I nte rna t io na l J o urna o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   3 J u n 201 8 ,   p p .   1 6 5 9 ~ 1 6 7 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 3 . p p 1 6 5 9 - 1670     1659       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   CCC O RE:  Cloud  Conta iner  for Co lla bo ra tive Resea rch       Sa lin i Sure s h 1 ,   L .   M a njuna t ha   Ra o 2   1 Co m p u ter S c ien c e ,   Bh a ra th iar U n iv e rsity ,   Co i m b a to re ,   In d ia   2 De p a rtme n o f   M CA ,   Dr.  Am b e d k a In stit u te  o f   T e c h n o lo g y ,   Ba n g a lo re ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   1 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   J an   8 ,   2 0 1 8     Clo u d - b a se d   re se a rc h   c o ll a b o ra t io n   p latf o rm re n d e sc a lab le,  se c u re   a n d   in v e n ti v e   e n v iro n m e n ts  th a e n a b led   a c a d e m ic  a n d   sc ien ti f ic  re se a rc h e rs  to   sh a re   re se a rc h   d a ta,  a p p l ica ti o n s   a n d   p r o v id e   a c c e ss   to   h ig h -   pe rf o r m a n c e   c o m p u ti n g   re so u rc e s.  D y n a m ic   a ll o c a ti o n   o f   re so u rc e a c c o rd in g   to   th e   u n p re d icta b le  n e e d o f   a p p li c a ti o n u se d   b y   re s e a rc h e rs  is  a   k e y   c h a ll e n g e   in   c o ll a b o ra ti v e   re se a rc h   e n v iro n m e n ts.   W e   p ro p o se   th e   d e sig n   o f   Clo u d   Co n tain e b a se d   Co ll a b o ra ti v e   Re se a rc h   (CCCOR E)   f ra m e w o rk   t o   a d d re ss   d y n a m ic  re so u rc e   p ro v isio n in g   a c c o rd in g   to   t h e   v a riab le  wo rk lo a d   o f   c o m p u te  a n d   d a ta - in te n siv e   a p p li c a ti o n o a n a ly sis  to o ls  u se d   b y   re se a rc h e rs.  Ou p ro p o se d   a p p r o a c h   re li e o n d e m a n d ,   c u sto m ize d   c o n tain e riza ti o n   a n d   c o m p re h e n s iv e   a ss e s s m e n o f   re so u rc e   re q u i re m e n ts  to   a c h iev e   o p ti m a re so u rc e   a ll o c a ti o n   i n   a   d y n a m ic  c o ll a b o ra ti v e   re se a rc h   e n v iro n m e n t.   W e   p ro p o se   a lg o rit h m f o d y n a m ic  re so u rc e   a ll o c a ti o n   p ro b lem   in   a   c o ll a b o ra ti v e   re se a rc h   e n v iro n m e n t,   w h ich   a im   to   m in i m iz e   f in ish   ti m e ,   im p ro v e   th ro u g h p u t   a n d   a c h iev e   o p ti m a re so u rc e   u ti l iza ti o n   b y   e m p lo y in g   th e   u n d e ru ti li z e d   re sid u a re so u rc e s .   K ey w o r d :   C lo u d   co m p u tin g   C o llab o r ativ r esear ch   C o n tai n er   D y n a m ic  al lo ca tio n   Fin i s h   t i m e   R esid u al  r eso u r ce s   T h r o u g h p u t   Co p y rig h ©   2 0 1 In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Salin Su r e s h   C o m p u ter   Scien ce ,   B h ar ath iar   Un iv er s it y ,     C o i m b ato r e,   I n d ia .   E m ail:  p n s ali n is u r es h @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   m id - 1 9 9 0 s   v ar io u s   g r id - b ased   cy b er i n f r as tr u ct u r es   o r   e - in f r as tr u ct u r es  w er co n s t itu ted   th a t   in te g r ated   h ig h - s p ee d   r esear ch   n et w o r k s   an d   m id d le w ar s er v ices  an d   en d o r s ed   r esear ch er s   f o r   co llab o r ativ e   s h ar i n g   o f   d is tr ib u ted   r eso u r ce s .   T h ese  f ir m l y   u n i f ied   s cien ce   g ate w a y s   s er v ed   as  r eso u r ce   p r o v id er s   f o r   s p ec ialized   as  w e ll  as   g e n er i r esear ch   i n itia tiv e s   [ 1 ] .   Ho w e v er ,   r estricte d   i n ter f ac to   th d ata,   d o m ain - s p ec if ic  n at u r o f   s cie n ce   g at e w a y s   d id   n o m atc h   th r eq u ir e m en o f   t h r esear ch er s   o u t s id th o s d o m ai n s   [ 2 ] .   W ith   th ad v e n o f   cl o u d   co m p u ti n g ,   e as y   r ec o n f ig u r ab le  a n d   ad ap tiv Vir tu al  p r iv ate  r esear c h   en v ir o n m e n t s   a n d   s cie n ce   cl o u d s   b ec a m e   p r ef er r ed   alt er n ativ e   to   a   tr ad itio n al   g r id   o r   clu s ter - b ased   e - in f r astru ct u r es.  C lo u d - b ased   co llab o r ativ r esear ch   p latf o r m s   p r o v id th r esear ch er s   w i th   co m p u ti n g ,   s to r ag e   r eso u r ce s   r eq u ir ed   to   r u n   th ei r   ap p licatio n s ,   an d   th e y   ca n   c o llab o r ate  to   s h ar d ata  an d   a p p licatio n ,   w h ile  h e   co n ce n tr ates   o n   h i s   ar ea   o f   r esear ch .   C lo u d   p lat f o r m   o f f er s   co m p u te  e n v ir o n m e n t   w i th   t h h u g e   s et   o f   co m p u ti n g   r eso u r ce s   m u c h   b ig g er   t h an   w h at  an   i n d i v id u al   r esear ch   o r g an izatio n   ca n   af f o r d .   Or g an izatio n s   ca n   s ca le  u p ,   s ca le  d o w n   t h r eso u r ce s ,   an d   p ay   f o r   it  ac co r d in g   to   th u s ag e.   M u ltit e n a n c y   p r o v id ed   b y   clo u d   ar ch itect u r en ab led   th cr ea t io n   o f   d o m ai n   an d   r eq u ir e m e n s p ec i f ic  v i r t u al  p r iv ate  r es ea r ch   en v ir o n m en t s   th at  e x p ed ited   r esear ch er s   f o r   co llab o r atio n   an d   s h ar in g   o f   th r eso u r ce s   [ 3 ] .   Se v er al  s cie n ce   clo u d s   s u c h   a s   Nec tar   R e s ea r ch   clo u d   [ 4 ]   p r o v id es  th e   in f r as tr u ct u r to   r u n   co m p u te - i n ten s i v s c ien t if ic  a p p licatio n s   [ 5 ] ,   [6 ] .   