JP2023551157A - モバイルkube-edge自動構成 - Google Patents
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Abstract
方法、コンピュータ・プログラム製品、およびコンピュータ・システムは、kube-edgeポッド構成を決定する。本方法は、クラウド・サービスを使用するカバレッジ・エリア内のモバイル・デバイスを決定することを含む。本方法は、モバイル・デバイスからポーリング・データを受信することを含み、ポーリング・データは、クラウド・サービスに対するエッジ・デバイスとして動作する各々のモバイル・デバイスについての、それぞれのコストおよびそれぞれのリソース可用性を示すビッド・データを含む。本方法は、モバイル・デバイスに対する結合情報を決定することを含み、結合情報は、モバイル・デバイスのうちの少なくとも2つが結合されて、結合されたモバイル・デバイスが結合したコストおよび結合したリソース可用性を有するようになるとみなされるかどうかを示す。本方法は、ビッド・データおよび結合情報に基づいてカバレッジ・エリアのユーティリティ・スコアを決定することと、ユーティリティ・スコアに基づいて、クラウド・サービスのポッドに対するデータ・ストレージ展開スキームを選択することとを含む。
Description
例示的実施形態は、一般的にkube-edgeコンピューティングに関し、より具体的には、最小限のインセンティブで高いカバレッジおよび可用性を可能にするためのkube-edgeポッド構成を決定することに関する。
クラウド環境において、エッジ・コンピューティングは、データの処理もしくはストレージまたはその両方を、こうした動作が行われているデバイスのより近くに提供することを可能にする。したがってエッジ・コンピューティングによって、処理もしくは記憶またはその両方を行うべきデータを、デバイスから物理的にかなりの距離離れて位置し得る中央位置(例えば、中央クラウド・サーバ)に送信する必要がなくなる。この構成は、個々のデバイスの観点では提供されるサービスに実質的な変化を提供しないかもしれないが、インターネット・オブ・シングス(IoT:Internet of Things)およびこうしたデバイスの使用の急増によって、クラウド・サービスの使用における要件が指数関数的に増加している(例えば、待ち時間の増加が品質の低下、帯域幅コストなどをもたらす)。したがって、こうした問題を軽減するためにエッジ・コンピューティングが提供されてもよい。
マルチアクセス・エッジ・コンピューティング(MEC:Multi-access edge computing)が提供するアプローチでは、ネットワークのエッジにおいてクラウド・コンピューティング機能およびITサービス環境が提供される。MECが提供するエコシステムにおいては、アプリケーションおよびサービスがデバイスに向けて弾力的かつ迅速に展開されてもよい。5Gは、通信速度を増加させるとされる次世代のブロードバンド・セルラ・ネットワークである。MECはさまざまなネットワークに対する実装を有し、5Gはサービス・プロバイダが自身の顧客のために最新の先端技術システムを採用することに伴って拡大してきた。しかし、MECおよび5Gは単独では混乱を招く技術であると考えられるが、これらを組み合わせるとコンピューティングの世界の大きな力となるだろう。5Gネットワーク形成機能の出現によって、ネットワーク上で接続されるデバイスの数が増加するため、ネットワーク形成要求の分散を助けるためのエッジ・コンピューティングの必要性が高まる。一貫したネットワーク接続、迅速な展開、および低遅延に大きく依拠するアプリケーションは、たとえば人工知能(AI:artificial intelligence)、IoT、仮想現実(VR:virtual reality)、拡張現実(AR:augmented reality)などの急成長中の技術を含む。MECおよび5Gネットワーク形成を一緒にすることによって、トラフィック・ボトルネックによるネットワーク機能停止を被ることなく多数の接続された技術を同時に使用できるようになる。しかし、現在のエッジ展開は、さまざまなカバレッジ・エリアにおけるエッジ・サービスの提供に動的に対処するために適切に構成されていないことがある。
例示的実施形態は、kube-edgeポッド構成を決定するための方法、コンピュータ・プログラム製品、およびコンピュータ・システムを開示する。この方法は、モバイル環境のカバレッジ・エリア内のモバイル・デバイスを決定することを含み、そのモバイル・デバイスはクラウド・サービスを使用する。この方法は、モバイル・デバイスからポーリング・データを受信することを含む。ポーリング・データは、クラウド・サービスに対するエッジ・デバイスとして動作する各々のモバイル・デバイスについての、それぞれのコストおよびそれぞれのリソース可用性を示すビッド・データを含む。この方法は、モバイル・デバイスに対する結合情報を決定することを含む。結合情報は、モバイル・デバイスのうちの少なくとも2つが結合されて、結合されたモバイル・デバイスが結合したコストおよび結合したリソース可用性を有するようになるとみなされるかどうかを示す。この方法は、ビッド・データおよび結合情報に基づいて、カバレッジ・エリアのユーティリティ・スコアを決定することを含む。この方法は、ユーティリティ・スコアに基づいて、クラウド・サービスのポッドに対するデータ・ストレージ展開スキームを選択することを含む。
以下の詳細な説明は、例として与えられたものであり、例示的実施形態をそれのみに限定することは意図されておらず、添付の図面を伴うことで最もよく理解されるだろう。
図面は必ずしも縮尺通りではない。図面は単なる概略的な表現であり、例示的実施形態の特定のパラメータを表現することは意図されていない。図面は単なる典型的な例示的実施形態を示すことが意図されている。図面において、類似の番号は類似の構成要素を表す。
本明細書において、請求される構造体および方法の詳細な実施形態が開示される。しかし、開示される実施形態は、さまざまな形態で具現化され得る請求される構造体および方法の単なる例示であることが理解され得る。例示的実施形態は単なる例示であるが、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に示される例示的実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的実施形態は、本開示が詳細かつ完全なものとなって、例示的実施形態によって包含されるべき範囲を当業者に完全に伝達するように提供される。説明において、提供される実施形態を不必要に曖昧にすることを避けるために、周知の特徴および技術の詳細は省略されることがある。
明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などへの言及は、記載される実施形態が特定の特性、構造、または特徴を含んでもよいことを示すが、すべての実施形態が必ずしもその特定の特性、構造、または特徴を含まなくてもよい。さらに、こうした語句は必ずしも同じ実施形態を示さない。さらに、特定の特性、構造、または特徴がある実施形態に関連付けて記載されるとき、明示的に記載されていてもいなくても、こうした特性、構造、または特徴を他の実施形態に関連付けて実装することは当業者の知識の範囲内であると考えられる。
例示的実施形態の提示を曖昧にしないために、以下の詳細な説明において、当該技術分野で公知のいくつかの処理ステップまたは動作は、提示および例示の目的のために共に組み合わされていることがあり、場合によっては詳細に説明されていないことがある。他の場合には、当該技術分野で公知のいくつかの処理ステップまたは動作が全く説明されていないことがある。以下の説明は、さまざまな例示的実施形態による独特の特徴または構成要素に焦点を合わせていることが理解されるべきである。
例示的実施形態は、kube-edge構成を決定するための方法、コンピュータ・プログラム製品、およびシステムに向けられたものである。以下により詳細に説明されることとなるとおり、例示的実施形態は、モバイル・デバイスが存在し得るモバイル環境のカバレッジ・エリアにおいてkube-edgeポッド構成を自動設定するための機構を提供してもよい。例示的実施形態は、カバレッジ・エリア内のデバイスのモバイルな性質による変動する動的状態を考慮することによって、たとえばステートフル展開またはステートレス展開の間などのストレージ展開スキームに動的に従って、kube-edgeポッド構成を決定してもよい。例示的実施形態の主要な利益は、構成を動的に決定してkube-edge展開の静的形態から離れることを含んでもよく、それはモバイル環境においてシームレスに動作してもよい。以下に例示的実施形態の詳細な実装が続く。
クラウド環境におけるKube-edge展開は、一般的に静的な性質である。具体的には、ポッド構成に関して、kube-edge展開は固定されてKubernetesのポッドに対して使用される構成を有してもよい。たとえば、ポッド全体でストレージが共有されるように選択されてもよい。別の例では、ポッド全体のストレージがポッドに対して個別であるように選択されてもよい。従来のシステムにおけるkube-edge展開は、これらの構成のうちの1つがKubernetesによって使用されるように実質的に固定する。しかし、たとえばインターネット・オブ・シングス(IoT)などの開発によって、車両ネットワークにおけるより高速の5Gネットワークをもたらすか、または車両ネットワークを通じたリモート・エリアに対するより良好なカバレッジを可能にする、移動可能な車両におけるkube-edgeベースのアプリケーション・プログラム・インターフェース(API:application program interfaces)を可能にするモバイル・ベースの展開に対する必要性が生じた。したがって、kube-edge展開に対する固定的または静的アプローチは欠点を有し、モバイル環境におけるシームレスな動作を提供しない。
