[论文解读] 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 9

一句话总结

本文提出了一种新颖的体系结构框架，用于在网格基础设施中监控网络连接性，通过引入‘测距仪’（theodolite）元素——一种专门的监控节点，可独立于计算和存储资源来测量域间性能。该框架通过将监控与内部域基础设施隔离，确保了持续且低开销的测量，从而能够准确建模网格应用所经历的端到端网络行为。

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

研究动机与目标

• 解决在分布式网格环境中准确建模网络性能的挑战，其中监控数据常受内部基础设施影响而产生偏差。
• 将网络监控与计算和存储操作分离，以避免测量偏差并提高可靠性。
• 确保监控工具（即测距仪）能够提供与实际应用程序所体验的域间网络行为一致的视图。
• 设计一种可扩展且模块化的框架，用于在网格中组织多个监控域的监控数据。
• 支持与现有元数据标准（如GLUE）的集成，以实现网络元素建模的互操作性。

提出的方法

• 引入‘监控域’的概念——一组通过内部基础设施连接的计算设施，作为单一逻辑单元进行监控。
• 将‘测距仪’元素定义为专用的监控节点，用于测量监控域之间的连接性，类似于光转发器。
• 确保内部域基础设施对网络度量的贡献与域间路径相比可忽略不计。
• 强制同一域内所有测距仪保持一致，使其共同反映应用程序所见的相同外部网络行为。
• 提出一种使用SQL的结构化数据模型，用于组织监控域和测距仪信息，支持高效查询与集成。
• 使该框架与GLUE模式对齐，以支持网格信息系统中的标准化与互操作性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何将网格基础设施中的网络监控与内部计算和存储操作解耦，以减少测量偏差？
• RQ2 哪些架构原则可确保监控工具在多个监控域中提供一致的域间网络性能视图？
• RQ3 如何使监控域的内部基础设施在度量计算中可忽略不计，以真实反映端到端性能？
• RQ4 需要何种数据模型才能有效组织和查询监控域及测距仪信息？
• RQ5 如何将此监控框架与现有网格元数据标准（如GLUE）集成？

主要发现

• 测距仪元素提供了与内部域基础设施无关的一致且可靠的域间网络性能测量。
• 该架构设计确保了内部域网络贡献相对于域间路径可忽略不计，从而实现准确的端到端性能建模。
• 同一监控域内所有测距仪的一致性，保证了应用级网络行为在监控数据中得到准确反映。
• 基于结构化SQL的数据模型，实现了对监控域和测距仪信息的高效组织与查询。
• 该框架与GLUE模式兼容，可集成到现有网格信息系统中，促进标准化。
• 将监控与计算和存储功能分离，降低了测量开销，并提高了网络性能数据的保真度。