E v en   th o u g h   s u b s tan t ial  a m o u n o f   r esear ch   w o r k   h as   b ee n   ca r r ied   o u w it h   r e g a r d   to   clo u d - b ased   co llab o r ativ r esear ch   p latf o r m s ,   a m p le  w o r k   d o es  n o e x is i n   v ie w   o f   d y n a m ic  r es o u r ce   allo ca tio n   in   co llab o r ativ r esear ch   clo u d   f r a m e w o r k s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 6 5 9     1670   1660   T h p r im ar y   ai m   o f   t h p a p er   is   to   d esig n   C lo u d   C o n tain er   b ased   C o llab o r ativ e   R esear ch   ( C C C OR E )   f r a m e w o r k   e m p l o y i n g   an   o n - d e m a n d ,   d y n a m i r eso u r ce   p r o v is io n i n g   ac co r d in g   to   th v ar y in g   w o r k lo ad ,   th r o u g h   co m p r e h en s i v ass es s m en o f   r eq u ir e m en ts   o f   t h u s er s   a n d   av a i lab le  r eso u r ce s   in   co llab o r ativ r esear ch   en v ir o n m en t.     1 . 1 .   B a ck g ro un d   I n   t h is   s ec tio n ,   w e   d is co u r s e   a n   il lu s tr ati v s e o f   ex is ti n g   wo r k   r elate d   to   clo u d - b ased   co l lab o r ativ r esear ch   p lat f o r m s ,   a m o n g   wh ich   s o m p lat f o r m s   u s ed   h y p er v is o r - b ased   v ir tu a li za tio n   w h ile   o th er s   h a v e   d ep lo y ed   co n tai n er izatio n   b as ed   r eso u r ce   allo ca tio n .     B en j am i n   H.   B r in k m a n   et  al  [ 7 ]   p r o p o s ed   a   clo u d - b ased   p o r tal  f o r   s h ar i n g   d ata  an d   co llab o r atin g   o n   p r o j ec ts   co n tain in g   lar g E E d atasets   f o r   f o s ter in g   co ll ab o r ativ r esear ch .   A u th o r s   d is cu s s   th at  p o r tal   p r o v id es  f u n d a m e n tal   r eq u ir e m en ts   o f   co llab o r ativ e   r esear ch   p lat f o r m   an d   s o m e   o f   t h e   f ea t u r es   t h e y   h a v e m p h a s ized   ar th s ec u r it y   o f   th d ata  an d   ac ce s s   r ig h t s   o n   th d ata,   ac ce s s   to   d ata  an d   r esu lts   o f   a n   an al y s i s ,   p latf o r m   in d ep en d e n t to o l to   v ie w   an d   s ea r c h   d atasets .     T ar ek   Sh er if   et  al  [ 8 ]     p r o p o s e s   C B R A I N,   w eb - b ased   g e n er ic  co llab o r ativ r esear ch   p l atf o r m   t h at   o f f er s   ac ce s s   to   r e m o te  d ata  s o u r ce s ,   d is tr ib u ted   co m p u ti n g   s ites ,   p r o ce s s i n g   a n d   v i s u a liz atio n   to o ls   f o r   d at an d   co m p u te - i n te n s i v   r esear ch   in   n eu r o i m a g in g .   A .   Mc   Gr eg o r   et  al  [ 9 ]   p r esen R P - SM AR F,  co llab o r ativ e   r esear ch   p latf o r m   b u ilt  o n   cl o u d ,   in   th e   ar ea   o f   s m ar f ac ilit ie s   m a n a g e m en t,  w h ic h   co n n ec ts   g eo g r ap h icall y   d is s e m i n ated   h eter o g e n eo u s   r eso u r ce s .   Ba s tian   R o t h   et  al  [ 1 0 ]   h av s o r af ter   th ch allen g es  i n   s cien t if ic  co llab o r atio n   an d   p r o p o s ed   an   ap p r o ac h ,   w h ich   le v er ag e s   o n   g r o u p w ar to o ls   an d   h y p er v is o r - b a s ed   v ir tu aliza tio n   tec h n iq u es  li k KVM ,   VM w ar v Sp h er o r   Xen   to   r u n   g e n er ic  co llab o r atio n   p lat f o r m .     Mu h a m ad   Fit r Kac a m ar g et  al  [ 1 1 ]   au th o r s   p u f o r w ar d   co m p lete  co m p u ti n g   p latf o r m   i n   b io in f o r m at ics  r esear c h ,   w h ic h   u s es   Do ck er   co n ta in er s   f o r   lig h t w ei g h v ir tu a lizatio n .   P ap er   d escr ib es  th at  Do ck er   co n tain er s   allo w   cu s to m izatio n   o f   th co m p u te  en v ir o n m e n an d   ef f ec ti v el y   o v er c o m t h ch alle n g es  in   VM   b ased   ap p r o ac h .   Yu j ian   Z h u   et  al  [ 1 2 ]   d em o n s tr ate s   lig h t w ei g h co n tai n er   b ased   an d   s ca lab le  s y s te m   ca lle d   Do ck et  i s   b ased   o n   L XC   ( L i n u x   C o n ta in er s )   w h ich   p r o v id es  p lat f o r m   to   r u n   d i f f er en ap p licatio n   f r a m e w o r k s   p er tain i n g   to   ac ad e m ic  an d   s c ien t if ic  r esear c h .   E lah eh k h eir i   et   al  [ 1 3 ]   h a v elab o r ated   ten an t - b ased   r e s o u r ce   allo ca tio n   ap p r o ac h   u s i n g   g e n etic   alg o r ith m   an d   h e u r is tic  al g o r it h m   to   o v er co m th i s s u es  o f   o v er - u tili za tio n   an d   u n d er - u til izatio n   in   r eso u r ce   allo ca tio n   f o r   SaaS  ap p licatio n s .   Sij in   He  et  al  [ 1 4 ]   h a v p r o p o s ed   v ir t u al  r eso u r ce   u n it  n a m ed   E A C ,   w h ic h   d eli v er s   b ett er   r eso u r ce   ef f icien c y   a n d   s ca lab ilit y   a n d   d is cu s s ed   r eso u r ce - i n e f f icie n c y   in   t h VM - b ased   ap p r o ac h .     1 . 2 .   P ro ble m   Scien ti f ic   r esear ch   in   v ar io u s   d is cip lin e s   o f te n   in v o lv e s   r esear ch er s   f r o m   d i f f er en t   o r g an izatio n s   co llab o r atin g   to   co n d u ct  an al y s i s ,   ex p er i m e n ts   o r   s i m u la tio n s   t h at  ar d ata  an d   co m p u te  in te n s i v an d   w it h   u n p r ed ictab le  r eso u r ce   r eq u ir e m en ts   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   T h ese  k i n d   ap p licatio n s   o r   to o ls   r eq u ir es  h i g h l y   d y n a m ic  r eso u r ce   allo ca tio n   m e t h o d .   T h r eso u r ce   i n ten s i v ap p licatio n s ,   d ata,   an d   to o ls   s h ar ed   in   h ig h l y   co llab o r ativ e   r esear ch   p lat f o r m s   s u f f er   f r o m   b u r s t y   w o r k lo ad s   [ 1 7 ] .   