[論文レビュー] Utility Computing and Global Grids

Chee Shin Yeo, Marcos Dias de Assunção+5 more|ArXiv.org|May 12, 2006

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 33被引用数 34

ひとこと要約

本稿では、需要に応じて動的にリソースを割り当てるユーティリティコンピューティングを可能にする、グリッド技術を活用したレイヤードアーキテクチャ「ユーティリティグリッド」を提案する。本稿は、すべてのアーキテクチャレベルにおけるユーティリティベースのリソース割り当てを詳細に説明し、産業界での実装を評価することで、電力サービスに類似したスケーラブルでオンデマンドのコンピューティングモデルの有効性を示している。

ABSTRACT

This chapter focuses on the use of Grid technologies to achieve utility computing. An overview of how Grids can support utility computing is first presented through the architecture of Utility Grids. Then, utility-based resource allocation is described in detail at each level of the architecture. Finally, some industrial solutions for utility computing are discussed.

研究の動機と目的

• グリッド技術を用いたスケーラブルでユーティリティベースのコンピューティングモデルを設計すること。
• 大規模な分散システムにおける動的でオンデマンドのリソースプロビジョニングの課題に対処すること。
• 異種環境にわたる効率的なユーティリティコンピューティングを可能にする多層アーキテクチャを定義すること。
• グローバルなグリッドインfrastructuresにおけるユーティリティコンピューティングの産業界実装を評価すること。
• ユーティリティコンピューティング環境における自動的でポリシー駆動のリソース割り当てのフレームワークを確立すること。

提案手法

• リソース、リソース管理、ネットワーク、ミドルウェア、アプリケーションの5層構造のユーティリティグリッドアーキテクチャを提案する。
• 各アーキテクチャレイヤーにユーティリティベースのリソース割り当てポリシー（スケジューリング、負荷分散、サービス品質の維持など）を導入する。
• 動的プロビジョニングと仮想化技術を活用して、計算リソースへのオンデマンドアクセスを実現する。
• リソース使用とコスト配分を管理するためのサービスレベル契約（SLA）と価格モデルを定義する。
• 相互運用性とプラットフォーム間のポータビリティを確保するため、標準化されたグリッドミドルウェア（例：Globus Toolkit）を活用する。
• Open Science Grid や EGEE などの産業界実装を分析し、ユーティリティコンピューティングモデルの実現可能性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 グリッド技術をどのように構造化すれば、オンデマンドリソースアクセスを可能にするユーティリティコンピューティングモデルを実現できるか？
• RQ2 グローバルグリッドにおけるスケーラブルで動的なリソース割り当てを実現するための、必要なアーキテクチャレイヤーと抽象化は何か？
• RQ3 グリッドスタックの異なるレベルにわたる効果的なユーティリティベースのリソース割り当ては、どのように実装できるか？
• RQ4 産業規模のユーティリティコンピューティングシステムを展開する際の主な技術的・運用的課題は何か？
• RQ5 実世界のグリッド展開は、ユーティリティコンピューティングの原則の実現可能性をどのように示しているか？

主な発見

• 提案された5層構造のユーティリティグリッドアーキテクチャにより、異種かつ地理的に分散したシステム間でエンドツーエンドのポリシー駆動リソースプロビジョニングが可能になる。
• 各アーキテクチャレイヤーにおけるユーティリティベースのリソース割り当てにより、効率性、スケーラビリティ、ユーザー需要への対応性が向上する。
• Open Science Grid や EGEE といった産業界実装は、大規模で本番環境におけるユーティリティコンピューティングの実現可能性を検証している。
• SLAと動的価格モデルの統合により、電力サービスに類似した予測可能でコスト効率の良いリソース使用が可能になる。
• 標準化されたミドルウェアと仮想化技術は、グリッドインfrastructures間での相互運用性とリソースの移動性を顕著に向上させる。
• 適切なアーキテクチャ的・ポリシー的設計のもと、グローバルグリッド上でのユーティリティコンピューティングは技術的に実現可能であり、運用的にも持続可能であることが示された。