展開kube-edgeシステムの従来のアプローチは、kube-edgeの動作のやり方を改善するとされるさまざまな機構に関するものである。たとえば、従来のアプローチは、モバイル・エッジ・コンピューティング(MEC:mobile edge computing)をどのようにして5G技術と統合させ得るかを記載している。別の例では、従来のアプローチは、エッジ・クラウドの融合管理を記載しており、ここでは、リソースを限定されたエッジ・ノードが中央Kubernetesシステム内で管理される必要性をkube-edgeプログラムが満たす。さらなる例において、従来のアプローチは、5Gエッジ・クラウド・コンピューティングに対するKubernetesネイティブ・インフラストラクチャおよびオペレータ・フレームワークを記載する。さらに別の例において、従来のアプローチは、クラウドまたはKubernetesエコシステムをクラウドからエッジに拡張することを記載する。しかし、これらの従来のアプローチは、モバイル・エッジ・ノードの移動パターンおよびピア・エッジ・ノードとの通信対話を利用して、ステートレスからステートフルのオプションのスペクトルに広がる、サービス・レベル目標に従うkube-edgeポッド構成を生成するためのいかなる機構も提供しない。さらに、これらの従来のアプローチは、リソースおよびコストに関する標準パラメータを考慮していない。したがって従来のアプローチは、時空間ソーシャル・ネットワーク分析からエッジ・デバイス間の結合を理解し、この情報を利用して、より良好なトレードオフ決定をもたらすkube-edgeにおけるステートフル対ステートレス展開のより良好なトレードオフを提供することをしていない。
例示的実施形態は、モバイル・エッジ・デバイスの可用性およびそれぞれの構成に基づいて変動するリソースを有する、モバイル環境およびモバイル環境を伴うカバレッジ・エリアに対処するように構成される。したがって、例示的実施形態は、モバイル環境を追加するために同じkube-edgeポッド構成が一般的に適用されないアプローチを提供することに向けられたものである。モバイル環境において、所与の場所またはカバレッジ・エリアに対して、異なるモバイル・デバイスが利用可能であってもよい。異なるデバイスは、異なるコストおよびリソースに関連付けられていることがある。さらに、ある時点でカバレッジ・エリアに存在するモバイル・デバイスが別の時点では不在になることがあるため、これらのデバイスに対する可用性の時間は常に変化するかもしれない。したがって、デバイスの単純な静的選択が常に最適なソリューションを提供するわけではない。例示的実施形態は、より高度な分析を用いた動的アプローチを使用する。したがって例示的実施形態は、通常はモバイル・デバイスのモバイルな性質による複雑な決定を含む、ステートフルおよびステートレス展開の間の選択を提供する。この方式で、例示的実施形態は、最小限のインセンティブで高いカバレッジおよび可用性を可能にするために、所与のモバイル環境に対する最適なkube-edgeポッド構成を発見するように構成される。加えて例示的実施形態は、複数のデバイスが同時にポーリングするときに、最適なkube-edgeポッド構成を発見するように構成される。
クラウド環境におけるKubernetesに関連するkube-edgeおよびポッド構成を特に参照して、例示的実施形態を説明する。しかし、例示的実施形態がこうした配置に向けられるのは、単なる例示の目的である。例示的実施形態は、エッジ・システムが使用され得る任意のネットワーク形成環境において使用されるか、もしくは使用されるように修正されるか、またはその両方であってもよく、例示的実施形態の特徴は、処理されるカバレッジ・エリアに適合する最適な構成を決定するように適切に適用されてもよい。加えて、例示的実施形態は、ポッドに対するストレージ機能に関連するステートフルおよびステートレス展開に関して説明される。しかし、ステートフルおよびステートレス展開ならびにストレージ機能の使用は、単なる例示である。例示的実施形態は、他の機能に向けられ得る他の構成に対して使用されるか、もしくは修正されるか、またはその両方であってもよい。
図1は、例示的実施形態によるkube-edge構成システム100を示す。例示的実施形態によると、kube-edge構成システム100は1つまたは複数のスマート・デバイス110と、クラウド・サービス120と、構成サーバ130とを含んでもよく、これらすべてがネットワーク108を介して相互接続されていてもよい。例示的実施形態のプログラミングおよびデータは、ネットワーク108を介していくつかのサーバにわたってリモートに記憶されてアクセスされてもよいが、代替的または付加的に、例示的実施形態のプログラミングおよびデータは、ただ1つの物理的コンピュータ・デバイスか、または示されるコンピュータ・デバイス以外のものの間でローカルに記憶されてもよい。kube-edge構成システム100は、互いに直接的または間接的方式でデータを交換するように構成されたコンポーネントを含む通信配置を表す。
例示的実施形態において、ネットワーク108は、接続されたデバイス間でデータを転送できる通信チャネルであってもよい。したがって、kube-edge構成システム100のコンポーネントは、ネットワーク108を介して相互接続されたネットワーク・コンポーネントまたはネットワーク・デバイスを表してもよい。例示的実施形態において、ネットワーク108はインターネットであってもよく、インターネットに接続されたデバイス間の通信をサポートするためのネットワークおよびゲートウェイの世界的集合体を表していてもよい。さらに、ネットワーク108はたとえば有線、ワイヤレス、光ファイバなどのさまざまなタイプの接続を使用してもよく、それはイントラネット・ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN:local area network)、広域ネットワーク(WAN:wide area network)、またはそれらの組み合わせとして実装されてもよい。さらなる実施形態において、ネットワーク108はBluetoothネットワーク、WiFiネットワーク、またはそれらの組み合わせであってもよい。なおさらなる実施形態において、ネットワーク108は、2つ以上のパーティ間の通話を容易にするために使用される、有線ネットワーク、ワイヤレス・ネットワーク、クローズド・ネットワーク、衛星ネットワーク、またはそれらの組み合わせを含む電気通信ネットワークであってもよい。一般的に、ネットワーク108は、接続されたデバイス間の通信をサポートする接続およびプロトコルの任意の組み合わせを表してもよい。たとえば、ネットワーク108は、ネットワーク108を使用しないkube-edge構成システム100のコンポーネント間の直接的または間接的な有線またはワイヤレス接続も表してもよい。
例示的実施形態において、1つまたは複数のスマート・デバイス110はエッジ処理クライアント112を含んでもよく、それはエンタープライズ・サーバ、ラップトップ・コンピュータ、ノートパソコン、タブレット・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、パーソナル・コンピュータ(PC:personal computer)、デスクトップ・コンピュータ、サーバ、パーソナル・デジタル・アシスタント(PDA:personal digital assistant)、ダイヤル式電話、プッシュ式電話、スマート・フォン、携帯電話、仮想デバイス、シン・クライアント、インターネット・オブ・シングス(IoT)デバイス、または他のコンピュータ・デバイスからのデータの受信およびそこへの送信が可能な任意のその他の電子デバイスもしくはコンピュータ・システムであってもよい。スマート・デバイス110は単一のデバイスとして示されているが、他の実施形態では、スマート・デバイス110は、一緒に作業するか、または独立して作業するたとえばモジュール方式などのコンピュータ・デバイスのクラスタまたは複数のコンピュータ・デバイスを含んでもよい。スマート・デバイス110については、図3を参照したハードウェア実装、図4を参照したクラウド実装の一部、もしくは図5を参照した処理のために機能的抽象化レイヤを使用するもの、またはそれらの組み合わせとして、より詳細に説明される。
スマート・デバイス110は、予め規定されたカバレッジ・エリアに存在し得るモバイル環境の一部であり得る任意のモバイル・デバイスを表してもよい。カバレッジ・エリアは、さまざまな因子(例えば、物理的エリア境界、負荷因子など)に基づくさまざまな方式で予め規定されてもよい。クラウドに向けられたモバイル環境のkube-edge態様に関して、スマート・デバイス110はエッジ処理を提供するように構成されたエッジ・デバイスも表してもよい。この方式で、スマート・デバイス110は、エッジ・コンピューティング・インフラストラクチャ内のエッジ・ゲートウェイも含んでもよい。
例示的実施形態において、エッジ処理クライアント112はクライアント-サーバ関係におけるクライアントとして動作してもよく、それは特にスマート・デバイス110が位置するモバイル環境内のカバレッジ・エリアに対するkube-edgeポッド構成の決定に使用されるデータを交換できる、ソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア、またはそれらの組み合わせに基づくアプリケーションであってもよく、そのデータはネットワーク108を介して交換される。実施形態において、エッジ処理クライアント112は、ポーリング・データおよびその他の関連情報を交換してもよく、Bluetooth、2.4gHzおよび5gHzインターネット、近距離無線通信、Z-Wave、Zigbeeなどを含む、アプリケーションのバージョンを修正するために使用されるデータに関連するデータ送信および交換のためのさまざまな有線もしくはワイヤレスまたはその両方の接続プロトコルを使用してもよい。
エッジ処理クライアント112は、ポーリング・データを通信するように構成されてもよい。例示的実施形態において、カバレッジ・エリアに入る際に、エッジ処理クライアント112は、たとえば構成サーバ130などに送信されるポーリング・データを生成してもよい。この例示的実施形態において、スマート・デバイス110が含み得るネットワーク動作においては、ネットワーク・コンポーネントとの通信(例えば、関連付けプロセス、ハンドシェイク、ローミングなど)が、そのスマート・デバイス110が新たなカバレッジ・エリアに入ったかどうか、およびそのカバレッジ・エリアのアイデンティティに関する情報を含むことがある。別の例示的実施形態において、エッジ処理クライアント112はポーリング・データに対する要求を受信し、ポーリング・データを生成し、そのポーリング・データを含む応答をたとえば構成サーバ130などに送信してもよい。この例示的実施形態において、スマート・デバイス110は、例示的実施形態の特徴が提供されるカバレッジ・エリア内にあるものとして識別されてもよい。
