다.
• 시장 기반 솔루션, 미들웨어, 툴킷, 의미론적 프레임워크, 개념적 모델을 포함한 설계 및 구현 방식에 기반해 클라우드 브로커를 특성화하는 데 사용되는 새로운 분류 체계를 개발하였다.
• 주제 분석을 통해 공통적인 패턴, 상이한 점, 연구 분야의 격차를 식별하는 데 집중하여 연구 결과를 통합하였다.
• 엄격한 데이터 추출 및 검증 절차를 적용하였으며, 다수의 연구자 간 토론과 반복적 검토를 통해 내적 타당성을 확보하였다.
• 보고 편향, 데이터 추출 오류, 일부 데이터베이스에서의 제한적 또는 비공개 API로 인한 재현성의 한계 등 유효성에 대한 위협 요소를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 멀티클라우드 및 이질적인 클라우드 환경의 맥락에서 클라우드 브로커리지 시스템 개발을 이끄는 주요 동기는 무엇인가?
• RQ2 클라우드 브로커는 어떻게 설계되는가? 즉, 주로 사용되는 기술적 접근 방식, 프레임워크, 아키텍처 패턴은 무엇인가?
• RQ3 기존 클라우드 브로커는 어떤 기능적 능력을 제공하며, 클라우드 서비스 선택, 배포, SLA 관리, 동적 마이그레이션 지원에 어떻게 기여하는가?
• RQ4 제안된 클라우드 브로커 솔루션의 성능과 효과성을 평가하기 위해 어떤 평가 방법론이 사용되는가?
• RQ5 현재 클라우드 브로커리지 연구에서 주요한 한계와 열려 있는 과제는 무엇이며, 향후 연구는 어떤 방향으로 나아가야 하는가?

주요 결과

• 클라우드 브로커리지가 주로 단일 클라우드 배포의 한계로 인해 다중 클라우드 환경에서의 이질성, 다차원성, 불확실성을 해결하기 위해 탄생하였다.
• 제안된 클라우드 브로커는 시장 기반 시스템, 미들웨어, 툴킷, 의미론적 프레임워크, 개념적 모델 등 다양한 공학적 접근 방식을 사용하고 있으며, 우세하거나 표준화된 아키텍처는 존재하지 않는다.
• 대부분의 기존 솔루션은 서비스 추천이나 기본 모니터링과 같은 전체 브로커 기능의 일부만 실현하고 있어 이 분야가 여전히 초기 단계에 있음을 시사한다.
• 평가 방법론은 다양하게 다양하며, 많은 연구가 실제 운영 환경 테스트보다는 시뮬레이션 또는 합성 워크로드에 의존하고 있어 실용적 검증에 한계가 있다.
• 응용 프로그램 요구사항을 정확히 명시하고, 다이나믹한 클라우드 환경에서 지능적이고 적응형 의사결정을 가능하게 하는 데 있어 상당한 격차가 존재한다.
• 진전이 있었음에도 불구하고, 원활한 다중 클라우드 상호운용성, 자동화된 SLA 협상, 특히 멀티클라우드 및 연합 클라우드 환경에서의 효율적 자원 통합은 여전히 도전 과제로 남아 있다.