[論文レビュー] The server is dead, long live the server: Rise of Serverless Computing, Overview of Current State and Future Trends in Research and Industry

Paul Melo e Castro, Vatche Ishakian+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 6, 2019

Cloud Computing and Resource Management被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、ミリ秒単位の使用料課金を可能にするクラウドネイティブなパラダイムとしてのサーバess computingの進化、アーキテクチャ、および主な特徴について包括的な概要を提供する。業界および学術的なワークショップからの知見に基づき、コアな技術的課題と未解決の研究問題を特定し、機能的な妥当性の欠如にもかかわらず、変革的モデルであると位置づけている。

ABSTRACT

Serverless computing -- an emerging cloud-native paradigm for the deployment of applications and services -- represents an evolution in cloud application development, programming models, abstractions, and platforms. It promises a real pay-as-you-go billing (with millisecond granularity) with no waste of resources, and lowers the bar for developers by asking them to delegate all their operational complexity and scalability to the cloud provider. Delivering on these promises comes at the expense of restricting functionality. In this article we provide an overview of serverless computing, its evolution, general architecture, key characteristics and uses cases that made it an attractive option for application development. Based on discussions with academics and industry experts during a series of organized serverless computing workshops (WoSC), we also identify the technical challenges and open problems.

研究の動機と目的

• サーバessコンピューティングの進化と現在の状態を、クラウドネイティブなアプリケーションデプロイメントモデルとして分析すること。
• サーバess実行を可能にする主要なアーキテクチャ的要素と設計原則を特定すること。
• 専門家によるワークショップを通じて、サーバessコンピューティングにおける技術的課題と未解決の研究問題を検討すること。
• 実世界のアプリケーション開発におけるサーバessコンピューティングの実用的ユースケースと制限を評価すること。
• 今後の研究の方向性と産業界における採用トレンドについての前向きな視点を提供すること。

提案手法

• 学術研究者および産業界の実務家を対象とした専門家ワークショップ（WoSC）を複数回実施し、現在の課題とトレンドに関する知見を収集すること。
• 既存の文献および産業界のプラットフォームを調査し、サーバessシステムの一般的なアーキテクチャを特徴づけること。
• イベント駆動型実行、自動スケーリング、使用料課金モデルといった主要な特徴を分析すること。
• ワークロードのパターンと機能的要件に基づいてユースケースを分類し、適性を評価すること。
• インフラストラクチャの制御が制限され、長時間実行やステートフルなワークロードに制限があるなどのアーキテクチャ的トレードオフを特定すること。
• 発見を統合し、サーバessコンピューティングにおける未解決の問題と研究の方向性を体系的に要約すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現代のサーバessコンピューティングプラットフォームを定義づけるコアなアーキテクチャ的原則と設計パターンは何ですか？
• RQ2 従来のクラウドモデルと比較して、サーバessコンピューティングは運用の複雑さとリソース効率性をどのように扱いますか？
• RQ3 サーバessコンピューティングの広範な採用を妨げる主な技術的課題と制限は何ですか？
• RQ4 実世界のアプリケーションにおいて、サーバessワークロードの最も有望なユースケースは何ですか？
• RQ5 サーバessコンピューティングの進化における主要な未解決の研究問題と今後のトレンドは何ですか？

主な発見

• サーバessコンピューティングは、ミリ秒単位の粒度で真の使用料課金を可能にし、リソースの無駄を顕著に削減する。
• インフラストラクチャ管理の抽象化により、運用の複雑さが軽減され、開発者のエントリーバrierが低下する。
• その利点にもかかわらず、サーバessコンピューティングは長時間実行やステートフルなワークロードにおいて機能が制限される。
• 主な課題には、コールドスタートの遅延、実行環境の制御の制限、デバッグおよびモニタリングの困難さが含まれる。
• このモデルは、イベント駆動型で短時間、発生頻度が低いワークロード（例：APIバックエンド、リアルタイムデータ処理）に最も効果的である。
• 産業界および研究コミュニティは、サーバessエコシステムにおける標準化されたモニタリング、デバッグ、セキュリティメカニズムの必要性に合意している。