Ho w e v er ,   m o s o f   th co llab o r ativ e   r esear ch   p lat f o r m s   d ep en d   o n   th C lo u d   s er v ice  p r o v id er s   f o r   r eso u r ce   p r o v is io n in g   t h at  s ch ed u le  t h ap p licat io n s   i n d ep en d en t l y   an d   p r o v is io n s   th e   r eso u r ce s   s taticall y .   L ac k   o f   a   co m p r eh e n s iv e   ass e s s m e n o f   ap p licatio n s   an d   th e   av a ilab le   r eso u r ce s   ca n   lead   to   u n d er   o r   o v er   u tili za tio n   o f   r eso u r ce s   an d   in cr ea s ed   ex ec u tio n   t i m e   f o r   an   ap p licatio n   [ 1 8 ] ,   w h ich   i s   u n d esira b le  in   a   co llab o r ativ r esear ch   en v ir o n m e n t.    T h er ef o r e,   w id e n ti f ied   th at  t h m aj o r   p r o b lem s   as  f o r   r eso u r ce   allo ca tio n   i n   co llab o r ativ r esear ch   clo u d   f r a m e w o r k s   w it h   v ar y i n g   w o r k lo ad s   ar e:   a.   B u r s t y   w o r k lo ad s   o w i n g   to   D a ta  an d   co m p u te - i n te n s i v to o ls   an d   ap p licatio n s .   b.   Static p r o v is io n in g   o f   r eso u r ce s ,   w h ic h   lead s   to   r eso u r ce   lo ck in g .   c.   I n cr ea s ed   ex ec u tio n   ti m d u to   lack   o f   co m p r eh e n s i v ass es s m en o f   ap p licatio n s   an d   th av ailab le   r eso u r ce s .     1 . 3 .   P ro po s ed  s o lutio n   Ou r   p r o p o s al  is   th d e s ig n   o f   C lo u d   C o n tai n er   b ased   C o llab o r ativ R esear c h   ( C C C OR E )   f r a m e w o r k   th at  i n te n d s   o n   d e m an d ,   c u s t o m ized   co n tai n er izatio n ,   co m p r eh en s i v   a s s e s s m e n o f   r e s o u r ce   r eq u ir e m e n ts   an d   ap p lies   s ca lab le  al g o r ith m   th a u s es  u n d er u tili ze d   r esid u al  r eso u r ce s   to   ac h ie v e   o p tim a r eso u r ce   allo ca tio n   i n   a   d y n a m ic  co llab o r ativ r esear ch   e n v ir o n m e n t.   C C C O R E   o f f er s   a   p r o f icien w a y   to   s ta n d ar d ize  r esear ch   m et h o d s ,   estab lis h   r elatio n s h ip   a m o n g   d ata,   an d   s h ar th f in d i n g s   a m o n g s r esear ch er s . T h i s   en ab les  th r esear c h er   to   f o cu s   o n   h is   d o m ai n   o f   r esear ch   r a th er   th a n   g ai n i n g   t h p r o f icien c y   in   i n f r a s tr u ct u r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     C C C OR E :   C lo u d   C o n ta in er fo r   C o lla b o r a tive  R esea r ch   ( S a lin i S u r esh )   1661   in s ta llatio n s   an d   a n al y s i s   to o ls   [ 1 9 ] .   C C C OR E   r ap id l y   s p a w n s   co m p u tat io n al  i n s ta n ce s   an d   p r o v id a   cu s to m ized   u n it   o f   r eso u r ce s   ac co r d in g   to   t h e   v ar y in g   w o r k lo ad   o f   ap p licatio n s   o r   to o ls   u s ed   b y   t h e   r esear ch er   [ 2 0 ] .   R esear ch er s   o f te n   n ee d   to   r ep licate  t h r es u l ts ,   s t u d y   t h i n f er en ce s   o r   an a l y ze   t h r es u lts   b y   v ar y i n g   th p ar a m eter s .   C C C OR E   co n tai n er izes  en tire   s et  o f   d ata,   ap p licatio n   an d   all  its   d ep en d en cies,  h e n ce   d eliv er   co m p lete  co m p u te  e n v ir o n m en t f o r   th r esear c h er .       2.   ARCH I T E CH T UR E   O F   CCCO RE   2 . 1 .   CCCO RE   c o m po ne nts   C C C O R E   in te g r ates  t w o   u n i t s   a)   R esear ch   co llab o r atio n   u n it  ( R C U)   an d   b )   Ma n ag e m e n I n ter f ac e   ( MI ) .   R C is   r ea d y   to   u s co n tain er   w it h   d ata,   ap p licatio n s to o ls ,   a n d   o p er atin g   s y s te m .   I is   o p ti m ize d   b ased   o n   f in is h   ti m e.   R C is   s h ar ed   a m o n g   co llab o r atin g   r e s ea r ch er s   o n   tr u s ted   n et w o r k .   T h r esid u al  r eso u r ce   p o o o f   R C p r o v id es  it  t h ca p ab ilit y   to   r u n   a n   i n s ta n ce   o f   a n   ap p licatio n   a n d   cr ea te  an   o p er atin g   i m a g f o r   th er esear c h er .   Fig u r e   1   d em o n s tr ates   t h m o d el  o f   an   R C U.         Fig u r 1 .   Mo d el  o f   R C U       W d ef in ed   th o r ig i n al  r esea r ch er   w h o   o w n s   t h r esear ch   d ata,   ap p licatio n   o r   to o ls   as  o w n er .   MI   m an a g e s   a n d   ad m i n is ter s   R C U.   R esear c h er   s e n d s   th e   lo g i n   r eq u est to   t h o w n er   t h r o u g h   MI .   O w n er   ap p r o v e s   o r   d en ies  t h lo g in   r eq u e s d e p en d in g   o n   t h cr ed en tials .   W h en   r esear ch er   r eq u e s f o r   th e   r eso u r ce s ,   MI   w i ll   ch ec k   r eso u r ce s   av a ilab le  w it h   o w n er   an d   p r o v is io n   R C f r o m   h is   p o o o f   r eso u r ce s .   T h C C C OR E   d e f in e s   p er m i s s io n s   to   v ie w ,   ed it,  d el ete  an d   p u b lis h   t h d ata  an d   a p p licatio n s   i n   th co n tai n er   b ased   o n   u s er   r ig h ts .   T h o w n er   th r o u g h   MI   s et  r es ea r ch er s   r ig h t s   o n   R C th r o u g h   A cc e s s   co n tr o lis ( A C L ) .   T h tw o   co n d itio n s   th at   ar is i n   s ett in g   t h r ig h ts   o f   th r esear ch er   ar e:   a.   T h o w n er   g i v es t h r esear ch e r   f u ll r i g h ts   o n   R C a n d   o w n e r   r o lls   b ac k s   h is   r i g h ts   o n   it.   b.   O w n er   an d   r esear ch er   co llab o r ate  an d   h o ld   th s a m r ig h ts   o n   R C U.       T ab le   1 .   