Облачко
Клаудлет — это небольшой облачный центр обработки данных с повышенной мобильностью , расположенный на границе Интернета. Основная цель облачка — поддержка ресурсоемких и интерактивных мобильных приложений путем предоставления мобильным устройствам мощных вычислительных ресурсов с меньшей задержкой. Это новый архитектурный элемент, расширяющий современную инфраструктуру облачных вычислений . Он представляет собой средний уровень трехуровневой иерархии: мобильное устройство — облаколет — облако . Клаудлет можно рассматривать как центр обработки данных в коробке , цель которого — приблизить облако . Термин «облачко» впервые был придуман М. Сатьянараянаном , Виктором Бахлом , Рамоном Касересом и Найджелом Дэвисом. [1] а прототип реализации разработан Университетом Карнеги-Меллона в качестве исследовательского проекта. [2] Концепция облака также известна как облако «следуй за мной». [3] и мобильное микрооблако. [4]
Мотивация
[ редактировать ]Многие мобильные службы разделяют приложение на программу внешнего клиента и программу внутреннего сервера, следуя традиционной модели клиент-сервер . Интерфейсное мобильное приложение перекладывает свою функциональность на внутренние серверы по разным причинам, например для ускорения обработки. С появлением облачных вычислений внутренний сервер обычно размещается в облачном центре обработки данных . Хотя использование облачного центра обработки данных предлагает различные преимущества, такие как масштабируемость и эластичность, его консолидация и централизация приводят к значительному разделению мобильного устройства и связанного с ним центра обработки данных. В этом случае сквозная связь включает в себя множество сетевых переходов и приводит к большим задержкам и низкой пропускной способности.
Из-за задержек некоторые новые мобильные приложения требуют, чтобы инфраструктура разгрузки облака располагалась рядом с мобильным устройством, чтобы обеспечить низкое время отклика. [5] В идеальном случае это всего лишь один беспроводной переход. Например, инфраструктура разгрузки может быть расположена на базовой станции сотовой связи или может быть подключена по локальной сети к набору базовых станций Wi-Fi. Отдельные элементы этой разгрузочной инфраструктуры называются облачками.
Приложения
[ редактировать ]Целью облачных вычислений является поддержка мобильных приложений, которые являются одновременно ресурсоемкими и интерактивными. Приложения дополненной реальности , использующие системы с отслеживанием движений головы, требуют сквозной задержки менее 16 мс. [6] Облачные игры с удаленным рендерингом также требуют низких задержек и высокой пропускной способности. [7] Носимые системы когнитивной помощи сочетают в себе такие устройства, как Google Glass , с облачной обработкой, помогая пользователям решать сложные задачи. Этот футуристический жанр приложений охарактеризован как «удивительно преобразующий» в отчете семинара NSF 2013 года по будущим направлениям в области беспроводных сетей. [8] Эти приложения используют облачные ресурсы на критическом пути взаимодействия с пользователем в режиме реального времени. Следовательно, они не могут допустить задержек сквозных операций, превышающих несколько десятков миллисекунд. Apple Siri и Google Now , которые выполняют интенсивные вычислительные операции по распознаванию речи в облаке, являются еще одним примером в этой развивающейся области.
Клаудлет против облака
[ редактировать ]Существует значительное совпадение требований к облаку и клаудлету. На обоих уровнях существует необходимость: (а) строгой изоляции между ненадежными вычислениями на уровне пользователя; (б) механизмы аутентификации, контроля доступа и учета; (c) динамическое распределение ресурсов для вычислений на уровне пользователя; и (d) способность поддерживать очень широкий спектр вычислений на уровне пользователя с минимальными ограничениями на структуру их процессов, языки программирования или операционные системы. Сегодня в облачном центре обработки данных эти требования удовлетворяются с помощью абстракции виртуальной машины (ВМ). По тем же причинам, по которым они используются сегодня в облачных вычислениях, виртуальные машины используются в качестве абстракции для облачных вычислений. Между тем, между облаком и облачком есть несколько, но важных различий.
Быстрая подготовка
[ редактировать ]В отличие от облачных центров обработки данных, которые оптимизированы для запуска существующих образов виртуальных машин на своем уровне хранения, облачные хранилища должны быть гораздо более гибкими при предоставлении ресурсов. Их связь с мобильными устройствами очень динамична, со значительным оттоком из-за мобильности пользователей. Пользователь издалека может неожиданно появиться в облачке (например, если он только что сошел с международного рейса) и попытаться использовать его для такого приложения, как персонализированный языковой переводчик. Для этого пользователя задержка подготовки, прежде чем он сможет использовать приложение, влияет на удобство использования. [9]
Передача виртуальных машин между облаками
[ редактировать ]Если пользователь мобильного устройства отходит от облака, которое он использует в данный момент, интерактивный ответ будет ухудшаться по мере увеличения логического расстояния сети. Чтобы устранить этот эффект мобильности пользователей, разгруженные услуги из первого облака необходимо перенести во второе облако, сохранив качество сквозной сети. [10] Это похоже на живую миграцию в облачных вычислениях, но существенно отличается в том смысле, что передача обслуживания виртуальных машин происходит в глобальной сети (WAN).