エッジ処理クライアント112は、さまざまなタイプの情報を含むようにポーリング・データを生成してもよい。たとえば、ポーリング・データは、エッジ・デバイスとなるスマート・デバイス110の可用性情報、スマート・デバイス110の位置情報、スマート・デバイス110の移動情報などに加えて、ポーリング・データを生成しているスマート・デバイス110の技術的パラメータまたは技術情報を含んでもよい。技術情報は、利用可能なモバイル・リソース(例えば、CPU、ディスク空き容量など)、エッジ・デバイスとしての使用に関連するコストなどを含んでもよい。スマート・デバイス110に関する他の情報を確認するためにもポーリング・データが用いられてもよい。たとえば、位置情報および移動情報を用いて、処理中のカバレッジ・エリアにスマート・デバイス110が留まるモバイル可用性時間が決定されてもよい。エッジ処理クライアント112は、kube-edgeポッド構成の最適な決定が行われ得るように、ポーリング・データに含まれるべき任意の情報を提供してもよい。
クラウド・サービス120は、任意のクラウド・サービス・プロバイダと、スマート・デバイス110に関連するユーザに提供されるサービスとを表してもよい。当業者は、クラウド・サービス120を提供することに含まれ得るさまざまなコンポーネント、デバイス、接続などを理解するだろう。たとえば、クラウド・サービス120はクラウド・コンピューティングを使用してもよく、エンティティによって維持されるローカル・サーバまたはネットワークとは対照的に、クラウド・コンピューティングにおいてはリモート・サーバのネットワークおよびネットワーク(例えば、インターネット)を通じてホストされる他のネットワーク・デバイスがデータのストレージ、管理、処理などを提供してもよい。例示的実施形態は、クラウド・サービス120とともに使用されるか、もしくは使用されるように修正されるか、またはその両方であってもよく、スマート・デバイス110のユーザが利用可能な任意のクラウド・サービスを包含してもよい。
クラウド・サービス120は、クラウドに関連するさまざまな特徴を有してもよい。たとえば、クラウド・サービス120の提供において、クラウドは、さまざまなメトリックに基づいて複数のアプリケーションの展開、維持、スケールなどを行うように構成された機構を提供するビルディング・ブロックを定義するKubernetesを含んでもよい。当業者は、Kubernetesに関連するさまざまな技術的態様およびクラウドにおけるそれらの機能を理解するだろう。別の例において、クラウドは、コンテナ化したコンポーネントをグループ化するポッドを含んでもよく、各コンテナは基礎的なホスト・インフラストラクチャ・コンポーネントからアプリケーションを機能的に分離する。ポッドは、リソースを共有する機能を有するホスト・マシン上に共に配置され得る1つまたは複数のコンテナを含んでもよい。たとえば例示的実施形態を適用し得るものなどのkube-edgeシステムに関して、ポッドはステートフルまたはステートレス展開で構成されてもよく、ここでデータのストレージはそれぞれ個別のポッドに対するものであるか、または複数のポッド間で共有されてもよい。
例示的実施形態において、構成サーバ130は識別プログラム132と、ビッド・プログラム134と、結合プログラム136と、選択プログラム138とを含んでもよく、エッジ処理クライアント112とのクライアント-サーバ関係におけるサーバとして動作してもよい。構成サーバ130はエンタープライズ・サーバ、ラップトップ・コンピュータ、ノートパソコン、タブレット・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、PC、デスクトップ・コンピュータ、サーバ、PDA、ダイヤル式電話、プッシュ式電話、スマート・フォン、携帯電話、仮想デバイス、シン・クライアント、IoTデバイス、または他のコンピュータ・デバイスからのデータの受信およびそこへの送信が可能な任意のその他の電子デバイスもしくはコンピュータ・システムであってもよい。構成サーバ130は単一のデバイスとして示されているが、他の実施形態では、構成サーバ130は、一緒に作業するか、または独立して作業するコンピュータ・デバイスのクラスタまたは複数のコンピュータ・デバイスを含んでもよい。構成サーバ130については、図3を参照したハードウェア実装、図4を参照したクラウド実装の一部、もしくは図5を参照した処理のために機能的抽象化レイヤを使用するもの、またはそれらの組み合わせとして、より詳細に説明される。
例示的実施形態によると、構成サーバ130は、所与のモバイル環境に対するステートフル対ステートレス展開に焦点を合わせてkube-edgeポッド構成を発見して有効にしてもよく、これによって、モバイル環境におけるマルチデバイス可用性およびソーシャル・ネットワーク考慮の状況における最小限のインセンティブによる高いカバレッジおよび可用性が可能になる。
例示的実施形態において、識別プログラム132は、モバイル環境におけるカバレッジ・エリアを選択して、どのスマート・デバイス110が選択されたカバレッジ・エリア内に位置するかを決定するように構成されたソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア・アプリケーション、またはそれらの組み合わせであってもよい。エッジ処理クライアント112に関して上述したとおり、識別プログラム132は、能動的または受動的な方式で、選択されたカバレッジ・エリア内に位置するスマート・デバイス110をポーリングして、ポーリング・データを受信してもよい。たとえば、能動的方式では、カバレッジ・エリアが選択されたときに識別プログラム132がそのカバレッジ・エリアをポーリングして、デバイスがポーリング・データを提供することを要求してもよい。識別プログラム132はポーリング信号を生成してもよく、選択されたカバレッジ・エリアにそのポーリング信号が一斉送信されることによって、選択されたカバレッジ・エリア内の各々のスマート・デバイス110がポーリング信号を受信してもよい。代替的に、識別プログラム132は、スマート・デバイス110の識別を提供する情報をネットワーク・コンポーネントから受信してもよく、それに対して、識別プログラム132はこれらのスマート・デバイス110にポーリング信号を選択的に送信してもよい。別の例では、受動的方式で、識別プログラム132にモバイル環境内の1つまたは複数のカバレッジ・エリアが割り当てられてもよい。識別プログラム132に割り当てられたカバレッジ・エリアにスマート・デバイス110が入る度に、識別プログラム132はスマート・デバイス110からポーリング・データを受信してもよい。こうしたシナリオにおいて、識別プログラム132はポーリング信号を受動的に一斉送信してもよい(例えば、連続的に、断続的な間隔を置いて、など)。
例示的実施形態において、ビッド・プログラム134は、モバイル環境におけるカバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110からのビッド情報を含むポーリング・データを処理するように構成されたソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア・アプリケーション、またはそれらの組み合わせであってもよい。上述のとおり、ポーリング・データは、さまざまなタイプの入力を含むビッド情報を含んでもよい。たとえば、ポーリング・データは、スマート・デバイス110に関する可用性情報、位置情報、移動情報、技術的パラメータなどを含む情報を含んでもよい。可用性情報は、スマート・デバイス110がkube-edgeポッド構成に対するエッジ・デバイスとしての使用のために利用可能かどうかを示してもよい。位置情報は、カバレッジ・エリア内の物理的位置を示してもよい。技術的パラメータは、スマート・デバイス110のさまざまな技術的特徴(例えば、モデル、プロセッサ・タイプ、グラフィックス・カードなど)を提供してもよい。(例えば、スマート・デバイス110がエッジ・デバイスとして利用可能なときに)ポーリング・データに含まれるビッド情報は、(例えば、エッジ・デバイスの)サービスの提供において利用可能なリソースおよび予期されるコストに関する情報を含んでもよい。たとえば、ビッド情報はモバイル・リソース(例えば、CPU、ディスク空き容量など)、コスト(例えば、処理コスト、財務コストなど)、サービス(例えば、クラウド・サービス120の1つ)に必要な最小および最大リソース、モバイル可用性時間(例えば、スマート・デバイス110がカバレッジ・エリアに留まる持続時間、任意のその他の理由でスマート・デバイス110がエッジ・デバイスとなって利用可能な持続時間など)を含んでもよい。
ビッド・プログラム134はポーリング情報およびビッド・データを用いて、カバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110のそれぞれのコストおよびリソースに基づいて、ユーティリティ・スコアを生成してもよい。ユーティリティ・スコアはカバレッジ・エリアに向けられていてもよく、カバレッジ・エリア内のスマート・デバイスのさまざまな情報を取り込んでいてもよい。ユーティリティ・スコアは、kube-edgeポッド構成に対するステートレス展開(例えば、ストレージがポッド間で共有される)か、またはkube-edgeポッド構成に対するステートフル展開(例えば、ストレージは各ポッドに対する個別のものである)を使用するかどうかを示してもよい。ビッド・プログラム134はある範囲の値に沿ってユーティリティ・スコアを生成してもよく、かつユーティリティ閾値を使用してもよく、ここでユーティリティ閾値の一方の側のユーティリティ・スコアはステートレス展開を示し、ユーティリティ閾値の他方の側のユーティリティ・スコアはステートフル展開を示す。
