Un cloudlet es un centro de datos en la nube a pequeña escala con movilidad mejorada que se encuentra en el borde de Internet. El objetivo principal del cloudlet es admitir aplicaciones móviles interactivas y de uso intensivo de recursos al proporcionar potentes recursos informáticos a dispositivos móviles con menor latencia. Es un nuevo elemento arquitectónico que amplía la infraestructura de computación en la nube actual . Representa el nivel medio de una jerarquía de 3 niveles: dispositivo móvil - cloudlet - cloud . Un cloudlet puede verse como un centro de datos en una caja cuyo objetivo es acercar la nube . El término cloudlet fue acuñado por primera vez por M. Satyanarayanan , Victor Bahl, Ramón Cáceres y Nigel Davies, [1] y la Universidad Carnegie Mellon desarrolla un prototipo de implementación como un proyecto de investigación. [2] El concepto de cloudlet también se conoce como sígueme nube, [3] y micro-nube móvil. [4]
Motivación
Muchos servicios móviles dividen la aplicación en un programa cliente front-end y un programa servidor back-end siguiendo el modelo tradicional cliente-servidor . La aplicación móvil de front-end descarga su funcionalidad a los servidores de back-end por varias razones, como acelerar el procesamiento. Con el advenimiento de la computación en la nube, el servidor back-end generalmente se aloja en el centro de datos en la nube . Aunque el uso de un centro de datos en la nube ofrece varios beneficios, como escalabilidad y elasticidad, su consolidación y centralización conducen a una gran separación entre un dispositivo móvil y su centro de datos asociado. La comunicación de extremo a extremo implica muchos saltos de red y da como resultado latencias altas y ancho de banda bajo.
Por razones de latencia, algunas aplicaciones móviles emergentes requieren que la infraestructura de descarga en la nube esté cerca del dispositivo móvil para lograr un tiempo de respuesta bajo. [5] En el caso ideal, es solo un salto inalámbrico de distancia. Por ejemplo, la infraestructura de descarga podría estar ubicada en una estación base celular o podría estar conectada por LAN a un conjunto de estaciones base Wi-Fi. Los elementos individuales de esta infraestructura de descarga se denominan cloudlets.
Aplicaciones
Los Cloudlets tienen como objetivo admitir aplicaciones móviles que requieren un uso intensivo de recursos e interactivas. Las aplicaciones de realidad aumentada que utilizan sistemas de seguimiento de datos requieren latencias de un extremo a otro de menos de 16 ms. [6] Los juegos en la nube con renderizado remoto también requieren bajas latencias y alto ancho de banda. [7] Los sistemas de asistencia cognitiva portátiles combinan dispositivos como Google Glass con procesamiento basado en la nube para guiar a los usuarios a través de tareas complejas. Este género futurista de aplicaciones se caracteriza por ser “asombrosamente transformador” en el informe del Taller de NSF de 2013 sobre direcciones futuras en redes inalámbricas. [8] Estas aplicaciones utilizan recursos de la nube en la ruta crítica de la interacción del usuario en tiempo real. En consecuencia, no pueden tolerar latencias de funcionamiento de un extremo a otro de más de unas pocas decenas de milisegundos. Apple Siri y Google Now, que realizan reconocimiento de voz intensivo en computación en la nube, son otros ejemplos en este espacio emergente.
Cloudlet vs Cloud
Existe una superposición significativa en los requisitos para la nube y el cloudlet. En ambos niveles, existe la necesidad de: (a) un fuerte aislamiento entre los cálculos a nivel de usuario que no son de confianza; (b) mecanismos de autenticación, control de acceso y medición; (c) asignación dinámica de recursos para cálculos a nivel de usuario; y (d) la capacidad de soportar una amplia gama de cálculos a nivel de usuario, con restricciones mínimas en su estructura de proceso, lenguajes de programación o sistemas operativos. En un centro de datos en la nube, estos requisitos se cumplen hoy mediante la abstracción de la máquina virtual (VM). Por las mismas razones que se utilizan hoy en día en la computación en la nube, las máquinas virtuales se utilizan como una abstracción para los cloudlets. Mientras tanto, hay algunos diferenciadores importantes entre la nube y la nube.