R esear ch er s   R ig h t s   o n   R C U     R i g h t s     D e scri p t i o n   N o   A c c e ss    T h e   R e se a r c h e r   w i l l   n o t   se e   t h e   R C U   i n   h i s a c c o u n t .   V i e w   T h e   R e se a r c h e r   c a n   se e   t h e   R C U   i n   h i s a c c o u n t   a n d   c a n   v i e w   t h e   d a t a   a n d   t o o l s a v a i l a b l e   i n   t h e   R C U .   V i e w   a n d   e x e c u t e     T h e   R e se a r c h e r   c a n   v i e w   t h e   d a t a   a n d   w o r k   o n   t h e   d a t a   w i t h   t o o l s a v a i l a b l e   i n   a   d i f f e r e n t   p a r a me t e r   se t t i n g .   O w n e r sh i p   R e se a r c h e r   w i l l   o w n   R C U .       2 . 2 .   Sequ ence   d ia g ra m   o f   CCCO RE   T h s tep w is d escr ip tio n   o f   th s eq u en ce   d ia g r a m   i s   g i v e n   b elo w   Step   1:   R esear ch er   r eq u est  f o r   r eso u r ce s   to   MI   Step   2 : M I   v er if ies r esear c h er   an d   au th e n tica te.   Step   3 : M I   s en d s   q u er y   r esear c h   r eq u est to   o w n er .   Step   4 : O w n er   v er i f ies t h r eq u est,   au th e n tica te  an d   allo ca te  r eso u r ce s   p ac k a g ed   in   R C U.   Step   5 : Reg is ter R C d etails   ( allo ca ted   m e m o r y ,   C P U,   s to r ag e,   b an d w id th )   w it h   MI .   Step   6:   Set r esear ch er   r ig h ts   o n   R C an d   g r an t i t to   r esear ch er .   Step   7 : Res ea r ch er   ac ce s s   R C U.   Step   8 : M I   m o n ito r s   R C U   p er f o r m a n ce   f o r   u n d er   p r o v is io n i n g   o r   o v er   p r o v is io n i n g .   Step   9 : M I   m a n ag e s   R C t h r eso u r ce   an d   r eso u r ce   allo ca tio n .   Step   1 0 : M I   o p tim izes R C U f o r   b etter   f in i s h   t i m a n d   r eso u r ce   u ti l izatio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 6 5 9     1670   1662   Step   1 1 : Res ea r ch er   s en d s   th d ec o m m is s io n   r eq u e s t to   MI   u p o n   f i n is h i n g   t h j o b .   Step   1 2 : M I   d ec o m m i s s io n s   R C b y   r elea s i n g   t h r eso u r ce s .   Step   1 3 : M I   u p d ate  th r eso u r ce   p o o l o f   R C U.   Step   1 4 : M I   u p d ate  th R C d ec o m m is s io n   to   o w n er .     Fig u r 2   s h o w s   t h s eq u en ce   Diag r a m   o f   C C C OR E           Fig u r 2 .   Seq u en ce   Dia g r a m   o f   C C C OR E       2 . 3 .   CCCO RE   c a pa bil it ie s   I n   th e   f o llo w i n g   s ec t io n ,   w d escr ib s o m o f   t h k e y   p o ten tialiti es   o f   C C C O R E   as  co ll ab o r ativ e   r esear ch   p latf o r m .     C u s to m iza tio n C C C O R E   cr ea tes  cu s to m - b u il R C Us   o n   d e m a n d   ac co r d in g   to   r esear ch er s   r eq u ir e m en ts .   A   r esear ch er   ca n   s elec d ata  ( r a w   o r   an al y ze d ) ,   ap p licatio n s ,   an d   co m p u te ,   s to r ag r eso u r ce s   b u n d led   as R C U.   Flex ib ili t y :   I n t h e   s cie n ti f ic  r esear ch   a n al y s is ,   r esear ch er   m a y   o f ten   n ee d   to   b u ild   m u ltip le   en v ir o n m e n t s ,   to   g en er ate   v ar io u s   r esu lts   b ased   o n   th p ar am eter   s etti n g s .   C C C OR E   en a b les  th r esear ch er s   to   w o r k   o n   a n   e x is tin g   p r o j ec b y   d u p lica tin g   t h s a m s e ttin g s   ir r esp ec tiv e   o f   t h lo ca h o s t   en v ir o n m e n t   [ 2 1 ] .   C C C OR E   s et s an   e n v ir o n m en t to   r u n   m u ltip le  in s ta n ce s   o f   s a m ap p licatio n s   f o r   d if f e r en t u s er s .   R ep r o d u cib ilit y :   R ep r o d u cib ilit y   o f   r e s ea r ch i s   ti m co n s u m i n g   a n d   ch al len g i n g   a n d   ca ll  f o r   co n f i g u r in g   th p latf o r m ,   v ir tu al   m ac h i n clu s ter in g ,   co m p a tib ilit y   f i x es  f o r   o p er atin g   s y s te m ,   s o f t w ar lib r ar ies  an d to o ls   [ 2 2 ] .   C C O R E   ex p o u n d s   r ep r o d u cib ilit y   to   f ac i litate  r e s ea r ch er s   to   r ep r o d u ce   t h co m p le te  co m p u te  e n v ir o n m e n u s ed   b y   th o r ig i n al  r esear c h er .   C C C OR E   cr ea te  li g h t w eig h R C Us w it h   a n   e n tire s et  o f   d ata,   ap p licatio n   an d   all  its   d ep en d en cies  lik e   r o o f ile  s y s te m s ,   r e g is tr ies,  s o f t w ar lib r ar ies  an d   t h u s   t h e   en tire   w o r k f lo w   o f   p r o j ec t   u s ed   b y   t h o r ig i n al  r esear ch er   co u ld   b r ep licated   an d   ex te n d ed   b y o th er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     C C C OR E :   C lo u d   C o n ta in er fo r   C o lla b o r a tive  R esea r ch   ( S a lin i S u r esh )   1663   r esear ch er s .   R e s ea r ch   f i n d in g s   an d   in f er e n ce s   p ac k a g ed   in   R C is   s h ar ed   an d   r eu s ed   b y   o th er   r esear ch er s ,   th u s   f ac ilit ati n g   v al id atio n o f   t h er es u lts   a n d   in f er en ce s .   C o m p u tatio n al   p o r tab ilit y S o m e   co m p u tatio n al   to o ls   u s e d   f o r   s cien tific   an a l y s is   tig h t l y   co u p le s   w it h   s y s te m   en v ir o n m e n ts   a n d   r eg is tr y   s ett in g s .   R C b ein g   lig h t w eig h co n tai n er   an d   p latf o r m   i n d ep en d en t   is   p o r tab le  ac r o s s   all  p latf o r m s .   T h r ep licatio n   o f   t h co m p u tat io n al  e n v ir o n m e n t s   to   r u n   t h ap p licatio n s   s h ar ed   b et w ee n   r esear ch er s is   r eso lv ed   in   C C C OR E   as  R C in s ta n ce s   ca n   b e x p o r ted   to   an y   en v ir o n m e n t ,   co n s eq u e n tl y   en ab li n g   th e m u latio n   o f   co m p u tatio n al  en v ir o n m e n t s   to   r u n   t h e s e   ap p licatio n s .   