例示的実装において、スマート・デバイス110はカバレッジ・エリア内で実質的に静的であってもよく、したがって各々のスマート・デバイス110のリソースは比較的多量であり、コストは比較的最小限であり、クラウド・サービスの必要とされるリソースは管理可能であり、スマート・デバイス110は少なくともクラウド・サービスが使用される持続時間にわたって利用可能であってもよい。この例示的実装において、ビッド・プログラム134はビッド情報を処理して、ユーティリティ・スコア範囲の一方の極値に向かうユーティリティ・スコアを決定してもよい。たとえば、ユーティリティ・スコアは0~1の範囲であってもよく、ここで1はステートフル展開を使用することを示し、0はステートレス展開を使用することを示す。ユーティリティ・スコアはその範囲の中間点(例えば、0.5)にユーティリティ閾値設定も含んでもよいが、閾値はさまざまな理由(例えば、展開を一方の構成の方に別の構成よりも偏らせるため、ビッド情報のタイプを考慮して、など)から、その範囲に沿った任意の場所に位置してもよい。よって、この例示的実装において、ビッド・プログラム134はユーティリティ・スコアを0.5より高く、1により近くなるように決定してもよい。よって、カバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110のコストおよびリソースを使用したユーティリティ・スコアのみに基づいて、このシナリオに対してステートフル展開が決定されてもよい。別の例示的実装において、スマート・デバイス110はカバレッジ・エリア内で実質的にモバイルかつ一時的であってもよく、したがって各々のスマート・デバイス110のリソースは比較的不安定であり、コストは変動し、クラウド・サービスの必要とされるリソースは管理可能であることもないこともあり、スマート・デバイス110はクラウド・サービスが使用される持続時間をカバーすることもしないこともある不確定な時間の間利用可能であってもよい。この例示的実装において、ビッド・プログラム134はビッド情報を処理して、ユーティリティ・スコア範囲の他方の極値に向かうユーティリティ・スコアを決定してもよい。たとえば、ビッド・プログラム134はユーティリティ・スコアを0.5未満に、0により近くなるように決定してもよい。よって、カバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110のコストおよびリソースを使用したユーティリティ・スコアのみに基づいて、このシナリオに対してステートレス展開が決定されてもよい。
加えてビッド・プログラム134は、ユーティリティ・スコアおよびビッド情報に基づいて、カバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110をどのようにソートするかを決定してもよい。たとえば、ユーティリティ・スコアがステートフル展開を示すとき、ビッド・プログラム134は、個々のストレージ動作が使用されるポッドにどのスマート・デバイス110が関連付けられるべきかを識別してもよい。別の例において、ユーティリティ・スコアがステートレス展開を示すとき、ビッド・プログラム134は、ストレージが共有されるさまざまなポッドにどのスマート・デバイス110が関連付けられるべきかを識別してもよい。
例示的実施形態において、結合プログラム136は、2つ以上のスマート・デバイス110をセット(例えば、結合)の一部とみなしてもよいかどうかを決定するように構成されたソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア・アプリケーション、またはそれらの組み合わせであってもよい。結合プログラム136は、ポーリング・データもしくはその他の利用可能な情報(例えば、ソーシャル・メディア・サイトの情報などの公的に入手可能な情報)またはその両方を使用してもよい。結合プログラム136は、スマート・デバイス110に関連する2人以上のユーザの間、もしくは2つ以上のスマート・デバイス110自体の間、またはその両方の時空間ソーシャル・ネットワーク関係について、所与の対が結合されてもよいかどうか、または複数のスマート・デバイス110を1セットとみなしてもよいかどうかを分析してもよい。たとえば、結合プログラム136は、一組の夫婦が同じ車両で一緒に移動してカバレッジ・エリアを通過中であるという情報を受信してもよい。したがって結合プログラム136は、その夫婦に関連するスマート・デバイス110を例示的実施形態の目的で結合してもよいと決定してもよい。別の例において、結合プログラム136は、スマート・デバイス110のグループが共通の輸送機関で一緒に移動している(例えば、バスに乗ったスポーツ・チーム)ことから、これらのスマート・デバイス110を例示的実施形態の目的で1セットとして結合またはグループ化してもよいと決定してもよい。
結合プログラム136は、ポーリング・データのさまざまな分析を通じて決定された結合情報を使用して、ビッド・プログラム134によって決定されたユーティリティ・スコアを修正してもよい。たとえば、結合プログラム136は、一対のスマート・デバイス110を結合してもよいと決定してもよい。その後結合プログラム136は、その結合に基づいて、特定のリソースを集約するか、または別様にグループ化されたものとみなしてもよいことを決定してもよい。この方式で、結合またはグループ化されたスマート・デバイス110について、その結合またはグループ化されたスマート・デバイス110は、結合されたコストもしくは結合されたリソース可用性またはその両方を有してもよい。特定の例において、結合プログラム136は、結合されたスマート・デバイス110によってkube-edgeの共有ディスクを用いることによってリソースを節約する可能性を決定してもよい。この方式で、結合プログラム136もしくはビッド・プログラム134またはその両方は、カバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110のこの更新されたコストもしくはリソース情報またはその両方を使用して、結合情報に基づく修正されたユーティリティ・スコアとしてユーティリティ・スコアを再評価してもよい。修正されたユーティリティ・スコアをユーティリティ閾値に対して評価して、対応する展開タイプが決定されてもよい。
例示的実施形態において、選択プログラム138は、kube-edgeポッド構成において使用されるべき展開の決定を実装するように構成されたソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア・アプリケーション、またはそれらの組み合わせであってもよい。選択プログラム138は、(例えば、ユーティリティ・スコアを更新するために結合情報を利用できるときに)修正されたユーティリティ・スコアを用いて、カバレッジ・エリア内に存在するスマート・デバイス110の現在の状態を考慮して、そのカバレッジ・エリアに対してどの展開を使用するかを決定してもよい。上述のとおり、ビッド・プログラム134もしくは結合プログラム136またはその両方は、クラウド・サービス120に対する動作を行うためにスマート・デバイス110のソートもしくは割り当てまたはその両方を行うための方式も決定してもよい。たとえば、ストレージの目的のために、kube-edgeポッド構成に対してステートフル展開が使用されるとき、(例えば、カバレッジ・エリア内に存在するすべてのスマート・デバイス110のコストもしくはリソース情報またはその両方に基づいて)所与のポッドに対するデータのストレージのために1つまたは複数のスマート・デバイス110が選択されてもよい。別の例において、kube-edgeポッド構成に対してステートレス展開が使用されるとき、(例えば、カバレッジ・エリア内に存在するすべてのスマート・デバイス110のコストもしくはリソース情報またはその両方に基づいて)ポッド間でストレージが共有されるときの複数のポッドに対するデータのストレージのために1つまたは複数のスマート・デバイス110が選択されてもよい。
図2は、例示的実施形態による、kube-edgeポッド構成の決定におけるkube-edge構成システム100の構成サーバ130の動作を示す方法200の例示的フローチャートを示す。方法200は、構成サーバ130の識別プログラム132と、ビッド・プログラム134と、結合プログラム136と、選択プログラム138とによって行われる動作に関するものであってもよい。したがって、方法200は構成サーバ130の観点から説明されることとなる。
構成サーバ130は、カバレッジ・エリア内のデバイスをポーリングする(ステップ202)。構成サーバ130は、さまざまな方式でカバレッジ内のスマート・デバイス110をポーリングしてもよい。例示的実装において、構成サーバ130は能動的アプローチを使用してもよく、ここでは構成サーバ130がカバレッジ・エリアを選択して、選択されたカバレッジ・エリアに対するポーリング信号を一斉送信または伝送する。現在カバレッジ・エリア内に位置し、かつポーリング信号を受信可能なスマート・デバイス110が、それに従って応答してもよい。別の例示的実装において、構成サーバ130は受動的アプローチを使用してもよく、ここでは構成サーバ130があるカバレッジ・エリアを担当し、ポーリング信号を継続的に一斉送信して、カバレッジ・エリア内にあるスマート・デバイス110からの応答を待ってもよい。さらなる例示的実装において、構成サーバ130は能動的アプローチおよび受動的アプローチによって構成されてもよい。
構成サーバ130は、kube-edgeポッド構成を決定すべき任意のデバイスがカバレッジ・エリア内に存在するかどうかを決定する(決定204)。ポーリング信号と、ポーリング信号への応答とに基づいて、構成サーバ130はカバレッジ・エリア内の任意のスマート・デバイス110の存在を決定してもよい。カバレッジ・エリア内にスマート・デバイス110が存在しないことの結果として(決定204、「NO」分岐)、構成サーバ130はデフォルト展開を使用してもよい。デフォルト展開は、たとえば管理者などによって選択された、事前選択された展開であってもよい。加えて、展開履歴に基づいて、より頻繁に使用される展開を選択することによって、デフォルト展開が動的に選択されてもよい。
カバレッジ・エリア内に少なくとも1つのスマート・デバイス110が存在することの結果として(決定204、「YES」分岐)、構成サーバ130はカバレッジ・エリア内の各デバイスからのビッド・データを要求する(ステップ206)。ポーリング信号への応答において、構成サーバ130はカバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110からポーリング・データを受信してもよい。ポーリング・データは、スマート・デバイス110に関する情報(例えば、可用性情報、位置情報、移動情報など)と、ビッド情報(例えば、スマート・デバイス110のコストもしくはリソースまたはその両方に関する情報)とを含んでもよい。
構成サーバ130は、ビッド・データを受信したかどうか、またはkube-edgeポッド構成のためにスマート・デバイス110が利用可能かどうかを決定する(決定208)。構成サーバ130がビッド・データを受信していないか、または利用可能なスマート・デバイス110がないと決定したことの結果として(決定208、「NO」分岐)、構成サーバ130は再びデフォルト展開に従ってもよい。
構成サーバ130がビッド・データを受信して、少なくとも1つのスマート・デバイス110が利用可能であると決定したことの結果として(決定208、「YES」分岐)、構成サーバ130は、ビッド情報に基づいてカバレッジ・エリアに対するユーティリティ・スコアを決定する(ステップ210)。スマート・デバイス110のコストおよびリソースを示すビッド情報ならびにクラウド・サービス120によって、構成サーバ130は最適化分析としてユーティリティ・スコアを決定してもよい。
