Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   2 ,  A pr il   2020 , p p.  15 07 ~ 1514   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 10 i 2 . pp1507 - 15 14           1507       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Perform ance ana lysis of  contain er - based n etworki ng   Solutions for hi gh - perform ance c ompu ting  cloud       Sa n g  B oem Li m 1 , Joon  Woo 2 , G u oh u a  Li 3     1 Depa rt m ent   of S m art   ICT  Conv erg ence, Konkuk  Univer sit y ,   Ko rea   2 ,3 Nati ona l  Insti t ute   of   Superc om puti ng  and  Ne tworking,   Kor ea   In stit ute of  Sc ie n c e  and   T ec hnolog y   Inform at ion ,   K ore a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   J ul   4 ,  2019   Re vised  Oct   11 ,   20 19   Accepte d  Oct   20 , 20 19       Rec en tly ,   cl oud   servic e   provide r s  have   be en  gr a dual l y   cha ng ing  from   virt ual  m ac hine - base d   cl oud  infra st ruc ture s  to  c onta in er - base d   cl oud - n at i v e   infra struc ture s  t hat   consid er  per form anc e  and   workload - m ana ge m ent   issues .   Sever al  da ta  netw ork  per form an ce   issue s  for  v irtual  insta nc es  h av e  ar isen,  and   var ious  ne twor king  solut ions  have   b ee n   ne wl y   develope d   or  u ti l iz ed .     In  thi s  pap er,  we  propose  a  solut io n  suita bl e  for  a  hi gh - per form anc e   computing  (HP C)  cl oud  thr ough  a  per form anc e  compari son  ana l y sis  of  containe r - b ase d   net working  solu t ions.  W e  constru ct ed   a  supe rco m pute r - base d   te st - bed  c luste r  to  ev al ua te t he   s erv icea bi li t y   b y   exe cu ti ng  HP C  j obs.   Ke yw or d s :   Cl oud  c om pu ti ng   Con ta ine r - base d netw orkin g   HP C   Netw ork   Perfo rm ance an al ysi s   Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Guo hu a  Li ,    Nati on al   I ns ti tute o f Su per c om pu ti ng  and  N et work i ng ,   Korea  Insti tute o f  Scie nce a nd Tech nolo gy In form ation ,   245 Dae hak - r o, Y us e ong - gu,   Daej e on, 3 4141, K or ea .   Em a il :  gh le e@ kisti .r e. kr       1.   INTROD U CTION     Trad it io nally ,  high - perf or m a nce  c om pu ti ng   ( HP C)   was   use d  m ai nly  by   nat ur al   sci enc e  areas   li ke   weathe r  f or eca sti ng ,   m olecular  bio l og y,   a nd  s pace   ex plo it at ion.  HP C   becom es  ve ry  dem a nd i ng  te c hnology  du e   to  the  im po rtance  of  bi g  data  analy sis,   that  cannot   be  proces se d   with  the  t rad it io nal  co m pu ti ng   env i ronm ent  [ 1].  A   wi de   ra nge  of  c om pu te r   arc hitec ture   is ,  al s o,  re quire d  to   process   big  data.   O ne   s olu t ion  to  these  requirem ents  is   to   a dd  c loud  ca pa bili ty  to   the   HP C   e nvir on m ent.  Cl oud  c om pu ti ng  can  e asi ly   ada r t  ra pid  changes   of  hardw a re   an d  s ofr tware   te ch olog ie s.  By   us in g  c loud  com pu ti ng,   m os t  of  t he   us ers   al s o  can   reduce  analy sis t i m e and cost  of  hard war e  and s oft w are [2].   The  desi gn  of   netw orks   in   a  cl oud  inf ras tru ct ure  c onfi gurati on  is  usual ly   div i ded  into  public,  m anag em ent,  and   guest   net works  [ 3].  A   gu e st  netw ork   is  capab le   of   data  com m un ic at ion   betwee n  vi rtual   instances  wh ic h  are  run ning  on   one  host,  m ulti ple  hosts,  or  acr os s  the  dif fer e nt  sub nets  [4 - 6 ] .  