Op e n   Vir tu aliza t io n   Fo r m at  ( OV F)  d ef in es  a n   o p en   s o u r ce   s ta n d ar d   f o r   p ac k ag in g   a n d   d is tr i b u tin g   s o f t w ar f o r   v ir tu a m ac h i n es.   D y n a m ic   r eso u r ce   p r o v is io n i n g :   C C C OR E   co u n t   o n   a u to s ca lin g   to f u r t h er   d y n a m ic  all o ca tio n   o f   r eso u r ce s   f o r   co m p u te   i n te n s iv e   r esear ch   ap p licatio n s .   R e s ea r ch   to o ls   o r   ap p licatio n s   m a y   d e m an d   s et  o f   d ed icate d   r eso u r ce   o r   at  ti m e s   w o r k lo ad   ca n   v ar y   b ased   o n   t h i n te n s i t y   o f   an al y s is .   Scala b ilit y   [ 2 3 ]   i m p ar ted   in   C C C OR E   en ab le s   allo ca ti o n   o f   r eso u r ce s i n   r esp o n s to   th u n ce r tain   w o r k lo ad . De m an d - d r iv e n   r eso u r ce   p r o v is io n i n g   co m m is s io n s   o r   d ec o m m i s s io n s   r eso u r ce   in s ta n ce s   f o r   th R C t h r o u g h   MI . T o   ac h i ev ea   f aster   ex ec u t io n   ti m e,   MI   allo ca tes  r esid u al  r eso u r ce s   o f   a n y   R C U   to   an y   o t h er   R C t h at  d e m a n d s   it.   P r o v is io n i n g   th e   co m p u te  ca p ac it y   ac co r d in g   to   t h v ar y in g   w o r k lo ad   t h at  o cc u r s   i n   s cie n ti f ic  ap p licatio n s   r eq u ir es  t h e   eli m i n atio n   o f   r eso u r ce   lo c k in g   d u to   s tatic  p r o v i s io n i n g   o f   r eso u r ce s .   Mo r eo v er ,   th s tat ic  r eso u r ce   p r o v is io n   ca u s e s   u n d er   u tili za tio n   o r   o v er   u tili za tio n   o f   r eso u r ce s   th at   p o s es  a   ch a llen g i n   r eso u r ce   allo ca tio n .     2 . 4 .   F ra m ew o rk   o f   CCCO RE   T h m ai n   m o d u le s   o f   th la y er ed   f r a m e w o r k   o f   C C C OR E   ar P h y s ical  la y er ,   v ir tu ali za tio n   an d   co n tr o l la y er ,   s er v ice  la y er ,   d eliv er y   la y er .   Fi g u r 3   ill u s tr ate s   la y er ed   f r a m e w o r k   ar ch itec t u r o f   C C C O R E .           Fig u r 3 .   L a y er ed   ar ch itect u r e   o f   C C C O R E       P h y s ical  la y er P h y s ical  la y e r   allo ca tes  n ec ess ar y   co m p u t e,   s to r ag an d   b an d w id th   to   cr ea te  th e   co m p u te  s tac k   o f   a n y   R C U.   T w o   v ir t u al  r o u ter s   in ter co n n ec m u ltip le  v ir tu al  r eso u r ce s .   MI   cr ea tes  R C o f   d if f er e n co n f i g u r atio n s   ac co r d in g   to   th e   r esear ch er s   n ee d s .   MI   s p ec if ies  t h v ir t u al  p at h   d ep en d in g   o n   th e   b an d w id t h   al lo ca ted   to   ea ch   r esear ch er .   Vir t u al  i n f r astr u ctu r Diag r a m   o f   C C C O R E   i n   Fig u r e   4   ill u s tr ates t h e   in ter co n n ec tio n   o f   v ir t u al  r eso u r ce s   o f   C C C OR E .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 6 5 9     1670   1664     Fig u r 4 .   Vir tu al  in f r as tr u ct u r d iag r a m   o f   C C C O R E       T ab le   2   s h o w s   t h f u n ctio n alit ies o f   ea ch   n o d o f   Vir tu al  i n f r astru ct u r d iag r a m .         T ab le   2 .   No d Fu n ctio n alitie s   N O D N u mb e r   F U N C TI O N     1   S t o r a g e   si z e   ( h a r d   d i s k   s i z e )   2   , 4     V i r t u a l   R o u t e r   3 , 6 , 7   C o mp u t e   n o d e s   5   MI       W co n s id er   a   as  th e   v ir t u al  li n k   b an d w id t h   b et w ee n   v ir tu al   r o u ter   an d   co m p u tatio n al  r eso u r ce s   b   a s   th ev ir tu al  li m it late n c y   b et w ee n   co m p u te  n o d es.   MI   co n n ec t s   th r eso u r ce s   ( s to r ag e,   co m p u te)   th r o u g h   v ir t u al  r o u ter s .   T o   cr ea te  an   R C U,   M I   s elec ts   o n e   o f   th e   co m p u tati o n   n o d es  3 ,   6 ,   7   b ased   o n   t h w o r k lo ad ,   t h r o u g h   v ir tu a r o u ter   4   cr ea tin g   r o u te s   5 - 4 - 6 ,   5 - 4 - 7   o r   5 - 4 - 3 .   MI   co n n ec t s   C o m p u tatio n   n o d es  3 ,   6 ,   7   to   s to r ag n o d 1   th r o u g h   v ir tu al  r o u ter   2 .   MI   co m p r eh e n s iv el y   as s es s   t h av ai lab le  r eso u r ce s   o f   C C C OR E   a n d   allo ca te b an d w id t h   an d   r eso u r ce s to   an y   R C b ased   o n   w o r k lo ad   r eq u ir e m e n t a n d   f i n is h   ti m e.     Vir tu aliza t io n   a n d   co n tr o la y er :   I n   H y p er v is o r   b ased   v ir tu a lizatio n t h g u est  o p er atin g   s y s te m   t h at   r u n s   th ap p licatio n s   co n s u m e s   s er v er   r eso u r ce s   th u s   i n cr ea s in g   th s y s te m   o v er h ea d s   [ 2 4 ] .   Vir tu aliza tio n   an d   co n tr o la y er   h as   ad o p ted   o p e r atin g   s y s te m   lev el   v ir tu aliza t io n   t h at  e n ab les   t h R C Us  to   s h ar t h o p er atin g   s y s te m   w it h   h o s a n d   o th er   R C U s   [ 2 5 ] .   T h lay er   o f f er s   an   ab s tr ac tio n   f o r   t h e   r esea r ch er s   an d   e n s u r es   is o latio n   o f   r eso u r ce s   f o r   all  t h R C U s .   Ser v ice  la y er :   T h is   la y er   ac ts   as  r ep o s ito r y ,   w h ic h   s to r esi m ag e s   i n OV ( Op en   Vir t u al  Fo r m at)   o f   all  R C Us   . R C i s   e x p o r ted   in   O VF   f o r m at   to   t h i m a g e   d ep o .   OVF  f o r m at  e n h a n ce s   th ep o r tab ilit y   an d   p latf o r m   i n d ep en d en ce o f   R C U.   