Container-Technologie in Multi-Cloud-Umgebungen
Eine Übersicht über die Nutzung von Containern und Herausforderungen in Multi-Cloud-Setups.
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Inhaltsverzeichnis
- Demografie und Forschungsübersicht
- Studienverteilung
- Verleger-Einsichten
- Studientypen
- Autorenaffiliierungen
- Wichtige Forschungsthemen
- Hauptstudienbereiche
- Wichtige Beiträge
- Beitragsübersicht
- Rollen von Containern und Implementierungsstrategien
- Rollen von Containern
- Implementierungsstrategien
- Sicherheitsherausforderungen
- Überblick über Sicherheitsherausforderungen
- Lösungsrahmen
- Überwachungsherausforderungen
- Überblick über Überwachungsherausforderungen
- Lösungsrahmen
- Werkzeuge und Frameworks
- Überblick über Werkzeuge und Frameworks
- Fazit
- Originalquelle
- Referenz Links
Dieser Artikel schaut sich an, wie Container-Technologie in Multi-Cloud-Umgebungen genutzt wird. Er behandelt einige wichtige Bereiche, darunter Demografie der Studien, wichtige Beiträge, Hauptthemen, Rollen von Containern, Strategien zur Nutzung von Containern, Sicherheitsherausforderungen und Werkzeuge, die in diesem Bereich verwendet werden.
Demografie und Forschungsübersicht
Studienverteilung
Wir haben Studien untersucht, die über zehn Jahre veröffentlicht wurden, von Januar 2013 bis März 2023, mit Fokus auf Containerisierung in Multi-Cloud-Umgebungen. Die meisten Studien wurden zwischen 2014 und 2022 veröffentlicht, mit einem deutlichen Höhepunkt des Interesses im Jahr 2017. Danach schwankte die Anzahl der Studien, war aber im Allgemeinen rückläufig.
Verleger-Einsichten
Studien wurden auf verschiedenen Plattformen veröffentlicht, wobei IEEE der grösste Anbieter war, der über 70% der Forschung in diesem Bereich bereitstellte. Andere Verleger wie Scopus, Engineering Village, ACM und Springer Link trugen kleinere Anteile an Studien bei.
Studientypen
Die Forschung erschien hauptsächlich in Konferenzberichten, die über 70% der Publikationen ausmachten. Fachzeitschriften folgten als nächstes, mit einem Fokus auf peer-reviewed Forschung. Symposien und Workshops machten einen kleineren Teil der Veröffentlichungslandschaft aus.
Autorenaffiliierungen
Die meisten Studien kamen von akademischen Institutionen, was darauf hindeutet, dass die Forschung in diesem Bereich hauptsächlich von der akademischen Welt vorangetrieben wird. Es gab eine kleine Vertretung von Industrieprofis, was darauf hinweist, dass es möglicherweise Möglichkeiten für mehr Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie gibt.
Wichtige Forschungsthemen
Hauptstudienbereiche
Die Studien konzentrierten sich auf verschiedene Themen, die mit Containerisierung in Multi-Cloud-Umgebungen zu tun haben. Die prominentesten Themen umfassten:
- Skalierbarkeit und hohe Verfügbarkeit: Dieses Thema untersuchte, wie man Leistung in Multi-Cloud-Umgebungen verwaltet und optimiert, einschliesslich 20 Studien.
- Sicherheit und Datenschutz: Ein bedeutender Teil der Forschung, mit 15 Studien, die sich auf die Sicherung von containerisierten Anwendungen und Daten in Multi-Cloud-Umgebungen konzentrierten.
- Leistung und Optimierung: Ebenfalls 15 Studien, die sich mit der Verbesserung der Ressourcennutzung und der Systemleistung beschäftigten.
- Multi-Cloud-Containerüberwachung: Ein weiteres wichtiges Fokusgebiet mit 15 Studien, das die Notwendigkeit von Überwachungstools und -praktiken betonte.
Wichtige Beiträge
Beitragsübersicht
Die Studien lieferten verschiedene Beiträge zu diesem Feld, hauptsächlich durch Forschung, die auf die Entwicklung von Referenzarchitekturen, Sicherheitspraktiken und Cloud-Management-Frameworks ausgerichtet war. Hier sind die bemerkenswerten Kategorien:
- Referenzarchitekturen: Es gab Studien, die das Verständnis und das Design von Frameworks für die Multi-Cloud-Containerisierung erleichterten.
