[論文レビュー] The Nubo Virtual Services Marketplace

James Kempf, Sambit Nayak+7 more|arXiv (Cornell University)|Sep 11, 2019

Cloud Computing and Resource Management参考文献 11被引用数 5

ひとこと要約

Nuboバーチャルサービスマーケットプレイスは、ブロックチェーンベースでマイクロサービスアーキテクチャを採用したプラットフォームを提供し、クラウドサービスのテナントとプロバイダーの間で安全で分散型のマッチングを実現する。J.P.モルガンのQuorumブロックチェーン上に構築され、スマートコントラクト（Saranyu dApp）を用いて改ざん防止のテナントおよびサービス管理を実現しており、OpenStack Keystoneと同等のパフォーマンスを達成すると同時に、マルチテナントおよびコンテナ化されたサービスオーケストレーションにおいてより包括的な機能を提供する。

ABSTRACT

In this paper, we describe a virtual services marketplace, called Nubo, designed to connect buyers of virtual services (or tenants) with providers of those services on a cloud computing platform. The marketplace is implemented as a collection of distributed microservices along with a marketplace portal that runs as a Web application. The heart of Nubo is the Saranyu tenant and service management microservice. Saranyu is a decentralized application (dApp) built on top of the J.P. Morgan Quorum blockchain. Tenant and service accounts are represented as static (nonnegotiable) smart contracts written in the Solidity language. Quorum provides a tamper evident and tamper resistant distributed ledger, whereby multiple cloud and service providers can co-operate to provide service resources to tenants in a trustworthy fashion. Services offer resources consisting of a collection of attributes describing what the tenant can consume, and tenants subscribe to service resources through the Nubo Marketplace portal. The Service Manager microservice provides multitenant support for containerized services built for deployment and orchestration using Docker that were originally not designed to be managed through Saranyu. We discuss our design goals for Nubo, describe the overall architecture, discuss some details on how Saranyu uses the blockchain and smart contracts, and provide comprehensive performance and scalability data measured on the Saranyu REST API. The results indicate Saranyu is competitive with published results for comparable operations on the Havana release of OpenStack Keystone, but Saranyu provides a much richer collection of tenant and service management functionality than Keystone.

研究の動機と目的

• クラウド環境における仮想サービスの分散型で信頼性の高いマーケットプレイスを設計すること。
• マルチテナントクラウドプラットフォームにおける、セキュアで監査可能かつ相互運用可能なサービスプロビジョニングの欠如を解消すること。
• もともと中央集権的な管理を想定していないコンテナ化されたサービスを、シームレスに統合できること。
• ブロックチェーン技術を用いて、スケーラブルでパフォーマンスに優れ、改ざんに強いテナントおよびサービス管理レイヤーを提供すること。
• コアのSaranyuマイクロサービスのパフォーマンスおよびスケーラビリティを、OpenStack Keystoneのような既存のクラウドアイデンティティシステムと比較して評価すること。

提案手法

• マーケットプレイスは分散型マイクロサービスの集合として実装されており、コアのSaranyu dAppは分散型の信頼性を提供するためQuorumブロックチェーン上に構築されている。
• テナントおよびサービスアカウントは、変更不能性と監査可能性を保証するため、静的で交渉不能なスマートコントラクトとしてSolidityで記述されている。
• Quorumブロックチェーンは、すべてのテナントおよびサービスライフサイクル操作について改ざんを明確に示し、改ざんに強いログを提供する。
• サービスマネージャーマイクロサービスは、Docker化されたサービスのマルチテナント対応を可能にし、レガシーサービスをマーケットプレイスに抽象化する。
• システムはREST APIを介して相互作用し、パフォーマンスはSaranyuマイクロサービスのAPIエンドポイントで測定されている。
• アーキテクチャは動的なサービスサブスクリプションおよびリソース属性の記述をサポートしており、細かく制御されたアクセス制御を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分散型でブロックチェーン基盤のシステムは、クラウドサービスマーケットプレイスの相互作用において、どのように信頼性と監査可能性を確保できるか？
• RQ2 ブロックチェーン基盤のテナント管理システムのパフォーマンスは、OpenStack Keystoneのような既存のクラウドアイデンティティシステムと比べてどの程度の水準にあるか？
• RQ3 レガシーでクラウドネイティブでないサービスは、どのようにして安全かつスケーラブルに、現代的なマイクロサービス基盤のマーケットプレイスに統合できるか？
• RQ4 リアルなワークロード下で、スマートコントラクト基盤のサービス管理レイヤーのスケーラビリティおよび待機時間の挙動はいかなるものか？
• RQ5 許可型ブロックチェーンであるQuorumは、企業用途の仮想サービスマーケットプレイス運用において、十分なパフォーマンスと信頼性を提供できるか？

主な発見

• Saranyu REST APIは、OpenStack KeystoneのHavanaリリースと同等の操作に対して、競争力のあるパフォーマンスを示している。
• システムは、基本的な認証を越えて、細かく制御されたリソース属性のモデリングおよびサブスクリプションワークフローを含む、包括的なテナントおよびサービス管理機能をサポートしている。
• Quorum上に静的スマートコントラクトを用いることで、改ざん不能性と強い一貫性が保証され、信頼性と監査可能性が向上している。
• マーケットプレイスアーキテクチャは、サービスマネージャーマイクロサービスを通じて、コンテナ化されたサービスのマルチテナント管理を成功裏に実現している。
• パフォーマンス測定結果から、システムは負荷がかかる状況下でも効果的にスケーリングされ、主要な操作に対して低遅延応答が得られていることが確認された。
• サービス管理にブロックチェーン技術を統合することで、すべての取引および状態変更の検証可能で改ざんに強いログが得られている。