R esear ch er s   ac ce s s   t h allo ca ted   R C Ut h r o u g h   t h s er v ice   la y er .   Deliv er y   la y er :   I n   co llab o r a tiv r esear ch   e n v ir o n m e n w h er r eso u r ce   d em an d s   ar al w a y s   h ig h ,   Vir tu al  Ma c h i n ( VM )   b ased   ap p r o ac h   ca n   b in   ef f ici en t.  Deli v er y   la y er   co u n ts   o n   r ap id l y   s ca lab le   co n tain er s   to   ac co m m o d ate   h i g h   r eso u r ce   d e m an d s   [ 2 6 ] .       3.   RE S E ARCH   M E T H O DO L G Y     3 . 1 .   Sy s t e m   m o del   W m o d el  d y n a m ic  r eso u r ce   allo ca tio n   p r o b lem   as  a n   o p tim izatio n   p r o b lem a n d   ai m s   to   m in i m ize   th f i n i s h   ti m an d   i m p r o v th th r o u g h p u to   ac h ie v o p ti m a r eso u r ce   u tili za tio n .   Ou r   co n tain er   b ased   r eso u r ce   allo ca tio n   al g o r ith m   en h an ce s   d y n a m ic   s ca lab ilit y   b y   e m p lo y i n g   u n d er u ti lized   r esid u al   r eso u r ce s   [ 2 7 ]   an d   h en ce   m i n i m ize  f i n i s h   ti m o f   an   ap p licatio n .   C o n s id er   th e   s et  o f   to tal   av a ilab le  r eso u r ce s   N p   ( co m p u te ,   m e m o r y ,   s to r ag e,   a n d   b an d w id t h )   i n   C C C O R E .   E ac h   R C is   d e n o ted   as  r ,   r esid u al  r eso u r c es  in   ea ch   R C is   d en o ted         .   C o n s id er   jo b   ( ap p licatio n )   A j   w ith   w o r k lo a d   L j,   an d   m a x i m u m   a llo w ed   s er v ice  d ela y   T j ,   th e n   th e   r eso u r ce s   r eq u ir ed           is   ca lcu lated   as                                          ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     C C C OR E :   C lo u d   C o n ta in er fo r   C o lla b o r a tive  R esea r ch   ( S a lin i S u r esh )   1665   R C U   w ill   n o e x ec u te   j o b   w it h   s ize  le s s   t h an   d ef i n ed   m i n i m u m   v al u to   a v o id   u n d er   u tili za tio n   a n d   r eso u r ce   lo ck in g .   W d ef in m i n i m u m   s ize  o f   an y   j o b   ex ec u ted   b y   R C U.       Min i m u m   j o b   s ize  s h o u ld b   L j β j w h er e   β j   =                                          MI   co m p r eh e n s iv el y   as s es s   th to tal  av ailab le  r eso u r ce s   i n   C C C O R E to   o p ti m all y   a llo ca te   r eso u r ce s .   T o tal  r esid u al  r eso u r ce s   i n   R C is   ca lcu la ted   as,     Z =                                 ( 2 )     Fin i s h   ti m f o r   j o b   is   r at io   o f   w o r k lo ad   to   r eso u r ce   r eq u ir ed   w it h   s p ec if ic  ti m d elay .   F in i s h   t i m e   d ec r ea s es  w i th   o p ti m al  u t ilizat io n   o f   r esid u al   r eso u r ce s .   Fin i s h   t i m f o r   J o b   A j   is   ca lcu lated   as,                        -                                       ( 3 )     L et  Z r   is   allo ca ted   b an d w id th   f o r   ea ch   u s er ,   is   th u n u s ed   b an d w id th   f o r   R C U,   n   is   th m ax i m u m   n u m b er   o f   R C Us t h at  ca n   b cr ea ted   in   C C C OR E ,   x   is   ac ti v R C Us a t a n y   m o m e n t o f   ti m e.   Ma x i m u m   t h r o u g h p u t a llo ca te d   to   an y   R C ( X r )   is   ca lcu late d   as :                                             ( 4)     Ma x i m u m   t h r o u g h p u t o f   C C C OR E   is   ca lc u lated   as                          3 . 2 .   P ro po s ed  a lg o rit h m   An   o n d e m a n d ,   f lex ib le  r eso u r ce   p r o v is io n i n g   ca ll  f o r   co m p r e h e n s i v ass e s s m e n o f   r eq u ir e m e n ts   o f   th u s er s   an d   av ailab le  r es o u r ce s .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   a i m s   to   m i n i m ize  th f in is h   ti m e,   i m p r o v e   th e   th r o u g h p u an d   ac h iev o p ti m al  r eso u r ce   u til izatio n .   I f   th i n itiall y   p r o v is io n ed   r eso u r ce s   o f   an   R C i s   n o t   ad eq u ate  eith er   to   m ee t h f i n is h   ti m o r   r eso u r ce   r eq u ir e m en ts   o f   an   ap p licatio n ,   MI   a llo ca te  th r eq u e s ted   r eso u r ce s   f r o m   th u n u s ed   r esi d u al  r eso u r ce s   o f   o t h er   R C Us.     Alg o rit h m   1 :   RCU  Allo ca t io n   I n p u t:    A : M a x i m u m   n u m b er   o f   R C U s   allo ca ted   f o r   ea ch   r esear ch er   o w n er     N:  T o tal  n u m b er   f o r   R C Us a v ailab le  in   C C C OR E   B : M ax i m u m   n u m b er   R C U s   a n y   r esear c h er   ca n   r eq u est.   Ou tp u t: R C ij   1.   I f   B     A   th en     2 .             O b tain   R C ij ( 1 B   A )   f r o m   A   3 .                 C r ea te  R C ij   4 .       I f   B A   th en     5 .     Ob tain   R C ij ( A     B     N)   f r o m   w it h   MI   ap p r o v al   6 .                 C r ea te  R C ij   7.   Set u s er   r ig h ts   f o r   R C ij     Alg o rit h m   2 :   O pti m a l r eso u rc a llo ca t io n a l g o rit h m   I n p u t:    N P : T o tal  A v ailab le  r eso u r ce s   in   C C C OR E .   r:   R C n u m b er   J o b :   A j   W o r k   L o ad : L j   Ma x   allo w ed   ti m d ela y : T j   Min i m al  r eso u r ce   r eq u ir ed   f o r   j o b   A j                   R esid u al  r eso u r ce   in   R C     Z                 b an d w id th   o f   R C U   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 6 5 9     1670   1666   b   =L aten c y   b et w ee n   R C Us   Ou tp u t:         ,   o p ti m ized r eso u r ce   1 .   J o b   /w o r k lo ad   r eq u ested     2 ,   C r ea ted   R C r   3 .   