Grid and P2P Economics and Market Models
황준석, Choong Hee Lee, Jinwoo Song, Kyoungmin Pyo (2004) · IEEE Workshop on Grid Economics and Business Models (GECON) · DOI ↗
Grid 와 P2P 컴퓨팅 자원 시장의 commodity vs auction & bidding 두 시장 유형을 비교하는 virtual market 분석 framework 제안. Grid commodity 가 (storage 불가능한 capacity-type, ad-hoc 참여자) 라는 distinctive 특성 때문에 기존 일반 상품 시장 분석이 그대로 적용되지 않으며, Spawn / Mariposa / POPCORN / Mojo Nation / NimrodG 같은 기존 grid market 시스템들이 사용자 효용 관점의 비교 분석을 결여하고 있다는 진단. 황준석 의 SNU 기술경영경제정책전공 부임 직후 첫 작업.
- RQ: Grid·P2P 컴퓨팅 자원 시장의 commodity market 과 auction market 두 모형 중 어떤 환경에서 어떤 모형이 Pareto 최적인가? virtual market 분석으로 어떻게 비교 가능한가?
- 방법론: 시장 기반 메커니즘 설계, 네트워크 시뮬레이션 (virtual market framework 제안 단계)
- 데이터: 개념·framework paper (실제 시뮬레이션은 future work); Spawn (Xerox, second-price sealed-bid auction), Mariposa (UC Berkeley, reverse auction broker), POPCORN (Hebrew Univ., sealed-bid), Mojo Nation (reputation credit), NimrodG (Monash, commodity + spot + contract-net) 5 기존 시스템 비교
- 주요 발견: Grid commodity 8 표준화 측면 (QoS speed/performance/capacity, security, network cost, reliability) 정의 필요. virtual market 의 reliability 핵심 요소 3 가지: Grid 서비스 특성·player intelligence·실제 네트워크 토폴로지. 8 Grid market 필수 기능 (Pricing / Clearing·Accounting·Billing / Product Construction / QoS·SLA / Reservation / Decision·Trading Support / Reputation / Security·Identity).
- 시사점: Grid·P2P 의 commercialization 은 경제 모형 선택 + virtual market 비교 분석 framework 위에서만 critical mass 확보 가능. Pareto 최적 모형은 환경 의존적이므로 상황별 tailored 설계가 필요.
요약
본 paper 는 황준석 의 SNU 기술경영경제정책전공 부임 직후 (Internet Economy Research Group) 한국 학생 Choong Hee Lee · Jinwoo Song · Kyoungmin Pyo 와 함께 한 첫 협업이며, 1회 IEEE GECON (Grid Economics and Business Models) workshop 발표. 출발 진단은 Grid 기술의 commercialization 을 위해 안정적·효율적 자원 분배가 필수인데, Buyya (2002) PhD thesis 가 정리한 것처럼 기존 economic model 연구가 (i) Pareto 최적성을 충족하는 market architecture 제안, (ii) 사용자 관점의 social welfare·incentive·usage cost 비교, (iii) 기존 mechanism 의 effect·inter-correlation 검증에서 모두 미흡하다는 점이다.
핵심 framework 는 virtual market 분석 이다. 실제 grid market 데이터 수집이 사실상 불가능하므로, 유사 시장 (전기·대역폭) 의 분석을 modification 해 적용 — Foster·Kesselman·Tuecke (2001) “Anatomy of the Grid”, Kenyon & Cheliotis (2003) “Grid Resource Commercialization”, Nakai (2002) “Pricing Computing Resources” 같은 기존 연구를 바탕으로. Grid commodity 의 distinctive 특성은 (1) storage 불가능한 capacity-type 자원, (2) ad-hoc 참여자 (consumer ↔ provider 가변), (3) 미충족 위험 (fulfillment failure) 이므로 일반 상품 시장 메커니즘이 그대로 적용 불가. 표준화 차원은 QoS (speed, performance, capacity), security level, network cost, reliability 등 다차원.
두 후보 모형: (1) Commodity Market Model — 일정 시간 간격마다 total demand/supply 또는 provider cost 기반으로 단일 가격 게시, 모든 player 가 같은 가격 거래; (2) Auction & Bidding Model — Vickrey (1961) 의 second-price sealed-bid 가 limited buyer/seller 환경에서도 Pareto 최적 보장. 후자는 single auction (단일 supply 또는 demand) 과 double auction (다대다) 으로 분기. 5 기존 시스템 비교: Spawn (Xerox, second-price sealed-bid for parallel task CPU), Mariposa (UC Berkeley, reverse auction for query processing), POPCORN (Hebrew Univ., sealed-bid CPU credit), Mojo Nation (reputation 기반 ‘Mojo’ credit), NimrodG (Monash, commodity + spot + contract-net + deadline-constrained cost minimization heuristic). virtual player 의 reliability 요소 3 가지: 정보 제공 수준, 전략 적응 능력, 합리적 기대. virtual market 분석은 nascent stage 에서 indispensable, popularization 시 test-bed 보완, commercialization 후 fine-tuning 용도로 활용 가능 — 시기별 역할 분기.
