[论文解读] Utility Computing and Global Grids

Chee Shin Yeo, Marcos Dias de Assunção+5 more|ArXiv.org|May 12, 2006

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 33被引用 34

一句话总结

本文提出了一种实用网格（Utility Grids）——一种利用网格技术的分层架构，以实现按需动态分配计算资源的实用计算。它详细阐述了在所有架构层级上的基于效用的资源分配机制，并评估了工业级实现，展示了类似于电力服务的可扩展、按需计算模型。

ABSTRACT

This chapter focuses on the use of Grid technologies to achieve utility computing. An overview of how Grids can support utility computing is first presented through the architecture of Utility Grids. Then, utility-based resource allocation is described in detail at each level of the architecture. Finally, some industrial solutions for utility computing are discussed.

研究动机与目标

• 设计一种基于网格技术的可扩展实用计算模型。
• 解决大规模分布式系统中动态、按需资源供应的挑战。
• 定义多层级架构，以实现在异构环境中的高效实用计算。
• 评估全球网格基础设施中实用计算的工业级解决方案。
• 建立自动化、策略驱动的实用计算环境中的资源分配框架。

提出的方法

• 提出五层实用网格架构：资源层、资源管理层、网络层、中间件层和应用层。
• 在每个架构层级引入基于效用的资源分配策略，包括调度、负载均衡和服务质量保障。
• 采用动态供应和虚拟化技术，实现对计算资源的按需访问。
• 定义服务级别协议（SLAs）和定价模型，以管理资源使用和成本分配。
• 利用标准化的网格中间件（例如Globus Toolkit）确保跨平台的互操作性和可移植性。
• 分析工业部署案例，如开放科学网格（Open Science Grid）和EGEE，以验证实用计算模型的可行性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何组织网格技术以支持具有按需资源访问能力的实用计算模型？
• RQ2 在全局网格中实现可扩展、动态的资源分配，需要哪些架构层级和抽象？
• RQ3 如何在网格堆栈的不同层级有效实施基于效用的资源分配？
• RQ4 在部署工业规模的实用计算系统时，面临哪些关键技术与操作挑战？
• RQ5 现实中的网格部署如何证明实用计算原则的可行性？

主要发现

• 所提出的五层实用网格架构支持异构且地理分布广泛的系统之间的端到端、策略驱动的资源供应。
• 在每个架构层级实施基于效用的资源分配可提升效率、可扩展性，并增强对用户需求的响应能力。
• 如开放科学网格（Open Science Grid）和EGEE等工业部署验证了在大规模生产环境中实用计算的可行性。
• SLA与动态定价模型的集成可实现可预测且成本可控的资源使用，类似于电力等公用事业服务。
• 标准化中间件和虚拟化技术显著提升了网格基础设施间互操作性和资源移动性。
• 本研究证明，通过合理的架构与策略设计，全球网格上的实用计算在技术上是可行的，且在运营上可持续。