OpenStack++
[ редактировать ]Поскольку модель облака требует реконфигурации или дополнительного развертывания аппаратного и программного обеспечения, важно обеспечить систематический способ стимулирования развертывания. Однако он может столкнуться с классической проблемой начальной загрузки. Клаудлетам нужны практические приложения для стимулирования их развертывания. Однако разработчики не могут в значительной степени полагаться на инфраструктуру облачных вычислений до тех пор, пока она не будет широко развернута. Чтобы выйти из этого тупика и ускорить развертывание облачных вычислений, исследователи из Университета Карнеги-Меллона предложили OpenStack++, который расширяет возможности OpenStack и позволяет использовать его открытую экосистему. [2] OpenStack++ предоставляет набор API-интерфейсов, специфичных для облачных вычислений, в виде расширений OpenStack. [11]
Коммерческое внедрение и усилия по стандартизации
[ редактировать ]К 2015 году приложения на основе облачных технологий стали коммерчески доступны. [12]
В 2017 году Национальный институт стандартов и технологий опубликовал проекты стандартов туманных вычислений , в которых облачные вычисления определялись как узлы туманной архитектуры. [13]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Сатьянараянан, М.; Бахл, П.; Касерес, Р.; Дэвис, Н. (2009). «Обоснование использования облачных сред на базе виртуальных машин в мобильных вычислениях». Повсеместные вычисления IEEE . 8 (4). IEEE: 14–23. дои : 10.1109/МПРВ.2009.82 . S2CID 946976 .
- ^ Jump up to: а б «Элайджа: мобильные вычисления на базе облачных вычислений» . Университет Карнеги-Меллон.
- ^ «Облако Follow Me: взаимодействие федеративных облаков и распределенных мобильных сетей» . Сетевой журнал IEEE.
- ^ «Исследование динамического размещения сервисов в мобильных микрооблаках на основе эмуляции» (PDF) . IEEE МИЛКОМ 2015.
- ^ Кирьонг Ха; Пиллаи, П.; Льюис, Г.; Симанта, С.; Клинч, С.; Дэвис, Н.; Сатьянараянан, М. (2013). «Влияние мобильных мультимедийных приложений на консолидацию центров обработки данных». Международная конференция IEEE по облачной инженерии (IC2E) , 2013 г. IEEE. стр. 166–176. дои : 10.1109/IC2E.2013.17 . ISBN 978-0-7695-4945-3 . S2CID 7290622 .
- ^ «Обобщаемость обнаружения задержки в различных виртуальных средах» .
- ^ «Outatime: использование спекуляций для обеспечения непрерывного взаимодействия с малой задержкой для облачных игр» (PDF) . Майкрософт.
- ^ Банерджи, Суман; Ву, Дапенг Оливер (октябрь 2013 г.). «Итоговый отчет семинара NSF по будущим направлениям в области беспроводных сетей» . Национальный научный фонд.
- ^ Ха, Кирьонг; Пиллаи, Падманабхан; Рихтер, Вольфганг; Абэ, Ёсихиса; Сатьянараянан, Махадев (2013). «Своевременное обеспечение кибер-собирательства» . Материалы 11-й ежегодной международной конференции «Мобильные системы, приложения и сервисы» . АКМ. стр. 153–166. дои : 10.1145/2462456.2464451 . ISBN 9781450316729 . S2CID 2995875 .
- ^ «Динамическая миграция сервисов в мобильных периферийных облаках» (PDF) . Сеть ИФИП 2015.
- ^ «Репозиторий с открытым исходным кодом для Elijah-cloudlet» . Гитхаб .
- ^ Панг, З.; Сан, Л.; Ван, З.; Тиан, Э.; Ян, С. (2015). «Обзор мобильных вычислений на базе облачных вычислений». Международная конференция по облачным вычислениям и большим данным (CCBD) , 2015 г. стр. 268–275. дои : 10.1109/CCBD.2015.54 . ISBN 978-1-4673-8350-9 . S2CID 15255805 .
- ^ «Определение туманных вычислений согласно NIST» (PDF) . nist.gov .