T he  Do c ker   [ 7 ]  con ta ine r  platf or m   is  an  open - s ource   co nt ai ner   m anag e m ent  pro j ect   la un c hed  by  Do c ke r  I nc.  This  is   a  li gh twei ght  c on ta ine r  te ch nolo gy  that  bundle s  an d  r uns  the  ser vice  ope r at ing   en vir onm ent.  Wh e n  co nf igurin g  a  cl oud  e nvir onm ent  based  on  the   D oc ker   c on ta ine r,  an   or chestrati on  s oft war e  s uc h  a s  Kube rn et es  or  Do c ke r   Sw arm   is nee de d  to  ef fecti vel y  m anag e a nd  eff ic ie ntly  all oc at e the r e sour ces re qu i red f or c on ta ine rs [ 8 - 10 ] .    The  go al   of  thi s  pa per   is  t o  e valuate  a  s uitable   co ntaine r - ba sed  netw ork  s olu ti on   f or  H P C  cl oud  by  perform ing   be nch m ark   te sts  us in g  Me ssa ge   Passin g  I nterfac e  (MP I)   be nc hm ark   su it e.   We  hav e   te ste d  se ver a l   netw orkin g  so l utions  us in g  K ub e r netes  wh ic h  has   an   e xcell ent  a uto - rec overy  ca pab il it y.  This  st ud y   incl ud e s     a  res ult  of  the   perf or m an ce  te sts  on  netw ork  band width  of  va rio us   cl us t er  net wor k  c onfi gurati ons  a nd  an   evaluati on  of   t he  HP C  se rv ic e abili ty   of   the  ba re - m et al   and   c on ta ine r.   A dd it ion al ly ,  a  s umm ary  of   the   eva luati on  resu lt  a nd r ec om m end at ion   on c on ta ine r - bas ed netw ork  s ol ution i s  prov i de d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  2 ,  A pr i l   2020   :   1505   -   1514   1508   2.   R EL ATED  W ORKS   2.1.   C onta in e r netw orkin g on a sin gle  node   Ther e  a re  tw o  ty pes  of   c on t ai ner - base d  ne tworki ng   s olu t ion s  that  a re  r el at ed  to  a  sin g  no de  an d  m ul ti ple  nodes .  Re prese ntati ve  netw orki ng  s olu ti ons  for  c onta iners   on  a  s ing le   node   are   div i de d  int o  t hr e e   cat agories:   bri dg e   netw orkin g,   host  netw orkin g,  an d  m acvlan   net work i ng  [ 11 ] .  In  the   bri dge  netw orki ng  [ 12 ] ,  a  docker 0   or   use r - def i ned  br i dge  is   cr eat ed   th rou gh  the   ph ysi cal   netw ork   int erf ace   to   c on tr ol  the   tra ff ic   be tween   con ta ine rs   in   t wo  nam espaces  on   a  si ng le   ho st   Fig ure  1 ( a ) .  A   host  pro cess  [ 1 3 ] ,  s uc h  as  t he  ss hd   da e m on ,   is  create d  wit h  a  s pecific  port   w hile  an othe r   m ai n  ser vice  da e m on   i n  a   co ntainer   is  c reated  with  a nothe r  port  hav i ng  th e  sam e  vi rtual  IP  a ddress   i n  t he  sa m e  nam espace   f or  th e  host  ne tworki ng  Fi gure   1 ( b ) .  The   m acvlan   netw orkin g  [ 1 4 ]   dev i des   the   physi cal   netw ork   inter face   with   Macvl an  tag s   c orres pondin g  to   co ntainers   i n  diff e re nt n am espaces  Fig ur e   1 ( c ) .           Figure  1.   Co ntainer  netw orki ng so l utio ns   on one  host [ 15 ]       2.2 .   C onta in e r netw orkin g on  m ultipl e n od es   A n  overlay   ne twork  [ 1 6 ]   i s  the  m os t  com m on ly   us ed  c on ta ine r  ne twork  on  m ulti ple  nodes .    An  ove rlay   net work  c onfig urat ion   is  nee ded  to  al lo w  c onta iners  t o  c omm un ic at e  with  ea ch  oth e r  on  m ulti ple  nodes   [ 17 - 19 ] .  Re pr e sentat iv e  overlay   netw orkin g  s olu ti ons  for  c onta in ers  a re  div ide d  into  t wo  cat agories:   li nu x  bri dge  overlay   netw ork   an d  Fla nn el   ne tworki ng.  