[论文解读] A Survey and Comparative Study on Multi-Cloud Architectures: Emerging Issues And Challenges For Cloud Federation

Deepika Saxena, Rishabh Gupta+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 29, 2021

Cloud Computing and Resource Management参考文献 43被引用 20

一句话总结

本文对多云架构进行了全面的综述与比较分析，评估了其互操作性、安全性和管理挑战。提出SuperCloud模型是迄今为止最全面的解决方案，提供统一、自管理且自保护的多云编排，尽管目前仍处于开发阶段，尚未有完整实现。

ABSTRACT

Multi-cloud concept has broaden the world of cloud computing and has become a buzzword today. The word Multi-cloud envisions utilization of services from multiple heterogeneous cloud providers via a single architecture at customer premises. Though cloud computing has many issues and offers open research challenges, still the academics and industrial research has paved a pathway for multi-cloud environment. The concept of multi-cloud is in maturing phase, and many research projects are in progress to provide a multi-cloud architecture which is successfully enabled in all the respects like easy configuration, security, management etc. In this paper, concepts, challenges, requirement and future directions for multi-cloud environment are discussed. A survey of existing approaches and solutions provided by different multi-cloud architectures is entailed along with analysis of the pros and cons of different architectures while comparing the same.

研究动机与目标

• 分析多云架构的演进格局，识别互操作性、安全性和管理方面的关键挑战。
• 评估现有多云框架及其应对厂商锁定、异构API和多样化SLA的能力。
• 比较主流多云解决方案（包括Spinnaker、Cloud Foundry和SuperCloud）的优缺点。
• 识别支持无缝、安全且可管理的多云操作的最具可行性的云联邦架构模型。
• 为实现完全互操作、安全且可扩展的多云生态系统提供未来研究方向。

提出的方法

• 系统性地调研现有的多云架构与云联邦框架。
• 分析每种架构的技术与操作特性，包括其对代理（brokers）、API和编排层的使用。
• 基于互操作性（垂直与水平）、安全性、管理能力以及部署便捷性对架构进行评估。
• 对比Spinnaker（用于部署流水线）、Cloud Foundry（用于应用可移植性）和SuperCloud（用于统一、自保护的云管理）等框架。
• 评估云代理与云交易所在此类联邦环境中实现动态服务合同与信任机制的作用。
• 综合研究结果，基于其对多云管理的全面方法，识别出最全面且面向未来的模型——SuperCloud。

实验结果

研究问题

• RQ1 在异构多云环境中实现互操作性的主要挑战是什么？
• RQ2 现有多云架构在跨多个云服务提供商的安全性、信任与管理方面有何不同？
• RQ3 当前框架在多大程度上解决了厂商锁定问题，并支持在公有云与私有云之间动态工作负载部署？
• RQ4 哪种多云架构模型能为统一、安全且自管理的云联邦提供最全面的解决方案？
• RQ5 现有多云解决方案的关键局限是什么？为实现完全云联邦，未来需要哪些研究方向？

主要发现

• SuperCloud模型被确定为最全面的多云架构，提供自管理、自保护功能，并对多个云服务提供商实现统一控制。
• 互操作性仍是最大挑战，不同云服务提供商在API、存储模型、网络与虚拟化方面存在显著差异。
• 大多数现有框架（如Spinnaker和Cloud Foundry）专注于部署与编排，但缺乏原生的安全性与信任管理功能。
• 云代理与云交易所虽能提升信任度并支持动态合同协商，但无法完全解决安全或管理复杂性问题。
• 尽管已有大量研究，但目前尚无完全实现且可投入生产的多云系统，SuperCloud虽最具前景，但仍在开发中。
• 本文结论指出，尽管许多模型解决了互操作性问题，但很少有模型能全面处理安全性、信任与管理，凸显了关键的研究空白。