構成サーバ130は、スマート・デバイス110の間に任意の時空間ソーシャル・ネットワーク関係データが存在するかどうかを決定する(ステップ212)。具体的には、構成サーバ130は、一対のスマート・デバイス110を結合してもよいかどうか、または複数のスマート・デバイス110を1セットとみなしてよいかどうかに関する結合情報を決定する。スマート・デバイス110の結合またはグループ化において、コストを低減し得るか、またはリソースを節約し得るように、コストもしくはリソースまたはその両方を再評価してもよい。たとえば、スマート・デバイス110が結合され得るとき、結合されたスマート・デバイス110のディスクによってストレージ動作が共有されてもよい。この方式で、カバレッジ・エリア内のスマート・デバイス110のコストもしくはリソースまたはその両方が再評価されてもよい。したがって、構成サーバ130は、ユーティリティ・スコアおよび結合情報に基づいて修正したユーティリティ・スコアを決定してもよい。
(例えば、結合情報が利用可能であるときの)修正したユーティリティ・スコアまたは(例えば、結合情報が利用可能でないときの)ユーティリティ・スコアを使用して、構成サーバ130はカバレッジ・エリアに対して用いるべき構成を決定する(ステップ214)。具体的には、構成サーバ130は、kube-edgeポッド構成を、ストレージが各ポッドに対する個別のものであるステートフルにするか、またはストレージがポッド間で共有されるステートレスにするかを決定してもよく、いずれの展開においてもストレージは1つまたは複数のスマート・デバイス110を通じたものである。加えて構成サーバ130は、どのスマート・デバイス110をストレージ機能に用いるかを決定することによって、選択されたkube-edgeポッド構成展開をどのように提供するかを決定してもよい。
例示的実施形態は、1つまたは複数のモバイル・デバイスが存在し得るモバイル環境のカバレッジ・エリアに対するkube-edgeポッド構成を決定するように構成される。モバイル環境は、カバレッジ・エリアを出入りするモバイル・デバイスによる動的状態を伴い、加えて各モバイル・デバイスはエッジ・デバイスとなることにおいて自身に関連する動的コストおよびリソースを有するため、例示的実施形態は、カバレッジ・エリアの現存する状態に基づいてステートフル展開またはステートレス展開を選択することによって、kube-edgeポッド構成を動的に決定する。
さまざまな特徴によると、例示的実施形態は、所与のモバイル環境に対する最良のkube-edgeポッド構成を発見して有効にするために、マルチデバイス可用性の状況での時空間ソーシャル・ネットワーク分析を利用することによって、最小限のインセンティブによる高いカバレッジおよび可用性を可能にする。加えて例示的実施形態は、モバイル・ノードの移動パターンおよびそれらとピア・ノードとの通信対話を利用して、ステートレスからステートフルのオプションのスペクトルに広がる、サービス・レベル目標に従うkube-edgeポッド構成を生成する。例示的実施形態はさらに、リソースおよびコストに関する標準パラメータを考慮し、加えて時空間ソーシャル・ネットワーク分析に基づいてデバイスを結合またはグループ化する可能性を理解し、これを利用してkube-edgeにおけるステートフル対ステートレスの間のトレードオフをより良好にして、より良好なトレードオフ決定をもたらす。
図3は、例示的実施形態による、図1のkube-edge構成システム100内のデバイスのブロック図を示す。当然のことながら、図3は1つの実装の単なる例示を提供するものであり、異なる実施形態が実装され得る環境に関するいかなる限定も暗示していない。示される環境に対して多くの修正がなされてもよい。
本明細書で使用されるデバイスは、1つまたは複数のプロセッサ02、1つまたは複数のコンピュータ可読RAM04、1つまたは複数のコンピュータ可読ROM06、1つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体08、デバイス・ドライバ12、読取り/書込みドライブまたはインターフェース14、ネットワーク・アダプタまたはインターフェース16を含んでもよく、すべては通信ファブリック18を通じて相互接続される。通信ファブリック18は、プロセッサ(たとえばマイクロプロセッサ、通信およびネットワーク・プロセッサなど)、システム・メモリ、周辺デバイス、およびシステム内の任意のその他のハードウェア・コンポーネントの間でデータを送るか、もしくは情報を制御するか、またはその両方を行うために設計された任意のアーキテクチャによって実装されてもよい。
1つまたは複数のオペレーティング・システム10および1つまたは複数のアプリケーション・プログラム11は、それぞれのRAM04(通常はキャッシュ・メモリを含む)のうちの1つまたは複数を介した1つまたは複数のプロセッサ02による実行のために、1つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体08に記憶される。例示される実施形態において、各々のコンピュータ可読記憶媒体08は、内部ハード・ドライブの磁気ディスク・ストレージ・デバイス、CD-ROM、DVD、メモリ・スティック、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、半導体記憶デバイス、たとえばRAM、ROM、EPROM、フラッシュ・メモリなど、またはコンピュータ・プログラムおよびデジタル情報を記憶できる任意のその他のコンピュータ可読有形ストレージ・デバイスであってもよい。
本明細書において用いられるデバイスは、1つまたは複数のポータブル・コンピュータ可読記憶媒体26からの読取りおよびそこへの書込みを行うためのR/Wドライブまたはインターフェース14も含んでもよい。前記デバイスにおけるアプリケーション・プログラム11は、ポータブル・コンピュータ可読記憶媒体26の1つまたは複数に記憶され、それぞれのR/Wドライブまたはインターフェース14を介して読取られて、それぞれのコンピュータ可読記憶媒体08にロードされてもよい。
本明細書において用いられるデバイスは、たとえばTCP/IPアダプタ・カードまたはワイヤレス通信アダプタ(たとえばOFDMA技術を用いた4Gワイヤレス通信アダプタなど)などのネットワーク・アダプタまたはインターフェース16も含んでもよい。前記コンピュータ・デバイスにおけるアプリケーション・プログラム11は、ネットワーク(たとえばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、またはその他の広域ネットワークもしくはワイヤレス・ネットワークなど)と、ネットワーク・アダプタまたはインターフェース16とを介して、外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスからコンピュータ・デバイスにダウンロードされてもよい。プログラムは、ネットワーク・アダプタまたはインターフェース16からコンピュータ可読記憶媒体08にロードされてもよい。ネットワークは銅線、光ファイバ、ワイヤレス伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、もしくはエッジ・サーバ、またはその組み合わせを含んでもよい。
本明細書において用いられるデバイスは、ディスプレイ・スクリーン20、キーボードまたはキーパッド22、およびコンピュータ・マウスまたはタッチパッド24も含んでもよい。デバイス・ドライバ12は、イメージングのためのディスプレイ・スクリーン20、キーボードもしくはキーパッド22、コンピュータ・マウスもしくはタッチパッド24、または英数字エントリおよびユーザ選択の圧力検知のためのディスプレイ・スクリーン20、またはそれらの組み合わせとインターフェースする。デバイス・ドライバ12、R/Wドライブまたはインターフェース14、およびネットワーク・アダプタまたはインターフェース16は、(コンピュータ可読記憶媒体08もしくはROM06またはその両方に記憶される)ハードウェアおよびソフトウェアを含んでもよい。
本明細書に記載されるプログラムは、例示的実施形態の特定の1つにおいてそれらのプログラムが実装されるアプリケーションに基づいて識別される。しかし当然のことながら、本明細書における任意の特定のプログラム体系は単に便宜のために用いられるものであり、よって例示的実施形態は、こうした体系によって識別されるか、もしくは暗示されるか、またはその両方である任意の特定のアプリケーションにおける使用のみに限定されるべきではない。
前述に基づいて、コンピュータ・システムと、方法と、コンピュータ・プログラム製品とが開示されている。しかし、例示的実施形態の範囲から逸脱することなく、多数の修正および置換が行われ得る。したがって、例示的実施形態は限定ではなく例として開示されている。
この開示はクラウド・コンピューティングの詳細な説明を含むが、本明細書に記述される教示の実装はクラウド・コンピューティング環境に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、例示的実施形態は、現在公知であるか、または後に開発される任意のその他のタイプのコンピューティング環境と共に実装され得る。
クラウド・コンピューティングは、最小限の管理努力またはサービスのプロバイダとの対話によって迅速にプロビジョニングおよびリリースされ得る構成可能なコンピューティング・リソース(例えば、ネットワーク、ネットワーク帯域幅、サーバ、処理、メモリ、ストレージ、アプリケーション、仮想マシン、およびサービス)の共有プールへの便利なオンデマンド・ネットワーク・アクセスを可能にするためのサービス配信のモデルである。このクラウド・モデルは少なくとも5つの特性と、少なくとも3つのサービス・モデルと、少なくとも4つの展開モデルとを含んでもよい。
特性は次のとおりである。
オンデマンド・セルフサービス。クラウド消費者は、たとえばサーバ時間およびネットワーク・ストレージなどのコンピューティング機能を、必要に応じて自動的に、サービスのプロバイダとの人的対話を必要とせずに一方的にプロビジョニングできる。
広範なネットワーク・アクセス。機能はネットワークを通じて利用可能であり、さまざまなシンまたはシック・クライアント・プラットフォーム(例えば、携帯電話、ラップトップ、およびPDA)による使用を促進する標準的な機構を通じてアクセスされる。