D oc ker   O ver la y  Netw ork  a nd  Weav e   Net    ne tworki ng  so luti ons  us e   the  Li nux  B rid ge  dr i ver  as  a   tunnel  inter fac e  to   form   a  tun nel  f or  the  ne twork   traf fic  be tween   con ta ine rs   on   diff e re nt  hosts,   as  s how n  in  F igure  2 ( a ) .   W e ave  Net  c reates  it s  ow n  Wea ve  B rid ge  as   a  virtu a l   router  cal le d  v Ro uter .  Fla nn e l  networ k  is  de velo ped  sp eci fical ly   fo r  Kubernete s,  a nd  is  easy   to  co nfi gur e .   Figure   2 ( b )   shows  t hat  it   c orrespo nd s   t o  t he   P OD  str uctu r e  of   K uber nete s  a nd  re fer e nc es  the   Ro utin g  Ta ble  thr ough the   do cker0   i nterf ace  v ia   fl annel d .           Figure  2. Co ntainer  netw orki n g d olu ti ons  on m ulti ple n od es [ 15 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Perf orma nce  analysis  of c on t ain er - base d ne tw or ki ng   Soluti on s  for   hi gh   …   ( Sang B oem L im )   1509   C al ic o  netw orkin g   [ 20 ]   is  a  netw orkin g  s olu ti on   t hat  is  optim iz ed  fo r  t he   native  cl ou d  and   sim ple,   scal able  secu r it y  te chn ology .  U nlike  oth e r  m ulti - ho st  ov e rlay   net work i ng   so l utions  ex plaine d  a bove ,     it   us es  Ca li co’ s   own  dr i ver   in s te ad o f t he Li nux B rid ge ke r ne l  dr ive r.   As s ho w n i n  Fig ur e  3,   tra ff ic   th r ough   al l  the conta ine rs  i s rou te d  acc ord ing  t o  the  in - ke rn el   ru le   by  util iz ing  the  f ire w al l functi ons.           Fig ure   3 .  Cal ic o netw orkin g   [ 15 ]       3.   PERFO R MANC E  A NA L Y SIS   3.1.    B an dwi d th   test   Fo r   the  ben c hm ark   en vir on m ent,  we  are   usi ng   a  cl us te r  s pecified  i n  Ta ble  1  with  Ce nt OS   ope rati ng   syst e m .  On e  c on t ro ll er   no de  and  f our  w ork  nodes   are  assig ned.  Am on g  t he   f our  wor k  nodes,  tw o  nodes   ha ve   7Gbyte s  of   m em or y  and   t welve  c or es   a nd  the  oth e r  tw o  node s  hav e   15 Gb yt es  of  m e m or y  and   ei ght  cor e s .   As  s pecified i n Table  2, a n et work   ba ndwidt h  te st i s p er for m ed  wh il e cha ng i ng  t he  net w ork  c onfig ur at i on  a nd  the  cl us te r   co nfi gurati on  at   t wo  ba re - m et al   nodes  co ns ti tuti ng   a   10 G  Et he rn et   netw ork.  The  D ock e r  ne twork   config ur at io n  i s  div ide d  into   Do c ke r  Li n ux  Ov e rlay ,  Wea ve  Net,   Fla nn e l,  Ca li co  with   IP - in - IP ,   a nd  Ca li co  without  the   I P - in - I P  c onfig ur a ti on .  The   cl us t er  c onfig ur at io n  is  de vid e d  in to  et cd  f or   D oc ker  Lin ux  O ve rlay ,   Kube rn et s  for  Weav e  Net,  Flann el ,  Ca li co  with  I P - in - I P,  and   Ca li co  without  the  IP - in - IP   c onfig ur at io n,   a nd   10G  et hernet f or b a re - m et al .       Table  1.  T est - be d  cl ust er spec ific at ion   No d e   CPU   Co re   Me m o r y   Co n troller   Intel(R)  Xeo n (R)  CPU E55 3 0  @  2.4 0 GHz   8   16G   W o rk n o d e 1   Intel(R)  Xeo n (R)  CPU E56 4 5   @  2.4 0 GHz   1 2   7G   W o rk n o d e 2   Intel(R)  Xeo n (R)  CPU E56 4 5   @  2.4 0 GHz   12   7 G   W o rk n o d e 3   Intel(R)  Xeo n (R)  CPU  E56 2 0   @  2.4 0 GHz   8   1 5G   W o rk n o d e 4   Intel(R)  Xeo n (R)  CPU E56 2 0   @  2.4 0 GHz   8   1 5G       Table  2 .  