R eso u r ce   allo ca ted   to   R C r            (       >         )   4 .   Fin is h   T im           =                5 .   I f   ac tu al  f i n i s h   ti m >T j   6 .   R esid u al  r eso u r ce   ad d ed   to   R C     r     (         +Z )   7 .   Fin is h   ti m                    -                     8.   I f   r eq u ir ed   r eso u r ce   is   m o r e   th an               9 .   R eso u r ce   ad d ed   to   R C     r     (         +Z )   1 0 .   Fin is h   t i m =                    -                     1 1 .   I f   id le  tim o f   R C U> I     1 2 .   R C Ud ec o m m i s s io n ed .       4.   RE SU L T   AND  ANA L YS I S   T h h ar d w ar in f r astr u ctu r d ep lo y ed   f o r   th e x p er i m e n t c o n s i s ted   is   as  f o llo w s :   I d en tica co n f ig u r atio n   o f   f o u r   p h y s ical  m ac h in e s   ea ch   w i t h   co n f ig u r atio n   co r i5   5 2 8 7 p r o ce s s o r   3   M B   s m ar t   ca ch e,   2   co r /4   t h r ea d s   @   2 . 9   GHz .   I n s talled   Me m o r y   ( R A M) :   4 . 0 0   GB   w h ic h   ar e   co n n ec ted   u s in g   1 G   E th er n et  s w itc h   cisco   S 3 0 0   - 2 4   p o r t.W c o n f i g u r e d   R C b a s ed   s y s te m s w it h   P h y s ical  m ac h i n es   in s ta lled w it h   Ub u n t u   1 4 . 0 4 ,   Op en   s tac k   an d   4   L XD  ( L in u x   co n tai n er s ) . VM   b ased   s y s te m s   ar i n s ta lled   w it h   w i n d o w s   2 0 1 2   s er v er   Stan d ar d   ed itio n   w it h   s er v ice  p ac k   2   an d   4   VM s .       4 . 1 .   Scena rio   I   W ev alu ated   VM - b ased   an d   th R C U - b ased   s y s te m s   f o r   r eso u r ce   ef f icie n c y   w i th   r esp e ct  to   f in i s h   ti m a n d   th r o u g h p u t.   I m p r o v e m en t o f   f in is h   ti m e,   in cr ea s e s   th r eso u r ce   e f f icien c y   i n   co llab o r ativ r esear ch   en v ir o n m e n t.   W co m p ar ed   t h VM - b ased   a n d   R C U - b ase d   s y s te m s b y   r u n n i n g   a   . n et  a p p licatio n   an d   Sag e   Ma th .   W h ile  th . n et  ap p licat io n   is   co m p u tatio n all y   l ig h t,   s ag m a th   is   m e m o r y   an d   co m p u te  in te n s iv e   ap p licatio n .   W co n d u cted   m u ltip le  iter atio n s   b y   v ar y i n g   c o n f i g u r atio n   o f   VM   a n d   R C U .   W co n d u cted   5 0   iter atio n s   f o r   . n e t a p p licatio n ,   as it i s   l ig h t w ei g h t a n d   1 0   iter atio n s   f o r   Sa g m at h . T ab le  3   s h o w s a v er ag f i n is h   ti m e   in   e x ec u t in g   t h e   . n et   ap p licatio n   f o r   co n f i g u r at io n s   1 )   2 co r e   co m p u te,   1 GB   R A a n d   2 )   4 co r co m p u te,   8 GB   R AM   an d   i n   e x ec u ti n g   Sag e   Ma t h   ap p licatio n   f o r   co n f ig u r atio n   s 3 )   6 co r co m p u te ,   8 GB   R AM   an d   4 )   8 co r co m p u te,   1 6 GB   R A M   u s in g   VM   b ased   an d   R C b ase d   s y s te m s .       T ab le   3 A v er ag f i n is h   ti m f o r   VM   an d   R C u s i n g   . n et  A p p licatio n   an d   Sag M at h   C o n f i g u r a t i o n   A p p l i c a t i o n   I t e r a t i o n s   Ty p e   A v e r a g e   f i n i sh t i me   i n   se c o n d s   2 c o r e , 1 G B me mo r y   . n e t   50   VM   8 3 . 0 6   2 c o r e , 1 G B   me mo r y   . n e t   50   RCU   4 5 . 1 8   4 c o r e , 8 G B   me mo r y   . n e t   50   VM   8 2 . 7   4 c o r e , 8 G B   me mo r y   . n e t   50   RCU   3 8 . 1 4   6 c o r e , 8 G B   me mo r y   S a g e M a t h   10   VM   1 8 3 9 . 5 6   6 c o r e , 8 G B   me mo r y   S a g e M a t h   10   RCU   1 0 8 6 . 3 3   8 c o r e , 1 6 G B   me mo r y   S a g e M a t h   10   VM   1 8 3 9   8 c o r e , 1 6 G B   me mo r y   S a g e M a t h   10   RCU   9 5 2       Fig u r e   5   h ig h li g h t s   th at  R C U   s h o w ed   4 5 b etter   f in is h   ti m th a n   VM   f o r   co n f i g u r atio n   1 )   5 3 . 8 b etter   f in is h   ti m f o r   co n f i g u r atio n ,   2 ) ,   4 1 b etter   f in is h   ti m f o r   co n f i g u r atio n ,   3 )   4 8 b etter   f in is h   ti m f o r   co n f i g u r atio n ,   4 t h co m p ar a tiv a n al y s i s   h i g h l ig h t s   t h at  with   i n cr ea s e   o f   r e s o u r ce s   ( co r e   an d   m e m o r y )   o u r   p r o p o s ed   R C b a s ed   C C C O R E   d eliv er s   b etter   f i n is h   t i m et h an   VM ,   d u e   to   i m p r o v ed   r eso u r ce   u tili za tio n   i m p le m en ted   t h r o u g h   o u r   al g o r ith m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     C C C OR E :   C lo u d   C o n ta in er fo r   C o lla b o r a tive  R esea r ch   ( S a lin i S u r esh )   1667       Fig u r e   5 .   C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   A v e r a g f in i s h   t i m f o r   VM   an d   R C U       4. 2.   Scena rio   I I   T o   ev alu ate  th d y n a m ic  allo ca tio n   o f   r eso u r ce s   i n   lin with   th w o r k lo ad   o f   co m p u te - i n ten s i v ap p licatio n s ,   w ec alled   f u n ctio n s   f o r   B er n o u lli   n u m b er ,   I n te g er   f ac to r izatio n ,   a n d   f ac to r ia in   S AGE   Ma t h .   B er n o u lli  n u m b er   f u n c tio n   i s   co m p u tea n d   m e m o r y   i n te n s iv e   w h er ea s   I n teg er   f ac to r izatio n   a n d   f ac to r ial   f u n ctio n s   ar les s   co m p u te  i n t en s i v e.   W co m p ar ed   f i n is h   ti m o f   VM ,   L XD  a n d   R C s y s te m s   w it h a n   id en t i ca co n f i g u r atio n   o f   8   co r e,   16 GB   R A i n   t h r ee   iter atio n s   v ar y i n g   th r es id u al  r eso u r ce s .   