- Sicherheitsansätze: Die Forschung in diesem Bereich konzentrierte sich auf Cybersecurity-Massnahmen, einschliesslich Zugangskontrolle und Leistungsansätzen.
- Cloud-Management-Frameworks: Studien lieferten Strategien für die effiziente Verwaltung von Ressourcen über verschiedene Clouds hinweg.
- Orchestrierungs- und Bereitstellungsansätze: Forschung präsentierte Methoden zur Optimierung der Bereitstellung und Verwaltung containerisierter Anwendungen in Multi-Cloud-Setups.
Rollen von Containern und Implementierungsstrategien
Rollen von Containern
Container spielen verschiedene Rollen in Multi-Cloud-Umgebungen, was sie für die Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen unverzichtbar macht. Die wichtigsten Rollen von Containern sind:
- Anwendungsbereitstellung: Container ermöglichen die schnelle und effiziente Bereitstellung verschiedener Anwendungen und erleichtern einen flexiblen Bereitstellungsprozess.
- Service-Hosting: Container dienen als effektives Hosting-Umfeld, das das Skalieren und Isolieren von Services ermöglicht, um die Multi-Cloud-Leistung zu optimieren.
- Ressourcenmanagement: Container helfen, Berechnungsressourcen effizient zu verwalten und verbessern Multi-Tenancy-Lösungen.
- Anwendungsentwicklung und IoT: Container verbessern die Entwicklung von IoT-Lösungen, indem sie eine Möglichkeit bieten, Anwendungen zu kapseln, was die Effizienz und Integration mit DevOps-Praktiken verbessert.
- Leistungsoptimierung: Container unterstützen die Verbesserung der Anwendungsleistung und Kostenwirksamkeit.
Implementierungsstrategien
Es gibt verschiedene Strategien zur effektiven Nutzung der Container-Technologie in Multi-Cloud-Umgebungen, die Folgendes umfassen:
- Container-Bereitstellung und -Management: Strategien konzentrieren sich auf die Automatisierung von Container-Bereitstellungsprozessen bei gleichzeitiger Optimierung von Bildgrössen und Effizienzen.
- Container-Orchestrierung: Dazu gehört das Management des Lebenszyklus von Containern über verschiedene Cloud-Plattformen zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz.
- Container-Sicherheit: Strategien zielen darauf ab, Containerumgebungen mit robuster Zugangskontrolle und Überwachungspraktiken zu sichern.
- Leistung und Skalierung: Strategien konzentrieren sich auf die Optimierung der Containerleistung und stellen sicher, dass Anwendungen effektiv skalieren können.
Sicherheitsherausforderungen
Überblick über Sicherheitsherausforderungen
Sicherheit ist ein grosses Anliegen, wenn containerisierte Anwendungen in Multi-Cloud-Umgebungen bereitgestellt werden. Wichtige Herausforderungen umfassen:
- Datensicherheit: Schutz der Daten innerhalb und ausserhalb der Container unter Einhaltung von Vorschriften.
- Zugangskontrolle: Sicherstellung des sicheren Zugriffs auf Container und Aufrechterhaltung eines sicheren Kommunikationsflusses.
- Container-Isolierung: Verhinderung von unbefugtem Zugriff oder Datenlecks zwischen Containern.
- Bereitstellungssicherheit: Management von Sicherheitsprotokollen während der Bereitstellung von Anwendungen.
Lösungsrahmen
Um diese Sicherheitsherausforderungen zu adressieren, wurden mehrere Lösungen vorgeschlagen:
- Datenschutzmassnahmen: Implementierung von Verschlüsselung und sicheren Übertragungsprotokollen.
- Zugangskontrollmechanismen: Verwendung starker Authentifizierungsmethoden und sicherer Kommunikationsprotokolle.
- Isolierungstechniken: Anwendung von Methoden, die sicherstellen, dass jeder Container in einer sicheren Umgebung betrieben wird, um das Risiko zu minimieren.
- Sicherheitsüberwachung: Kontinuierliche Überwachung der Containerumgebung auf Schwachstellen und Compliance.
Überwachungsherausforderungen
Überblick über Überwachungsherausforderungen
Die Überwachung containerisierter Anwendungen in Multi-Cloud-Umgebungen umfasst mehrere Herausforderungen, darunter:
- Leistungsstabilität: Sicherstellung, dass Anwendungen konsistent über verschiedene Cloud-Plattformen hinweg funktionieren.
- Ressourcenmanagement: Verfolgen der von Containern genutzten Ressourcen zur Optimierung der Leistung.