T est - be d netw ork  c onfi gurati on     Do ck er  Netwo rk Co n f i g u ration   Clu ster Co n f ig u rat io n   1   Do ck er  Linu x   Ov e rlay   etcd   2   W eave  Net       Ku b ernetes   3   Flan n el   4   Calico  ( with   IP - in - IP)   5   Calico  ( with o u t I P - in - IP)   6   Bare - m etal   Ho st n etwo rk with  10 G   Ethern et       Fo r   th e   ba ndw idth  te st,  we  ar e  us in g  Ip e rf3   [ 1 4 ]   ba ndwi dth   to ol.  Ip e rf3   i s  a  ba ndwi dth   m easur m ent  too l   to  m easure   the   m axi m u m   achievable  band width  on  IP   netw ork.   A s  show n  i n  Fi g ure   4 ,  Ca li co   without   the  IP - in - IP  c onfig ur at io n   pe rfor m s  m uch   bette r   tha n  ot her  overlay   ne tworks .  U pon  te sti ng  with  Ip e rf3 ,     the  ba ndwi dth   of   t he  Ca li co  overlay   net wor k  with ou t   IP - in - IP   is  8,500  M bi ts/ s,  wh ic h  is  as  high  as  t he  value  for  bar e  m et al   that  pe rfor m s  9,3 00   M bits/ s.  W e  belie ve  t his  res ult  is  be cause  Ca li co  use s  the  Ca li co  dr i ve r   wh ic h  is   loa de d  i nto  the   ke r ne l,  but  oth e r   overlay   s olu ti on s  use   t he  def a ul t  Linux   Brid ge   dri ve r  i n  t he  kernel.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  2 ,  A pr i l   2020   :   1505   -   1514   1 510   Howe ver,  with   the   IP - in - IP  config ur at io n,  Ca li co  ex hi bits  a   band width  of   4,600   Mbi ts/ s,  that   is,   ha lf  of     8,500   Mb/s.   For  t his  reas on,   in   cr os s   dif fer e nt  s ubnet   en vir onm ents,  the   net work  pe rfor m ance   is  50%   of   that  of   bar e  m et a l i n  any   one  sub net  env i ronm ent.           Fig ure   4 .   Ba nd width t est  for n et work i ng so l ut ion       3.2.    Thr ough put   tes t   Ba sed  on   this   pe rfor m ance  c om par ison ,   w e  s el ect ed  Ca li co   to  c onstr uct  a   c loud  e nvir on m ent  for   H PC  serv ic es .  The   perform ance  ve rificat ion  of  t he   en vir on m e nt  i n  w hich   H PC  se rv ic es   c an   be   pro vid e d  was   com par ed  with  the   m easur ed  th r oughput   of  TCP/ U D P   [ 21 ]   us in g  a  H PC  pe rfor m ance  be nc hm ark    too l  –   HP CB E NCH  [ 22 ] .  Th is  te st  co m par es   bar e  m et al ,   Ca li co,   and   C anal   w hich  inc orp or at es  the  Ca li c o  secur it y  poli cy   f or  Flan nel.   A ll   the  te sts   were  done   after   set ti ng  MTU = 9000  on   al l  dev ic e s  s uch  as   t he  s witc h,  ho st ,  a nd  c onta iner.  We  c ho se  Fla nn el   f rom   sever al   net work i ng  s olu ti on s   t hat  us e  t he   Lin ux  B rid ge   ke r nel  dr i ver  be ca us e   it   is  easy   to   be  integrate d  with   K uber netes  a nd  c onfi gure  with  Ca li co ’s  secu rity   poli cy   as  C anal   netw orkin g.  T her e fore,   us i ng  only   Ca li co  a nd  Ca nal,   we  c an  al s o  ac qu ire   get  the   be st  re su lt s  with out  te sti ng  oth e r netw orking so l utio ns .   As  sho wn   i n  Figure   5,  the  TC P  t hroug hput  of  Ca li co  is  e qual   to  80 %   of   th at   of  ba re  m et a l,  bu t   Ca na l   is  eq ual  to   onl y  20%  of  the   bar e   m et al   val ue.  F or   U DP ,   Ca li co’ s  th r oughput  is  e qual   to  70 %   of  that   of  bar e   m et al , b ut for  Ca nal, it i s equ al  to  only  30% .  I n ad diti on, t he  loss - rate  of Cal ic o’ s  UDP is  alm os t 0%, w hi ch  is  m or e stable  tha n  that  of  bar e - m et al . Canal ha s a  25 %  loss - r at e w hic h  is i nferior i n  te rm s o f  sta bili ty .           