핵심 결과
기존 5 grid market 시스템 비교 (Section 3.2):
| 시스템 | 기관 | 메커니즘 |
|---|---|---|
| Spawn | Xerox | second-price sealed-bid auction (parallel task CPU, budget constraint) |
| Mariposa | UC Berkeley | reverse auction (broker, query 처리, loading 기반) |
| POPCORN | Hebrew Univ. | sealed-bid auction (CPU credit, 사용자별 budget·willingness-to-pay 코드) |
| Mojo Nation | Autonomous Zone Industries | reputation credit (‘Mojo’ 전자화폐, 기여 이력 기반) |
| NimrodG | Monash Univ. | commodity + spot + contract-net (deadline-constrained cost min, budget-constrained time min heuristic) |
Grid market 필수 8 기능 (Section 4): Pricing / Clearing·Accounting·Billing / Product Construction / QoS·SLA / Reservation·Deterministic Resource / Decision·Trading Support / Reputation Management / Security·Identity Management.
virtual market 분석의 ranking 기준: Social Welfare / Stability / Computation·Communication Efficiency / Transaction Activity / Fairness.
연구 계보
본 paper 는 황준석 의 1기 → 2기 전이 직전 작업으로, Syracuse 시기의 네트워크 자원 시장 (Cross-Network Open Provisioning Intelligent Network (COPIN) for Bandwidth Transaction Services in the Next Generation Internet, Interprovider differentiated service interconnection management models in the Internet bandwidth commodity markets) 직관과 P2P/Grid middleware (Charging Control and Transaction Accounting Mechanisms Using IRTL (Information Resource Transaction Layer) Middleware for P2P Services, IRTL (Information Resource Transaction Layer) Middleware Design for P2P and Open GRID Services) 직관을 SNU 의 한국 학생 그룹과 함께 경제 모형 비교 framework 로 정식화한 작업이다. 직접 predecessor 는 (1) Buyya (2002) PhD thesis Monash “Economic-based Distributed Resource Management for Grid Computing”, (2) Foster·Kesselman·Tuecke (2001) “The Anatomy of the Grid”, (3) Kenyon & Cheliotis (2003) “Grid Resource Commercialization”, (4) Vickrey (1961) auction theory, (5) Klemperer (1999) “Auction theory: A guide to the literature”, (6) Hwang & Weiss (forthcoming) “The Economics of QoS Allocation Strategies in the Internet” MIT Press, (7) Chun & Culler (1999) “Market-based proportional resource sharing for clusters”, (8) Wolski·Plank·Brevik·Byran (2001) “Analyzing Market-based Resource Allocation Strategies for the Computational Grid”, (9) Mas-Collel·Whinston·Green Microeconomic Theory 교과서, (10) Weibull “Evolutionary Game Theory” MIT Press, (11) Chuang (ACM SIGCOMM 2003) “Economics of Ad-Hoc, Overlay and Traditional Networks”, (12) Mueller “Ruling the Root: Internet Governance” MIT Press 다. 같은 시기 sibling An Implementation Study of a Dynamic Inter-Domain Bandwidth Management Platform in Diffserv Networks (BMP 구현), Middleware Services for P2P Computing in Wireless Grid Networks (wireless grid middleware), Transaction Management for Sender/Receiver-Payment Schemes in Charging and Accounting Systems for Interconnected Networks (transaction management), Trust Embedded Grid System for the Harmonization of Practical Requirements (trust embedded grid) 와 함께 Grid economy framework 가족을 형성한다.
See also
- 황준석
- IEEE Workshop on Grid Economics and Business Models (GECON)
- 그리드 컴퓨팅
- P2P 컴퓨팅
- 대역폭 시장
- 시장 기반 메커니즘 설계
- Cross-Network Open Provisioning Intelligent Network (COPIN) for Bandwidth Transaction Services in the Next Generation Internet
- IRTL (Information Resource Transaction Layer) Middleware Design for P2P and Open GRID Services
- Transaction Management for Sender/Receiver-Payment Schemes in Charging and Accounting Systems for Interconnected Networks
- Trust Embedded Grid System for the Harmonization of Practical Requirements
- junseokhwang-2008-dynamic-reputation-heterogeneous
인접 그래프
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논문 (9)
- A Middleware Approach for SAINT (Secure, Automatic, Interoperable, and Transparent) Peer-to-Peer Content Services
- Charging Control and Transaction Accounting Mechanisms Using IRTL (Information Resource Transaction Layer) Middleware for P2P Services
- Decision Factors of Enterprises for Adopting Grid Computing
- Dynamic Reputation-Based Incentive Mechanism Considering Heterogeneous Networks
- Incentives for Cooperative Relay in Heterogeneous Networks: A Dynamic Reputation-Based Approach
- IRTL (Information Resource Transaction Layer) Middleware Design for P2P and Open GRID Services
- Middleware Services for P2P Computing in Wireless Grid Networks
- Transaction Management for Sender/Receiver-Payment Schemes in Charging and Accounting Systems for Interconnected Networks
- Trust Embedded Grid System for the Harmonization of Practical Requirements