B y   v ar y i n g   th r e s id u al   r eso u r ce s ,   w an a l y ze d   th i m p ac o f   r e s o u r ce   o p ti m i za tio n   i n   th e   f i n i s h   ti m e.   I n   t h f ir s iter atio n ,   n o   r esid u al  r e s o u r ce s   w er m ad e   a v ailab le  i n   t h s y s te m s ec o n d   iter atio n ,   w it h   2 5 r esid u al  r eso u r ce s   a v ailab le,   i n   th e   th ir d   iter atio n   6 0 r esid u al  r eso u r ce s   w er a v aila b le.       T ab le   4 .   Fin is h   ti m f o r   VM ,   L XD,   a n d   R C u s in g   C o m p u t I n ten s iv Sa g e   Ma t h   F u n c tio n s     V M       L X D       R C U       A P P LI C A TI O N   F i n i sh   t i me   i n   S e c     F i n i sh   t i me   i n   S e c     F i n i sh   t i me   i n   S e c     B ER N O U L I   N U M B ER               n o   r e si d u a l   r e so u r c e   2 4 8   2 2 1   2 2 1   2 5 r e si d u a l   r e so u r c e   2 4 8   2 2 1   1 7 7   6 0 r e si d u a l   r e so u r c e   2 4 8   2 2 1   1 6 0   I N T E G ER   F A C T O R I S A TI O N                 n o   r e si d u a l   r e so u r c e   1 7 0   1 5 5   1 5 0   2 5 r e si d u a l   r e so u r c e   1 7 0   1 5 5   1 3 4   6 0 r e si d u a l   r e so u r c e   1 7 0   1 5 5   1 1 3   F A C TO R I A L                 n o   r e si d u a l   r e so u r c e   39   32   32   2 5 r e si d u a l   r e so u r c e   39   32   24   6 0 r e si d u a l   r e so u r c e   39   32   13           Fig u r e   6 C o m p ar ativ a n al y s i s   o f   f i n i s h   t i m f o r   VM ,   L XD R C w i th   a v ailab le  r esid u a l r eso u r ce s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   3 J u n 2 0 1 8   :   1 6 5 9     1670   1668   T h co m p ar ati v a n al y s i s   s h o w n   i n   f i g u r 6   d e m o n s tr ate s   t h at  f i n is h   ti m f o r   VM   a n d   L XD  d id   n o t   ch an g w it h   t h av ailab ili t y   o f   r esid u al  r eso u r ce s ,   b u R C e m p lo y ed   u n d er u tili ze d   r es id u al  r eso u r ce s   a n d   ac h iev ed   b etter   f i n is h   ti m e.     4. 3.   Scena rio   III   W co n d u cted   ex p er i m e n t s to   ev al u ate  t h th r o u g h p u o f   R C a n d   VM   f o r   p r o ce s s in g   d ata  i n   v ar y i n g   s izes  ( 1   GB ,   4 GB ,   an d   B u lk   d ata  1 0 0   GB ).   T h p u r p o s o f   th est u d y   is   to   an al y s th ef f icie n c y   o f   R C i n u tili zi n g   th u n u s ed   b an d w id th   to ac h iev b etter   th r o u g h p u t a s   s h o w n   in   T ab le  5 .       T ab le   5 .   C o m p ar is o n   o f   T h r o u g h p u t f o r   VM   an d   R C U   C o n f i g u r a t i o n   D a t a   I t e r a t i o n s   T Y P E   T h r o u g h p u t   i n   G b p s   2 c o r e ,   4 G B R A M   5 0 0 G B   h a r d d i sk .     1 G B   10   VM   1 4 9 . 4   2 c o r e ,   4 G B R A M   5 0 0 G B   h a r d d i sk .     1 G B   10   RCU   1 6 9 . 2   2 c o r e , 4 G B   R A M , 5 0 0 G B   h a r d d i sk   4 G B   10   VM   1 4 0 . 5   2 c o r e , 4 G B   R A M , 5 0 0 G B   h a r d d i sk   4 G B   10   RCU   1 7 4 . 7   8 c o r e , 1 6 G B   R A M , 5 0 0   G B   h a r d   d i s k   B u l k   d a t a 1 0 0   G B   10   VM   1 3 9 . 3   8 c o r e , 1 6 G B   R A M , 5 0 0   G B   h a r d   d i s k   B u l k   d a t a 1 0 0   G B   10   RCU   1 8 1 . 3           Fig u r e   7 C o m p ar is o n   o f   t h r o u g h p u t o f   VM   a n d   R C in   p r o ce s s i n g   d ata  o f   v ar y i n g   s izes       As  it   is   o b v io u s   f r o m   F ig u r e   7,   w h ile  m i g r ati n g   1 GB   d ata,   R C s y s te m s   d eli v er   i m p r o v ed   th r o u g h p u t   o f   1 3 m o r t h a n   th t h r o u g h p u t o f   VM   b ased   s y s te m s .   T h r o u g h p u   in cr ea s e d   b y   2 4   w it h   d ata  o f   4 GB   an d   3 0 . 1 5 w it h   b u l k   d ata  m i g r atio n .   T h er ef o r R C ac h iev e s     b etter   th r o u g h p u co m p ar ed   to   VM     in   p r o ce s s in g   d ata  in   v ar iab le  s izes si n ce   is   ab le  to   u s th u n u s ed b an d w id th   to   ac h iev b e tter   th r o u g h p u t.        5.   CO NCLU SI O   We   h av d es ig n ed a   C lo u d   C o n tain er   b ased   C o llab o r ativ e   R esear c h   ( C C C O R E )   f r a m e w o r k   w it h   d y n a m ic  r eso u r ce   p r o v is io n in g   ac co r d in g   to   th v ar y i n g   w o r k lo ad   in   th co llab o r ativ r es ea r ch   en v ir o n m en t .   T h p r o p o s ed   s y s te m   r elie s   o n   f le x ib le,   cu s to m ized   c o n tain er s   n a m ed   as  R C t o   s p a w n   co m p lete   co m p u tatio n al  en v ir o n m e n f o r   th r esear ch er s .   C o m p r eh e n s iv ass e s s m e n o f   u s er s   r eq u i r e m en t s   an d   u s in g   u n d er u tili ze d   r esid u a r eso u r c es   en h an ce d   t h e f f icien c y   o f   C C C O R E .   E x p er i m e n tal  e v al u atio n   i n d icate s   th a p r o p o s ed   R C b as ed   C C C O R E   f r a m e w o r k   o u tp er f o r m ed   VM   b ased   s y s te m s   i n   ter m s   o f   f i n i s h   ti m an d   th r o u g h p u t.   O u r   f u t u r w o r k   w il co m p r is e   t h w o r k f lo w   a u to m at io n   o f   C C C O R E   a n d   i m p r o v t h co n tain er   s ec u r it y .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Ka l y a n a m ,   e a l .,   Clo u d - e n a b li n g   a   Co ll a b o ra ti v e   Re se a rc h   P latf o rm T h e   GA BBs   S to ry ,   PE AR C1 7   i n   Pro c e e d in g o t h e   Pra c ti c e   a n d   Exp e rie n c e   in   A d v a n c e d   Res e a rc h   Co m p u ti n g ,   n o .   2 3 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.