Fig ure   5 .   TCP/ UDP th rou ghput t est  ( M b/s)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Perf orma nce  analysis  of c on t ain er - base d ne tw or ki ng   Soluti on s  for   hi gh   …   ( Sang B oem L im )   1511   4.   EVAL UA TI O N   To  e valuate   the   HP C   ser viceab il ity  of  the  s el ect ed  Ca li co  net work i ng,  we  c om par ed  it   with   bar e   m et a l,  Singularit y,  ke y - value   st or e   net wor k,  an d  s war m .  Sin gi la rity   sh ari ng  the   ho st   net works  a nd  w hich   is   sp eci fical ly   de sign e d  for u se  with  H PC  ser vi ces  [ 23 - 25 ] .  We  c on st ru ct e d t w o  nodes  for r unni ng   HP L  [ 26 ]   that  is  a  porta ble  i m ple m entat ion   of  the   hi gh - pe rfor m ance  Lin pack  be nc hm ark  f or d ist rib uted - m e m or y  co m pu te rs.   In  order  to   run   H PL   accu ratel y,  we   need  t o  set   the   pa rtit ion in g  blo c ki ng  factor  (N B )  a nd  t he  m e m or y  us a ge   factor  (NS).  In  this  e valuati on   i n Fi gure   6 ,   we   te ste d  va rio us  conditi ons  us i ng  NS  a nd  NB  f act or .   We  are   usi ng  NS   facto rs  of  80%  a nd   90 %,  w hich   m e ans  that  HP L   us es  up  to  8 0%  a nd  90%  of   a vaila ble  m e m or y.   Fo r   portio ning  blo c k  siz e,   we  are  us in g  64  by te s,  128  byte s ,  an d  25 6  byte s.  T he  te st  r es ul t  sh ows   ba re  m et al ,   the Doc ker co nt ai ner   with Cal ic o  an d K ub e r netes, a nd Si ngularit y offer  si m il ar levels o f   perform ance.           Fig ure   6 .   MPI   band width t est   resu lt s       We  co ns tr uct ed  tw o  no des   for  r unni ng  par al le l  MPI   ta sk s  to  c he ck  the  band width   us i ng    the  osu - m ic ro - ben c hm ark s   MPI  be nch m ark  to ol   [ 2 7 ]   Figure   7 .  T he   te st  re su lt s  s how   that  ba re   m et a l,    the  Do c ker  c onta iner   with   C al ic o  an d  K ubern et es,   a nd  Si ngularit y  al l  of fer  sim il ar  le ve ls  of  perform ance  i n  te rm s  of   ba ndwidth  a nd  la te ncy.   I n  a ddit ion ,   we   c onstruc te d  four  nodes   ( with   72   co re s)  for   r unn i ng  par al le l   MPI  ta s ks  to   check  t he  M PI  al l - to - al l  pe rs on al iz ed   e xc ha ng e   la te ncy   te st  Fig ure   8   an d  t he   MPI   al l gath e r   per s onal iz ed  e xch a nge  la te nc y  te st  Fig ur e   9   w hich   inc ur s   the   hi gh e st  com m un ic at ion   l oad  am on g   al l   the  f unct ion s   pro vid e d  by  the  ben c hm ark   to ol .  The  te st  res ult  sh ows  t hat  ba re  m et al ,  the  Do cke r  c onta ine r  wit h  Ca li co  and   K uber netes,  a nd   Singularit y  al l  offer   th e  sam e   le vels  of   la te nc y  per f or m anc e  even   i n  a  m ulti ple - node st ru ct ur e .           Fig ure   7 .   MPI   band width t est   resu lt s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  2 ,  A pr i l   2020   :   1505   -   1514   1512       Figure  8 .  MPI   al l - to - al l pe rs onal iz ed  e xc hange lat ency te st  resu lt s           Figure  9 .  MPI   al lgather  pe rsonali zed e xc hange lat ency te st  resu lt s       5.   CONCL US I O N   In   t he  prese nt  s tud y,  we  a ddre ssed  c on ta i ner   netw orkin g  s ol utions  on  m ultip le   hosts  f or  H PC  ser vices.   