[论文解读] Cloud Usage Patterns: A Formalism for Description of Cloud Usage Scenarios

Aleksandar Milenkoski, Alexandru Iosup+6 more|arXiv (Cornell University)|Oct 5, 2014

Cloud Computing and Resource Management参考文献 27被引用 7

一句话总结

本文提出了一种称为云使用模式（Cloud Usage Patterns）的形式化方法，通过将现实世界中的云使用场景分解为与IaaS、PaaS和SaaS模型对齐的结构化组件，系统地描述这些场景。该方法引入了一种文本和视觉语言，用于建模包含中介的混合服务与价值链，展示了其在全局基础设施部署、社交网络、客户关系管理（CRM）和在线游戏等多种云工作负载中的实际适用性。

ABSTRACT

Cloud computing is becoming an increasingly lucrative branch of the existing information and communication technologies (ICT). Enabling a debate about cloud usage scenarios can help with attracting new customers, sharing best-practices, and designing new cloud services. In contrast to previous approaches, which have attempted mainly to formalize the common service delivery models (i.e., Infrastructure-as-a-Service, Platform-as-a-Service, and Software-as-a-Service), in this work, we propose a formalism for describing common cloud usage scenarios referred to as cloud usage patterns. Our formalism takes a structuralist approach allowing decomposition of a cloud usage scenario into elements corresponding to the common cloud service delivery models. Furthermore, our formalism considers several cloud usage patterns that have recently emerged, such as hybrid services and value chains in which mediators are involved, also referred to as value chains with mediators. We propose a simple yet expressive textual and visual language for our formalism, and we show how it can be used in practice for describing a variety of real-world cloud usage scenarios. The scenarios for which we demonstrate our formalism include resource provisioning of global providers of infrastructure and/or platform resources, online social networking services, user-data processing services, online customer and ticketing services, online asset management and banking applications, CRM (Customer Relationship Management) applications, and online social gaming applications.

研究动机与目标

• 解决现有基本服务模型之外，缺乏对现实世界云使用场景进行标准化形式化描述的问题。
• 为涉及多个利益相关方和服务交付模型的复杂云交互提供一种结构化建模方式。
• 通过一种共享且表达力强的语言，促进技术专家与非技术利益相关方之间的清晰沟通。
• 支持云服务组合与部署的设计、分析及最佳实践的共享。
• 促进识别跨多样化云应用的通用模式，以提升服务互操作性与可重用性。

提出的方法

• 提出一种结构主义形式化方法，将云使用场景分解为对应于IaaS、PaaS和SaaS服务交付模型的组件。
• 定义一种文本符号，用于使用基本和复合模式构件指定云使用模式。
• 引入一种视觉符号，使用标准符号和关系表示云使用模式。
• 将该形式化方法扩展至建模涉及中介的混合服务与价值链，捕捉跨组织的工作流。
• 将该形式化方法应用于真实场景，包括基础设施租赁、基于SaaS的客户服务平台以及多云游戏平台。
• 通过案例研究验证该方法在多种云应用领域中的表达力与实用性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何通过一种结构化、可重用且可扩展的形式化方法，正式描述云使用场景？
• RQ2 在不同应用领域中，构成常见云使用模式的关键结构元素及其关系是什么？
• RQ3 如何在统一形式化方法中有效建模涉及中介的混合服务与价值链？
• RQ4 所提出的形式化方法在多大程度上能够支持技术与非技术利益相关方之间在云应用设计与分析方面的沟通？
• RQ5 当应用于真实世界云部署时，该形式化方法在实际限制与可扩展性方面表现出怎样的特性？

主要发现

• 该形式化方法成功建模了广泛的现实世界云使用场景，包括全球基础设施部署、在线客户与票务服务，以及社交游戏平台。
• 文本与视觉表示能够实现跨不同技术背景利益相关方之间复杂云交互的清晰、无歧义沟通。
• 该形式化方法支持对高级模式（如包含中介的混合服务与价值链）进行建模，这些模式在企业级云部署中日益普遍。
• 该方法能够提取并重用不同云应用中的通用使用特征，促进最佳实践的共享与服务设计的标准化。
• 该形式化方法在多种领域中表现出实际适用性，包括银行、客户关系管理（CRM）和资产管理，这些领域均结合使用公有云与私有云资源。
• 作者识别出未来可扩展的方向，以支持新兴模型（如数据即服务（Data-as-a-Service）和科学即服务（Science-as-a-Service）），表明该形式化方法具备可扩展性与长期相关性。