リソース・プール。マルチテナント・モデルを用いて複数の消費者にサービスするために、プロバイダのコンピューティング・リソースはプールされ、要求に従って異なる物理および仮想リソースが動的に割り当ておよび再割り当てされる。消費者は一般的に、提供されるリソースの正確な場所に対する制御も知識も有さないが、より高い抽象化レベルにおける場所(例えば、国、州、またはデータセンタ)を特定できてもよいという点で、場所独立性の意味が存在する。
迅速な弾力性。機能は、素早くスケール・アウトするために場合によっては自動的に、迅速かつ弾力的にプロビジョニングされ、かつ素早くスケール・インするために迅速にリリースされ得る。消費者にとって、プロビジョニングのために利用可能な機能はしばしば無制限にみえ、任意のときに任意の量を購入できる。
従量制サービス。クラウド・システムは、サービスのタイプ(例えば、ストレージ、処理、帯域幅、およびアクティブ・ユーザ・アカウント)に対して適切な何らかの抽象化レベルにおいて計測機能を利用することによって、リソースの使用を自動的に制御および最適化する。リソースの使用をモニタ、制御、および報告して、使用されるサービスのプロバイダおよび消費者の両方に対する透明性を提供できる。
サービス・モデルは次のとおりである。
サービスとしてのソフトウェア(SaaS:Software as a Service)。消費者に提供される機能は、クラウド・インフラストラクチャにおいて動作するプロバイダのアプリケーションの使用である。アプリケーションは、さまざまなクライアント・デバイスからたとえばウェブ・ブラウザ(例えば、ウェブ・ベースのeメール)などのシン・クライアント・インターフェースを通じてアクセス可能である。消費者はネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、ストレージ、または個々のアプリケーション機能さえも含む基礎的なクラウド・インフラストラクチャを管理または制御することはなく、例外となり得るのは限られたユーザ特有のアプリケーション構成設定である。
サービスとしてのプラットフォーム(PaaS:Platform as a Service)。消費者に提供される機能は、プロバイダによってサポートされるプログラミング言語およびツールを用いて作成された、消費者が作成または取得したアプリケーションのクラウド・インフラストラクチャへの展開である。消費者はネットワーク、サーバ、オペレーティング・システム、またはストレージを含む基礎的なクラウド・インフラストラクチャを管理または制御することはないが、展開されたアプリケーションおよびおそらくはアプリケーション・ホスティング環境構成に対する制御を有する。
サービスとしてのインフラストラクチャ(IaaS:Infrastructure as a Service)。消費者に提供される機能は、オペレーティング・システムおよびアプリケーションを含み得る、消費者が任意のソフトウェアを展開および実行することが可能な処理、ストレージ、ネットワーク、およびその他の基本的なコンピューティング・リソースのプロビジョニングである。消費者は基礎的なクラウド・インフラストラクチャを管理または制御することはないが、オペレーティング・システム、ストレージ、展開されたアプリケーションに対する制御、およびおそらくはネットワーク形成コンポーネント(例えば、ホスト・ファイアウォール)の選択に対する限られた制御を有する。
展開モデルは次のとおりである。
プライベート・クラウド。このクラウド・インフラストラクチャは、ある組織に対してのみ操作される。これはその組織またはサード・パーティによって管理されてもよく、オンプレミスまたはオフプレミスに存在してもよい。
コミュニティ・クラウド。このクラウド・インフラストラクチャは複数の組織によって共有され、共通する関心事項(例えば、任務、セキュリティ要件、ポリシー、およびコンプライアンスの検討)を有する特定のコミュニティをサポートする。これはそれらの組織またはサード・パーティによって管理されてもよく、オンプレミスまたはオフプレミスに存在してもよい。
パブリック・クラウド。このクラウド・インフラストラクチャは、一般人または大規模な産業グループに対して利用可能にされ、クラウド・サービスを販売する組織が所有している。
ハイブリッド・クラウド。このクラウド・インフラストラクチャは2つ以上のクラウド(プライベート、コミュニティ、またはパブリック)の複合体であり、それらのクラウドは独自のエンティティに留まるが、データおよびアプリケーション・ポータビリティを可能にする標準または独自の技術(例えば、クラウド間のロード・バランシングのためのクラウド・バースティング)によって共に結合される。
クラウド・コンピューティング環境はサービス指向型であり、ステートレス性、低結合性、モジュラリティ、およびセマンティックな相互運用性に焦点を合わせている。クラウド・コンピューティングの中心には、相互接続されたノードのネットワークを含むインフラストラクチャがある。
ここで図4を参照すると、例示的なクラウド・コンピューティング環境50が示されている。示されるとおり、クラウド・コンピューティング環境50は1つまたは複数のクラウド・コンピューティング・ノード40を含み、たとえばパーソナル・デジタル・アシスタント(PDA)もしくは携帯電話54A、デスクトップ・コンピュータ54B、ラップトップ・コンピュータ54C、または自動車のコンピュータ・システム54N、またはそれらの組み合わせなどの、クラウド消費者によって用いられるローカル・コンピュータ・デバイスが、このクラウド・コンピューティング・ノード40によって通信してもよい。ノード40は互いに通信してもよい。これらのノードは、たとえば上述したプライベート、コミュニティ、パブリック、もしくはハイブリッド・クラウド、またはそれらの組み合わせなどの1つまたは複数のネットワークにおいて、物理的または仮想的にグループ化(図示せず)されてもよい。このことは、クラウド・コンピューティング環境50がインフラストラクチャ、プラットフォーム、もしくはソフトウェア、またはそれらの組み合わせを、クラウド消費者がそれに対するリソースをローカル・コンピュータ・デバイスにおいて維持する必要のないサービスとして提供することを可能にする。図4に示されるコンピュータ・デバイス54A~Nのタイプは単なる例示であることが意図されており、コンピューティング・ノード40およびクラウド・コンピューティング環境50は、任意のタイプのネットワークもしくはネットワーク・アドレス可能接続(例えば、ウェブ・ブラウザを使用するもの)またはその両方を通じて、任意のタイプのコンピュータ・デバイスと通信できることが理解される。
ここで図5を参照すると、クラウド・コンピューティング環境50(図4)によって提供される機能的抽象化レイヤのセットが示されている。図5に示されるコンポーネント、レイヤ、および機能は単なる例示であることが意図されており、例示的実施形態はそれらに限定されないことが予め理解されるべきである。示されるとおり、以下のレイヤおよび対応する機能が提供される。
ハードウェアおよびソフトウェア・レイヤ60は、ハードウェアおよびソフトウェア・コンポーネントを含む。ハードウェア・コンポーネントの例は、メインフレーム61、RISC(縮小命令セット・コンピュータ(Reduced Instruction Set Computer))アーキテクチャ・ベースのサーバ62、サーバ63、ブレード・サーバ64、ストレージ・デバイス65、ならびにネットワークおよびネットワーク形成コンポーネント66を含む。いくつかの実施形態において、ソフトウェア・コンポーネントは、ネットワーク・アプリケーション・サーバ・ソフトウェア67およびデータベース・ソフトウェア68を含む。
仮想化レイヤ70は抽象化レイヤを提供し、この抽象化レイヤから仮想エンティティの以下の例が提供されてもよい。仮想サーバ71、仮想ストレージ72、仮想プライベート・ネットワークを含む仮想ネットワーク73、仮想アプリケーションおよびオペレーティング・システム74、ならびに仮想クライアント75。
一例において、管理レイヤ80は以下に記載される機能を提供してもよい。リソース・プロビジョニング81は、クラウド・コンピューティング環境内でタスクを行うために使用されるコンピューティング・リソースおよびその他のリソースの動的調達を提供する。計測および価格決定82は、クラウド・コンピューティング環境内でリソースが使用される際のコスト追跡と、これらのリソースの消費に対する課金またはインボイス作成を提供する。一例において、これらのリソースはアプリケーション・ソフトウェア・ライセンスを含んでもよい。セキュリティは、クラウド消費者およびタスクに対するアイデンティティ検証、ならびにデータおよびその他のリソースの保護を提供する。ユーザ・ポータル83は、消費者およびシステム管理者に対するクラウド・コンピューティング環境へのアクセスを提供する。サービス・レベル管理84は、要求されるサービス・レベルが満たされるようにクラウド・コンピューティング・リソースの割り当ておよび管理を提供する。サービス・レベル・アグリーメント(SLA:Service Level Agreement)計画および実現85は、SLAによって将来の要求が予測されるクラウド・コンピューティング・リソースに対する事前の取り決めおよびその調達を提供する。
ワークロード・レイヤ90は、クラウド・コンピューティング環境が使用され得る機能の例を提供する。このレイヤから提供され得るワークロードおよび機能の例は、マッピングおよびナビゲーション91、ソフトウェア開発およびライフサイクル管理92、仮想教室の教育配信93、データ分析処理94、トランザクション処理95、およびkube-edge構成処理96を含む。
本発明は、任意の可能な技術的詳細レベルの統合におけるシステム、方法、もしくはコンピュータ・プログラム製品、またはそれらの組み合わせであってもよい。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体(または複数の媒体)を含んでもよい。