Ba sed  on   t he   res ults  of  these  te sts,  we  be li eve  that  Ca li co  offe rs  the  bes t  perform ance  wh il e     a  c om par at ive  an al ysi s  re ve al ed  t hat  it   is  the   easi est   m ean s  of   c onfig ur i ng  a n  H PC  e nvir onm ent.     The  m ai n  con t rib ution   of   t he  pr ese nt  stu dy  was  the  te sti ng   of   t he  pe rfor m ance  of  a  real  su pe rc om pu te r - base d  HP C  cl us te r.   Ba sed  on  our  perform ance  com par ison   a na ly sis,  we  ha ve   propose d  the  best  co ntainer - base d  netw orkin g  s ol ution  f or  H PC   ser vices,  at ta inin g  e xcell ent  resu lt s  w hich  are  c om par abl e  with  t hose  f or  ba re  m et al .  In   the  f uture,  we  will   determ ine  the  serv ic e  value   by  exec utin g  ne twork - inten sive  par al le l  jo bs  with  wh ic h we ca n evaluat e  our fi nd i ngs.       ACKN OWLE DGE MENTS     This  stu dy  was   perform ed  as   a  su bp roject  of  t he  K IS T I  pro j e ct   entit le d  “ The   Nati onal   S up e rco m pu ti ng   Infr ast ru ct ur e  Con st ru ct io n  a nd Se rv ic e  [K - 19 - L 02 - C01 - S 01 ] ”.             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Perf orma nce  analysis  of c on t ain er - base d ne tw or ki ng   Soluti on s  for   hi gh   …   ( Sang B oem L im )   1513   REFERE NCE S     [1]   B .   Gourav ,   et   a l . ,   "A   Novel  Ap proa ch  for  C luste ring  Big  Da ta   base d  on  MapR educ e , "  Inte rnat ional   Journal  o f   El e ct rica l  and   C omputer  Engi n e erin g ,   vo l. 8, no. 3, pp. 1711 - 171 9,   Jun 2018 .   [2]   R.   Rajak,   "  A  C om par at ive   Stud y : Ta xonom y   of  High  Perform anc e  Com puti ng  ( HP C), "  Inte rnati o nal  Journal  o f   El e ct rica l  and   C omputer  Engi n e erin g ,   vo l. 8, no. 5, pp. 3386 - 339 1,   Oct   2018.   [3]   A.  Cel est i,   et   al . ,   "Ev al ua ti ng  A lt ern at iv e  Daa S  Soluti ons  in  Pri vat e  and  Public  OpenStac k  Clo uds."  Soft ware  -   Pract i ce   and   E x perie nc e ,   vol. 47 ,   no .   9 ,   pp .   1185 - 120 0,   Sep   2017 .   [4]   K.  Suo,   Y.  Zha o ,   W .   Ch en  and  J.   Rao,  "A n  Anal y s is  and   Empiri ca l   Stud y   of  Con ta in er  Ne tworks,"   IE EE   IN FOCOM  2018  -   IE EE Co nfe renc e  on   Co mputer  Comm unic ati ons ,   Honolu lu,   HI ,   2018 ,   pp .   189 - 197.   [5]   Y oungki  Park,   H y unsik   Yang,  Younghan  Kim ,   "P erf orm an ce   C om par ison  of   Co nta in er  N et worki ng  T ec hnolog ie s ",  Journal  of   Kore a  Information  an d  Comm unic ati o ns Soc iety ,   vol .   4 4,   no . 01,   pp. 015 8 - 0170,   Jan   201 9    [6]   P asqua le   Sa lza,  Filom ena   Ferru c ci ,   "S pee d   Up  Ge net i c  Algori thms   in  the  Cloud   Us ing  Software   Con ta in ers",  J ournal  of  Fu ture  Gen erati on  Comput er  Syste ms ,   vol .   92 ,   pp.   672 - 681,   Se p  2019    [7]   M.  De  B ene di cti s ,   et  al . ,   "Inte g rity   V eri fi cation  o f   Docke r   Contain ers  for  a  Li ghtwe ight   Clo ud  Env ir onm ent . "  Fu ture  Gene ration  Com pute r Sy st ems ,   v ol.   97 ,   pp .   236 - 2 46,   Aug 2019 .   [8]   M.  K.  Hus sein,  et   a l . ,   "A   Pla cem ent   Archi t ectu re  for  a  Con ta in er  as  a  Serv ic e   ( Caa S)  in   a  C lou d  Envi ronm ent."  Journal  of   Clou d  Computing ,   vo l.   8 ,   no .   1 ,   De c  2 019.   [9]   Max  Alauna,  Er i c  Vial,  Nuno  Ne ves,   Ferna ndo   M.V.  