[论文解读] RenderSelect: a Cloud Broker Framework for Cloud Renderfarm Services

Annette J Ruby, Banu W Aisha+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 29, 2016

Cloud Computing and Resource Management参考文献 10被引用 5

一句话总结

本文提出 RenderSelect，一种云服务代理（CSB）框架，可根据多准则服务质量（QoS）动态排名、选择、协商和监控基于云的渲染农场服务。该框架采用层次分析法（AHP）高效地对渲染农场提供商进行排名与选择，降低动画师在缺乏比较云渲染服务专业知识的情况下所面临的复杂性与时间成本。

ABSTRACT

In the 3D studios the animation scene files undergo a process called as rendering, where the 3D wire frame models are converted into 3D photorealistic images. As the rendering process is both a computationally intensive and a time consuming task, the cloud services based rendering in cloud render farms is gaining popularity among the animators. Though cloud render farms offer many benefits, the animators hesitate to move from their traditional offline rendering to cloud services based render farms as they lack the knowledge, expertise and the time to compare the render farm service providers based on the Quality of Service (QoS) offered by them, negotiate the QoS and monitor whether the agreed upon QoS is actually offered by the renderfarm service providers. In this paper we propose a Cloud Service Broker (CSB) framework called the RenderSelect that helps in the dynamic ranking, selection, negotiation and monitoring of the cloud based render farm services. The cloud services based renderfarms are ranked and selected services based on multi criteria QoS requirements. Analytical Hierarchical Process (AHP), the popular Multi Criteria Decision Making (MCDM) method is used for ranking and selecting the cloud services based renderfarms. The AHP method of ranking is illustrated in detail with an example. It could be verified that AHP method ranks the cloud services effectively with less time and complexity.

研究动机与目标

• 解决动画师因缺乏专业知识和时间而难以选择、协商和监控基于云的渲染农场服务的挑战。
• 提供一个系统化框架，根据成本、性能和可靠性等多维度QoS准则对云渲染农场提供商进行排名与选择。
• 通过结构化的多准则决策方法，自动化云渲染农场选择的决策过程。
• 实现对QoS的持续监控，确保服务提供商满足协商的服务水平。
• 降低动画师从传统离线渲染转向基于云的渲染所需的时间与复杂性。

提出的方法

• 该框架实现了一种云服务代理（CSB）架构，作为动画师与云渲染农场提供商之间的中介。
• 采用层次分析法（AHP），一种多准则决策方法（MCDM），根据用户定义的QoS准则对云渲染农场服务进行排名与选择。
• AHP将决策问题结构化为准则与次级准则的层级结构，支持成对比较以确定相对权重。
• 该框架支持基于不断变化的QoS需求和实时性能监控对提供商进行动态重新排名。
• 包含协商与监控模块，以确保服务级别协议（SLAs）在选择后仍能得以遵守。
• 通过一个示例说明了基于AHP的排名过程，清晰展示了优先权权重与一致性比率的计算。

实验结果

研究问题

• RQ1 当动画师缺乏QoS评估专业知识时，如何有效比较和选择云渲染农场服务？
• RQ2 哪种多准则决策方法可高效且计算复杂度低地对云渲染农场提供商进行排名？
• RQ3 云代理框架如何动态支持云渲染服务的协商与QoS持续监控？
• RQ4 AHP方法在多大程度上减少了选择云渲染农场服务时的决策时间和复杂性？
• RQ5 所提出的框架能否在实践中确保所选渲染农场提供商提供约定的QoS？

主要发现

• 基于AHP的排名方法能有效评估并根据多准则QoS对多个云渲染农场提供商进行排名，确保选择过程结构化且透明。
• 该框架通过自动化决策过程，显著减少了选择云渲染服务所需的时间与复杂性。
• AHP的使用通过成对比较与加权评分，实现了服务提供商的稳定且可重复的优先级排序。
• 该框架支持基于QoS需求变化对提供商进行动态重新评估，提升了适应能力。
• 案例研究示例表明，AHP可产生可靠的排名，且一致性比率低于可接受阈值，验证了其可靠性。
• 该系统支持对QoS的持续监控，确保服务提供商遵守协商的SLA，从而提升信任度与可靠性。