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用するための命令を保持および記憶できる有形デバイスであり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、たとえば電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁気ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、または前述の任意の好適な組み合わせなどであってもよいが、それに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非網羅的なリストは以下を含む。ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ(RAM:random access memory)、リード・オンリ・メモリ(ROM:read-only memory)、消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ(erasable programmable read-only memory)(EPROMまたはフラッシュ・メモリ)、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM:static random access memory)、ポータブル・コンパクト・ディスク・リード・オンリ・メモリ(CD-ROM:compact disc read-only memory)、デジタル多用途ディスク(DVD:digital versatile disk)、メモリ・スティック、フレキシブル・ディスク、機械的にコード化されたデバイス、たとえばパンチ・カードまたは記録された命令を有する溝の中の隆起構造体など、および前述の任意の好適な組み合わせ。本明細書において用いられるコンピュータ可読記憶媒体は、たとえば電波もしくはその他の自由に伝播する電磁波、導波路もしくはその他の伝送媒体を通じて伝播する電磁波(例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス)、またはワイヤを通じて伝送される電気信号など、それ自体が一時的な信号であると解釈されるべきではない。
本明細書に記載されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれのコンピューティング/処理デバイスにダウンロードされ得るか、またはたとえばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、もしくはワイヤレス・ネットワーク、またはそれらの組み合わせなどのネットワークを介して外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスにダウンロードされ得る。ネットワークは銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、ワイヤレス伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、もしくはエッジ・サーバ、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。各コンピューティング/処理デバイス内のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信して、そのコンピュータ可読プログラム命令をそれぞれのコンピューティング/処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に記憶するために転送する。
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令はアセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ(ISA:instruction-set-architecture)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路に対する構成データ、または1つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれたソース・コードもしくはオブジェクト・コードであってもよく、このプログラミング言語はオブジェクト指向プログラミング言語、たとえばSmalltalk、またはC++など、および手続き型プログラミング言語、たとえば「C」プログラミング言語または類似のプログラミング言語などを含む。コンピュータ可読プログラム命令は、すべてがユーザのコンピュータで実行されてもよいし、スタンド・アロン・ソフトウェア・パッケージとして部分的にユーザのコンピュータで実行されてもよいし、一部がユーザのコンピュータで、一部がリモート・コンピュータで実行されてもよいし、すべてがリモート・コンピュータまたはサーバで実行されてもよい。後者のシナリオにおいて、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)または広域ネットワーク(WAN)を含む任意のタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続されてもよいし、(たとえば、インターネット・サービス・プロバイダを用いてインターネットを通じて)外部コンピュータへの接続が行われてもよい。いくつかの実施形態において、たとえばプログラマブル・ロジック回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:field-programmable gate arrays)、またはプログラマブル・ロジック・アレイ(PLA:programmable logic arrays)などを含む電子回路は、本発明の態様を行うために電子回路をパーソナライズするためのコンピュータ可読プログラム命令の状態情報を使用することによって、コンピュータ可読プログラム命令を実行してもよい。
本明細書においては、本発明の実施形態による方法、装置(システム)、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図もしくはブロック図またはその両方を参照して、本発明の態様を説明している。フローチャート図もしくはブロック図またはその両方の各ブロック、およびフローチャート図もしくはブロック図またはその両方におけるブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装され得ることが理解されるだろう。
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータか、またはマシンを生成するためのその他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサに提供されることによって、そのコンピュータまたはその他のプログラマブル・データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートもしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定される機能/動作を実装するための手段を生じてもよい。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、プログラマブル・データ処理装置、もしくはその他のデバイス、またはそれらの組み合わせに特定の方式で機能するように指示できるコンピュータ可読記憶媒体にも記憶されることによって、命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体が、フローチャートもしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定される機能/動作の態様を実装する命令を含む製造物を含んでもよい。
コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理装置、または他のデバイスにもロードされて、コンピュータに実装されるプロセスを生成するためにコンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイスにおいて一連の動作ステップを行わせることによって、そのコンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイスにおいて実行される命令が、フローチャートもしくはブロック図またはその両方の単数または複数のブロックにおいて指定される機能/動作を実装してもよい。
図面におけるフローチャートおよびブロック図は、本発明のさまざまな実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示すものである。これに関して、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、命令のモジュール、セグメント、または一部分を表してもよく、これは指定される論理機能(単数または複数)を実装するための1つまたは複数の実行可能命令を含む。いくつかの代替的実装において、ブロック内に示される機能は、図面に示されるものとは異なる順序で起こってもよい。たとえば、連続して示される2つのブロックは、実際には1つのステップとして達成されてもよく、同時に実行されても、部分的もしくは全体的に時間が重複する方式で実質的に同時に実行されてもよく、または関与する機能に依存して、これらのブロックがときには逆の順序で実行されてもよい。加えて、ブロック図もしくはフローチャート図またはその両方の各ブロック、およびブロック図もしくはフローチャート図またはその両方のブロックの組み合わせは、指定された機能もしくは動作を行うか、または特定目的のハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせを実行する特定目的のハードウェア・ベースのシステムによって実装され得ることが注目されるだろう。
Claims (20)
- kube-edgeポッド構成を決定するためのコンピュータ実装方法であって、前記方法が、
モバイル環境のカバレッジ・エリア内のモバイル・デバイスを決定することであって、前記モバイル・デバイスがクラウド・サービスを使用する、前記決定することと、
前記モバイル・デバイスからポーリング・データを受信することであって、前記ポーリング・データが、前記クラウド・サービスに対するエッジ・デバイスとして動作する各々の前記モバイル・デバイスについての、それぞれのコストおよびそれぞれのリソース可用性を示すビッド・データを含む、前記受信することと、
前記モバイル・デバイスに対する結合情報を決定することであって、前記結合情報が、前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも2つが結合されて、前記結合されたモバイル・デバイスが結合したコストおよび結合したリソース可用性を有するようになるとみなされるかどうかを示す、前記決定することと、