Ramos ,   "S ecure  Multi - C loud  Network  Virtual iz a ti on",  Journal   of  Computer  N etwor ks ,   vol. 161,  pp.   45 - 60 ,   Oc t  2 019    [10]   M arc o  De   Ben edi c ti s,  Anton io   Li o y ,   "Int egr ity   V eri fi ca t ion  of  Docke r   Conta in ers  for  a  L ight wight  C lou d   Envi ronm ent ",   J ournal  of Fut ure   Gene ration   Co mputer  Syste ms ,   vol.   97 ,   pp .   236 - 246,   A ug  2019     [11]   C.   R amon - Cortes ,   e t   al. ,   "Tra nsp are nt   Orch estra t i on  of   Ta sk - B ase d  Para ll e l   Appli ca t ions  in   Cont a ine rs  Pl at form s."   Journal  of   Gr id Com puti ng ,   vo l.  16,   no .   1 ,   pp .   13 7 - 160,   Feb   2018 .   [12]   .   Buh ,   et  al. ,   "A dapt ive  Netwo rk - Tra ffi c  B alan ci ng  on   Mult i - Core  So ftwa r e  Networki ng  De vic es, "   Compute r  Net works ,   vo l. 6 9,   pp .   19 - 34 ,   Au g  2014.   [13]   Z.   Zh ang,   et   a l. ,   "La rk:  An  Ef fe ct iv e  Approac h  for  Software - De fine d  Networki n g  in  High  Throu ghput  Com puti ng   Cluste rs,"  Fu ture  Gene rat ion  Co mputer  Syste ms ,   vol.   72 ,   pp .   105 - 117,   Ju l  2017 .   [14]   J.  Stru y e,  et  al. ,   "A ss essing  the   Value   of  Con ta i ner s  for  NF Vs :  A  Deta iled  Ne t work  Perform anc e  Stud y , ”  in  13 th  Inte rnational   Co nfe renc e  on   Networ k  and  Ser vi c e  Manage m ent ,   CNSM  2017 ,   20 17,   pp .   1 - 7.   [15]   J.  La ng emak, "Docker   N et workin g  Cookbook,   "   Packt P ubli shing,   2016.   [16]   J.  Zha ng ,   et   a l. ,   "O n  Achie ving  t he  Maximum   Strea m ing  Ra te   in  H y brid  W ir ed/W ire le ss   Overl a y   Ne tworks,"  IE EE  Wirel ess Comm unic ati ons   Letters ,   vol .   8 ,   no .   2 ,   pp .   472 - 475 ,   Apl   2 019.   [17]   S andr ine   Va ton,  Olivi er   Brun,   Maxime  Mouche t,  Pablo  B el z ar ena ,   Isabe l   Am igo,   Balakrishna   J.  Prahbhu,   Thi e r r y   Chonave l ,   "J oin t  Minim iz a ti on  of  Monitori ng  Cost  and  Del a y  in  Overl a y   Ne tworks:  Optimal   Polic i es  with  a   Markovia n  Appr oac h",   Journal   o f  Ne twork  and   S yste ms   Manage ment ,   vo l. 27, i ss ue  1,   pp.   188 - 23 2,   Jan   2019    [18]   Min - Ho  Ha,   Zali  Yang ,   Jasm in e  Siu  Lee  L am,   "P ort  Perform a nce   in  Cont ai n e r  Tra nsport   Log isti cs:  A   m ult i - stake hold er  Pers pec t ive ",   Journa l  of   Tr ansfport Policy ,   vol. 73, pp . 25 - 40,   Jan  2019     [19]   Tuka sz  Makow ski,  Paola   Gros so,  "Eva lu at ion   of  Virtua l ization  and  Tr aff ic  Filt eri ng  M et ho ds  for  Conti aner  Networks",  Jour nal  of   Fut ure   Ge nerati on  Comput er  Syste ms ,   vol .   93,   pp .   345 - 357 ,   Apr 2019    [20]   A.  V.   Bara nov ,   et   a l. ,   "M e thods  of  Jobs   Con ta i ner izati on   for   Superc o m pute r   W orkloa d  Mana ger s,"  Lobache v skii  Journal  of   Math emati cs ,   vol .   40 ,   no.   5,   pp.   525 - 5 34,   Ma y   2019.   [21]   S.  F.  Sz il a ag y i ,   et  al . ,   "Throug hput  Perform an ce   Com par ison   of  MP T - GRE  a nd  MP TCP  in  t he  Fast  Et h ern e t  IPv4/IPv6  Envi ronm ent , "  Journal  of  Telecomm unic ati o ns  and  Inf orm ati on  Technol ogy ,   vo l.   2018 ,   no.   2,   pp .   53 - 5 9 ,   2018.   [22]   B.   Huang ,   e t  al . ,   "H pcb enc h   -   A  Li nux - Based   Network  Benc h m ark   for  High  Perform anc e  Ne tworks,"  in  19 t h   Inte rnational   Sy mpos ium  on  Hig h  Pe rform anc e  Computing Syst e ms   and  Applicati ons, H PCS  2005 ,   pp .   