[论文解读] Cloud Brokerage: A Systematic Survey

Abdessalam Elhabbash, Faiza Samreen+2 more|arXiv (Cornell University)|May 23, 2018

Cloud Computing and Resource Management参考文献 43被引用 4

一句话总结

本篇系统文献综述调研了33项关于云代理的学术研究，提出了一种新颖的分类法，用于根据其工程方法、功能特性及评估方法对云代理进行分类。研究发现，云代理仍是一个新兴领域，其实施方式多样，涵盖从基于市场的系统到语义框架等多种形式，但大多数解决方案仅部分实现了代理功能，凸显了在需求规格说明、智能决策以及跨云互操作性方面存在的关键挑战。

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.

研究动机与目标

• 为应对云服务提供商日益复杂和异构的现状，识别并分类实现云代理服务的方法。
• 理解云代理发展的动因，包括减轻用户在多个提供商之间选择和管理云服务的负担。
• 分析所提出的云代理解决方案中采用的工程方法、功能能力及评估方法论。
• 识别当前云代理系统中的局限性，并指出未来研究在智能决策和跨云互操作性方面的空白。
• 通过系统文献综述（SLR）建立关于云代理学术研究的全面、无偏见的知识库。

提出的方法

• 在七个主要学术数据库中对10,847篇论文开展系统文献综述（SLR），应用预设的纳入/排除标准，筛选出33项相关研究。
• 从多个视角分析选定论文：动机、功能、工程方法及评估方法论。
• 开发一种新颖的分类法，基于其设计与实现方法对云代理进行表征，包括基于市场的解决方案、中间件、工具包、语义框架及概念模型。
• 采用主题分析法整合研究发现，重点识别现有研究中的重复模式、分歧点及研究空白。
• 实施严格的数据提取与验证程序，包括跨研究者讨论及迭代评审，以确保研究的内部有效性。
• 评估有效性威胁，包括报告偏差、数据提取错误，以及由于部分数据库的接口受限或非公开导致的可复现性局限。

实验结果

研究问题

• RQ1 在多云和异构云环境背景下，推动云代理系统发展的主要动因是什么？
• RQ2 云代理是如何实现的——其主导的技术方法、框架和架构模式是什么？
• RQ3 现有云代理提供了哪些功能能力，它们如何支持云服务选择、部署、SLA管理及动态迁移？
• RQ4 所提出的云代理解决方案的性能与有效性采用何种评估方法论进行评估？
• RQ5 当前云代理研究中的关键局限与开放挑战是什么，未来研究应朝哪些方向推进？

主要发现

• 云代理主要作为一种跨云模型应运而生，以应对云服务在异构性、多维性及不确定性方面的挑战，其发展源于单云部署的局限性。
• 所提出的云代理采用了广泛多样的工程方法，包括基于市场的系统、中间件、工具包、语义框架及概念模型，尚未形成主导或标准化的架构。
• 大多数现有解决方案仅实现了完整代理功能的一部分，例如服务推荐或基础监控，表明该领域仍处于初步发展阶段。
• 评估方法论差异显著，许多研究依赖仿真或合成工作负载，而非真实环境下的部署测试，限制了实际验证的有效性。
• 在支持用户精确指定应用需求，并实现在动态云环境中智能、自适应决策方面，存在显著空白。
• 尽管已有进展，但在实现无缝跨云互操作性、自动化SLA协商及高效资源整合方面仍面临挑战，尤其在多云和联邦云环境中。