前記ビッド・データおよび前記結合情報に基づいて、前記カバレッジ・エリアのユーティリティ・スコアを決定することと、
前記ユーティリティ・スコアに基づいて、前記クラウド・サービスのポッドに対するデータ・ストレージ展開スキームを選択することと
を含む、コンピュータ実装方法。 - 前記ポーリング・データが前記モバイル・デバイスの特徴的情報をさらに含み、前記特徴的情報が前記モバイル・デバイスの各々に対する可用性情報、位置情報、移動情報、および技術的パラメータのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。
- 前記ビッド・データが、モバイル・リソース可用性、前記エッジ・デバイスとなることのコスト、前記クラウド・サービスに必要とされるリソース、およびモバイル可用性時間のうちの少なくとも1つに向けられた情報を含む、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。
- 前記結合情報が、前記モバイル・デバイスと、前記モバイル・デバイスに関連するユーザとのうちの少なくとも1つの、時空間ソーシャル・ネットワーク関係データに基づくものである、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。
- 前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスを決定することが、
前記カバレッジ・エリアにおいてポーリング信号を一斉送信することを含み、
前記モバイル・デバイスから前記ポーリング・データを受信することは、前記ポーリング・データを送信する前記モバイル・デバイスが前記ポーリング信号を受信した際の結果である、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスを決定することが、
前記カバレッジ・エリアを選択することと、
前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスにポーリング信号を送信することとを含み、
前記ポーリング・データが、前記ポーリング信号を受信した前記モバイル・デバイスからのものである、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記データ・ストレージ展開スキームが、ステートフル展開またはステートレス展開のうちの一方であり、前記ステートフル展開が各々の前記ポッドに対して個別であるストレージに対して構成され、前記ステートレス展開が前記ポッド間で共有されるストレージに対して構成される、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。
- kube-edgeポッド構成を決定するためのコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム製品が、
1つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、方法を実行できる前記1つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム命令とを含み、前記方法が、
モバイル環境のカバレッジ・エリア内のモバイル・デバイスを決定することであって、前記モバイル・デバイスがクラウド・サービスを使用する、前記決定することと、
前記モバイル・デバイスからポーリング・データを受信することであって、前記ポーリング・データが、前記クラウド・サービスに対するエッジ・デバイスとして動作する各々の前記モバイル・デバイスについての、それぞれのコストおよびそれぞれのリソース可用性を示すビッド・データを含む、前記受信することと、
前記モバイル・デバイスに対する結合情報を決定することであって、前記結合情報が、前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも2つが結合されて、前記結合されたモバイル・デバイスが結合したコストおよび結合したリソース可用性を有するようになるとみなされるかどうかを示す、前記決定することと、
前記ビッド・データおよび前記結合情報に基づいて、前記カバレッジ・エリアのユーティリティ・スコアを決定することと、
前記ユーティリティ・スコアに基づいて、前記クラウド・サービスのポッドに対するデータ・ストレージ展開スキームを選択することと
を含む、コンピュータ・プログラム製品。 - 前記ポーリング・データが前記モバイル・デバイスの特徴的情報をさらに含み、前記特徴的情報が前記モバイル・デバイスの各々に対する可用性情報、位置情報、移動情報、および技術的パラメータのうちの少なくとも1つを含む、請求項8に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ビッド・データが、モバイル・リソース可用性、前記エッジ・デバイスとなることのコスト、前記クラウド・サービスに必要とされるリソース、およびモバイル可用性時間のうちの少なくとも1つに向けられた情報を含む、請求項8に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記結合情報が、前記モバイル・デバイスと、前記モバイル・デバイスに関連するユーザとのうちの少なくとも1つの、時空間ソーシャル・ネットワーク関係データに基づくものである、請求項8に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスを決定することが、
前記カバレッジ・エリアにおいてポーリング信号を一斉送信することを含み、
前記モバイル・デバイスから前記ポーリング・データを受信することは、前記ポーリング・データを送信する前記モバイル・デバイスが前記ポーリング信号を受信した際の結果である、請求項8に記載のコンピュータ・プログラム製品。 - 前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスを決定することが、
前記カバレッジ・エリアを選択することと、
前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスにポーリング信号を送信することとを含み、
前記ポーリング・データが、前記ポーリング信号を受信した前記モバイル・デバイスからのものである、請求項8に記載のコンピュータ・プログラム製品。 - 前記データ・ストレージ展開スキームが、ステートフル展開またはステートレス展開のうちの一方であり、前記ステートフル展開が各々の前記ポッドに対して個別であるストレージに対して構成され、前記ステートレス展開が前記ポッド間で共有されるストレージに対して構成される、請求項8に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- kube-edgeポッド構成を決定するためのコンピュータ・システムであって、前記コンピュータ・システムが、
1つまたは複数のコンピュータ・プロセッサと、1つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体と、方法を実行できる前記1つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも1つによる実行のために前記1つまたは複数の前記コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラム命令とを含み、前記方法が、
モバイル環境のカバレッジ・エリア内のモバイル・デバイスを決定することであって、前記モバイル・デバイスがクラウド・サービスを使用する、前記決定することと、
前記モバイル・デバイスからポーリング・データを受信することであって、前記ポーリング・データが、前記クラウド・サービスに対するエッジ・デバイスとして動作する各々の前記モバイル・デバイスについての、それぞれのコストおよびそれぞれのリソース可用性を示すビッド・データを含む、前記受信することと、
前記モバイル・デバイスに対する結合情報を決定することであって、前記結合情報が、前記モバイル・デバイスのうちの少なくとも2つが結合されて、前記結合されたモバイル・デバイスが結合したコストおよび結合したリソース可用性を有するようになるとみなされるかどうかを示す、前記決定することと、
前記ビッド・データおよび前記結合情報に基づいて、前記カバレッジ・エリアのユーティリティ・スコアを決定することと、
前記ユーティリティ・スコアに基づいて、前記クラウド・サービスのポッドに対するデータ・ストレージ展開スキームを選択することと
を含む、コンピュータ・システム。 - 前記ポーリング・データが前記モバイル・デバイスの特徴的情報をさらに含み、前記特徴的情報が前記モバイル・デバイスの各々に対する可用性情報、位置情報、移動情報、および技術的パラメータのうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載のコンピュータ・システム。
- 前記ビッド・データが、モバイル・リソース可用性、前記エッジ・デバイスとなることのコスト、前記クラウド・サービスに必要とされるリソース、およびモバイル可用性時間のうちの少なくとも1つに向けられた情報を含む、請求項15に記載のコンピュータ・システム。
- 前記結合情報が、前記モバイル・デバイスと、前記モバイル・デバイスに関連するユーザとのうちの少なくとも1つの、時空間ソーシャル・ネットワーク関係データに基づくものである、請求項15に記載のコンピュータ・システム。
- 前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスを決定することが、
前記カバレッジ・エリアにおいてポーリング信号を一斉送信することを含み、
前記モバイル・デバイスから前記ポーリング・データを受信することは、前記ポーリング・データを送信する前記モバイル・デバイスが前記ポーリング信号を受信した際の結果である、請求項15に記載のコンピュータ・システム。 - 前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスを決定することが、
前記カバレッジ・エリアを選択することと、
前記カバレッジ・エリア内の前記モバイル・デバイスにポーリング信号を送信することとを含み、
前記ポーリング・データが、前記ポーリング信号を受信した前記モバイル・デバイスからのものである、請求項15に記載のコンピュータ・システム。
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