65 - 71 ,   2005 .   [23]   C.   Yong,   e t  a l. ,   "P roposal  of  Co nta in er - Based   HP C  Struct ure s   a nd  Perform anc e   Anal y sis , "  Journ al  of   Informatio n   Proce ss ing  Syst e ms ,   vol. 14, no.  6,   pp .   1398 - 140 4,   2018 .   [24]   P .   China Venka n na  Varm a, Ve nk at a   Kal y a n  Chak rav art h y   K . ,   V.   Vall i   Kum ari ,   S.   Visw ana dha   Ra ju,   "A na l y sis   of a   Network  IO  Boo tl en ec k  in  Big   D at a   Envi ronm ents   Based  on  Do ck er  Cont ai ner s" ,   J ournal  of  Bi g  Da ta  R ese arch ,   vol.  3,   pp .   24 - 28 ,   Ap r  2016    [25]   G .   Calarc o ,   M.  C asoni,   "O n  th e  Ef fec t ive ness  of  Linux  Conta in ers  f or  Network  Virt ual i za t ion",   Journal  of  S imulat io n   Mode ll ing   Prat i ce   and   Theory ,   v ol.   31 ,   pp .   169 - 1 85,   Feb   2013    [26]   T.  Sterling,   et  a l. ,   "A   Surv e y :   Runti m e  Softwa re  S y stems   for   High  Perform an ce  Com puti ng. "   Superc omput in g   Fronti ers and  In novat ions ,   vol .   4 ,   no .   1 ,   2017 ,   pp .   48 - 68,   2017.   [27]   S.  Hunold  and  A.  Carpe n - Am ar ie ,   "R epr oduci b l e  MP I  Benc hm ark ing  is  Stil l   Not  as  Ea s y   as  You  Thi nk, "  in   IE E E  Tr ansacti ons on Paralle l   and  Dis tribut ed   Syste ms ,   vol .   27 ,   no .   12 ,   pp.   3617 - 3630 ,   1  Dec .   2016 .                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  2 ,  A pr i l   2020   :   1505   -   1514   1514   BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS          P r of.  San g  Boe m  Lim   re ce iv ed   his  PhD   in   Co m pute r  Sci enc e   from   Florida   St at e   Univer si t y   i n  2003.   Previousl y,   he   leade d  Kor e a  e - Sc ie nc e  Proj ec t  as  t ec hni ca l   Te am  L ea d er  a t  Korea   Insti tut e   o f   Scie nc e  Techno log y   Inform atio n  (KIS TI)   Supe rco m puti ng  C en te r.  He   cur ren t l y   is   an   assis ta nt  profe ss or  for   Ko nkuk  Univer si t y .   His   rese arc h   in t ere sts  include   hi gh - per form anc e   computing  and   cl oud  computing .             Dr.   Guoh ua  Li   re ceive d   her   P hD  in   Int erd isciplina r y   IT   from   Konkuk  Univ e rsit y   in  2018 .   She  comple te d   her   M . S.   degr e e   from   Konkuk   Un ive rsit y ,   KO REA,   in   2013.   She  par ticipated   in   cl oud  computin g  applic at ion   fo r  HP C  service  par t - t ime  tr ai nin g  at  Kore a  Inst it ute  of   Scie n c e   Te chno log y   Info rm at ion  (KIS TI)   as   a   studen t  r ese arc h er   from   20 13  to   2015.   She   al so  p art i ci pa ted   in the   d evelopm ent   of   con tainer - base d  HP C  cl ou d  servic e   platfor m   as  a co - rese ar che r from   2016  t o   2017.   She  cur re ntly   is   a  post - do ct ora l  r ese arc h er   for  KIS TI.  Her   rese ar ch  int e res ts  include  h igh - per form anc e   co m puti ng  and cl o ud  computing.         Dr.   Joon  Woo   r ec e ive d  his  Ph. D.  at   Chungn am  Nati ona l  Univer sit y   in  2018.   H e   was  invol ved  in   buil ding  infr astr uct ure   for  the   HP C  servic e  at  KIS TI  Superc om puti ng  Infra struct ur e  Center .   He  cur r entl y   is  a  sen ior   rese a rc her   for   KIS TI.  His  rese ar ch   intere st   includes   HP C,   co n ta in erize d   HP C,   and  HP C  Cloud.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.