[论文解读] The Distributed Computing Model Based on The Capabilities of The Internet

Łukasz Świerczewski|arXiv (Cornell University)|Oct 4, 2012

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 3被引用 5

一句话总结

本文提出了一种基于互联网的去中心化分布式计算模型，利用开放技术的志愿计算，以调动全球计算能力。该模型通过将计算任务分发至互联网连接设备来实现大规模计算任务，利用开源工具和志愿参与者的原型系统证明了其可行性，主要贡献在于架构设计以及与现有互联网基础设施的集成。

ABSTRACT

Paper describes the theoretical and practical aspects of the proposed model that uses distributed computing to a global network of Internet communication. Distributed computing are widely used in modern solutions such as research, where the requirement is very high processing power, which can not be placed in one centralized point. The presented solution is based on open technologies and computers to perform calculations provided mainly by Internet users who are volunteers.

研究动机与目标

• 设计一种可扩展的去中心化计算模型，以利用全球互联网基础设施。
• 在不依赖集中式超级计算机的情况下，为大规模应用提供高性能计算能力。
• 通过开放、互操作的技术，利用志愿计算资源，向公众开放访问。
• 通过开源工具和实际部署场景，证明系统的可行性。
• 实现分布式计算与现有互联网协议和架构的无缝集成。

提出的方法

• 该模型采用客户端-服务器架构，通过互联网将计算任务分发至志愿节点。
• 任务被拆分为小的、独立的单元，并发送给参与的客户端执行。
• 通过冗余机制和密码学哈希验证结果，以确保正确性并防止作弊行为。
• 系统依赖开放标准和协议，以确保互操作性并简化部署。
• 轻量级代理程序运行在客户端机器上，负责管理任务获取、执行和结果提交。
• 节点与服务器之间的通信通过标准互联网传输和身份认证机制进行保护。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何设计一种全球分布式的计算模型，以高效利用互联网中闲置的计算资源？
• RQ2 何种架构模式可实现在去中心化环境中的可靠任务分发与结果聚合？
• RQ3 在依赖不可信志愿节点的情况下，如何维护信任与数据完整性？
• RQ4 开放标准和协议在推动此类系统广泛采用方面发挥何种作用？
• RQ5 原型系统能否仅通过志愿资源和开放技术证明其可扩展性和可靠性？

主要发现

• 所提出的模型成功证明了利用互联网连接的志愿设备实现大规模计算的可行性。
• 通过冗余任务执行和密码学验证，系统实现了可靠的结果聚合。
• 使用开放标准使系统能够轻松集成至现有互联网基础设施和客户端软件中。
• 原型在不同网络条件和客户端可用性下表现出稳定性能。
• 通过简单地向网络中增加更多志愿节点，该架构支持水平扩展。
• 该模型在保持计算吞吐量的同时，降低了对集中式超级计算设施的依赖。