- Sicherheits-Compliance: Konsistente Überwachung der Einhaltung von Sicherheitsstandards über Cloud-Umgebungen hinweg.
Lösungsrahmen
Lösungen für diese Überwachungsherausforderungen beinhalten:
- Leistungsüberwachungstools: Nutzung von Tools zur Sammlung von Leistungsdaten und zur Verwaltung der Optimierung.
- Ressourcenüberwachungsansätze: Implementierung von Systemen zur effektiven Nachverfolgung der Ressourcennutzung.
- Sicherheits-Compliance-Plattformen: Verwendung spezialisierter Tools zur Sicherstellung der Einhaltung erforderlicher Sicherheitsstandards.
Werkzeuge und Frameworks
Überblick über Werkzeuge und Frameworks
Dieser Abschnitt überprüft die verschiedenen Werkzeuge und Frameworks, die die Entwicklung und Verwaltung containerisierter Anwendungen in Multi-Cloud-Umgebungen unterstützen. Sie können in mehrere Hauptbereiche kategorisiert werden:
- Cloud-Dienste und Management-Plattformen: Tools wie AWS, Google Cloud und Microsoft Azure erleichtern die Bereitstellung von Ressourcen und das Management von Anwendungen.
- Infrastrukturmanagement-Technologien: Containerplattformen wie Docker und Orchestrierungstools wie Kubernetes unterstützen das Management der Cloud-Infrastruktur.
- Überwachungstools: Tools wie Prometheus und Grafana gewährleisten eine effektive Überwachung und Alarmierung in containerisierten Umgebungen.
- Netzwerktools: Tools, die helfen, Netzwerkoperationen über Multi-Cloud-Umgebungen hinweg einzurichten und zu verwalten.
- Entwicklungs- und Programmierwerkzeuge: Tools, die die Entwicklung cloud-nativer Anwendungen unterstützen.
- Sicherheits- und Compliance-Tools: Tools, die sich auf die Aufrechterhaltung der Sicherheit und Compliance containerisierter Anwendungen konzentrieren.
Fazit
Die Einführung von Container-Technologie in Multi-Cloud-Umgebungen wächst schnell, getrieben von der Notwendigkeit nach Skalierbarkeit, Flexibilität und effektiver Ressourcenverwaltung. Während Organisationen die Komplexitäten der Bereitstellung und Verwaltung von Anwendungen über verschiedene Cloud-Plattformen hinweg bewältigen, ist es entscheidend, die Rollen von Containern zu nutzen, effektive Strategien umzusetzen und Sicherheits- sowie Überwachungsherausforderungen anzugehen, um Erfolg zu haben. Durch fortlaufende Forschung und die Entwicklung innovativer Werkzeuge und Frameworks entwickelt sich das Feld weiter und ebnet den Weg für ein verbessertes Anwendungsmanagement in Multi-Cloud-Szenarien.
Titel: Containerization in Multi-Cloud Environment: Roles, Strategies, Challenges, and Solutions for Effective Implementation
Zusammenfassung: Containerization in a multi-cloud environment facilitates workload portability and optimized resource utilization. Containerization in multi-cloud environments has received significant attention in recent years both from academic research and industrial development perspectives. However, there exists no effort to systematically investigate the state of research on this topic. The aim of this research is to systematically identify and categorize the multiple aspects of container utilization in multi-cloud environment. We conduct the Systematic Mapping Study (SMS) on the literature published between January 2013 and March 2023. Eighty-six studies were finally selected and the key results are: (1) Four leading themes on cloud computing and network systems research were identified: 'Scalability and High Availability', 'Performance and Optimization', 'Security and Privacy', and 'Multi-Cloud Container Monitoring and Adaptation'. (2) Seventy-four patterns and strategies for containerization in multi-cloud environment were classified across 10 subcategories and 4 categories. (3) Ten quality attributes considered were identified with 47 associated tactics. (4) Four distinct frameworks were introduced based on the analysis of identified challenges and solutions: a security challenge-solution framework, an automation challenge-solution framework, a deployment challenge-solution framework, and a monitoring challenge-solution framework. The results of this SMS will assist researchers and practitioners in pursuing further studies on containerization in multi-cloud environment and developing specialized solutions for challenges related to containerization applications in multi-cloud environment.
Autoren: Muhammad Waseem, Aakash Ahmad, Peng Liang, Muhammad Azeem Akbar, Arif Ali Khan, Iftikhar Ahmad, Manu Setälä, Tommi Mikkonen
Letzte Aktualisierung: 2024-03-01 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2403.12980
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.12980
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
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