Aprovisionamiento rápido
A diferencia de los centros de datos en la nube que están optimizados para lanzar imágenes de VM existentes en su nivel de almacenamiento, los cloudlets deben ser mucho más ágiles en su aprovisionamiento. Su asociación con dispositivos móviles es muy dinámica, con un abandono considerable debido a la movilidad de los usuarios. Un usuario de muy lejos puede aparecer inesperadamente en un cloudlet (por ejemplo, si acaba de bajar de un vuelo internacional) e intentar usarlo para una aplicación como un traductor de idiomas personalizado. Para ese usuario, la demora en el aprovisionamiento antes de que pueda usar la aplicación afecta la usabilidad. [9]
Transferencia de VM a través de cloudlets
Si un usuario de dispositivo móvil se aleja del cloudlet que está usando actualmente, la respuesta interactiva se degradará a medida que aumente la distancia lógica de la red. Para abordar este efecto de la movilidad del usuario, los servicios descargados en el primer cloudlet deben transferirse al segundo cloudlet manteniendo la calidad de la red de un extremo a otro. [10] Esto se asemeja a la migración en vivo en la computación en nube, pero difiere considerablemente en el sentido de que la transferencia de VM ocurre en una red de área amplia (WAN).
OpenStack ++
Dado que el modelo cloudlet requiere reconfiguración o implementación adicional de hardware / software, es importante proporcionar una forma sistemática de incentivar la implementación. Sin embargo, puede enfrentarse a un problema clásico de arranque. Los cloudlets necesitan aplicaciones prácticas para incentivar la implementación de cloudlet. Sin embargo, los desarrolladores no pueden depender en gran medida de la infraestructura de cloudlet hasta que esté ampliamente implementada. Para romper este punto muerto y arrancar la implementación de cloudlet, los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon propusieron OpenStack ++ que amplía OpenStack para aprovechar su ecosistema abierto. [2] OpenStack ++ proporciona un conjunto de API específicas de cloudlet como extensiones de OpenStack. [11]
Implementaciones comerciales y esfuerzo de estandarización
En 2015, las aplicaciones basadas en cloudlet estaban disponibles comercialmente. [12]
En 2017, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología publicó un borrador de estándares para la computación de niebla en el que las nubes se definieron como nodos en la arquitectura de niebla. [13]
Ver también
Referencias
- ↑ Satyanarayanan, M .; Bahl, P .; Cáceres, R .; Davies, N. (2009). "El caso de los Cloudlets basados en VM en la informática móvil". Computación generalizada IEEE . IEEE. 8 (4): 14-23. doi : 10.1109 / MPRV.2009.82 .
- ^ a b "Elijah: Computación móvil basada en Cloudlet" . Universidad de Carnegie mellon.
- ^ "Follow Me Cloud: Interfuncionamiento de nubes federadas y redes móviles distribuidas" . Revista IEEE Network.
- ^ "Estudio basado en emulación de la colocación dinámica de servicios en micro-nubes móviles" (PDF) . IEEE MILCOM 2015.
- ^ Kiryong Ha; Pillai, P .; Lewis, G .; Simanta, S .; Clinch, S .; Davies, N .; Satyanarayanan, M. (2013). "El impacto de las aplicaciones multimedia móviles en la consolidación de centros de datos". 2013 IEEE International Conference on Cloud Engineering (IC2E) . IEEE. págs. 166-176. doi : 10.1109 / IC2E.2013.17 . ISBN 978-0-7695-4945-3.
- ^ "Generalización de la detección de latencia en una variedad de entornos virtuales" .
- ^ "Outatime: usar la especulación para habilitar la interacción continua de baja latencia para los juegos en la nube" (PDF) . Microsoft.
- ^ "Informe final del taller de NSF sobre direcciones futuras en redes inalámbricas" . Fundación Nacional de Ciencia.
- ^ "Aprovisionamiento justo a tiempo para la búsqueda cibernética" . ACM.
- ^ "Migración dinámica de servicios en nubes de borde móviles" (PDF) . IFIP Networking 2015.
- ^ "Repositorio de código abierto para Elijah-cloudlet" .
- ^ Pang, Z .; Sun, L .; Wang, Z .; Tian, E .; Yang, S. (2015). "Una encuesta de computación móvil basada en Cloudlet". Conferencia internacional de 2015 sobre computación en la nube y macrodatos (CCBD) : 268–275. doi : 10.1109 / CCBD.2015.54 . ISBN 978-1-4673-8350-9.
- ^ "La definición de NIST de la computación de niebla" (PDF) . nist.gov .