[논문 리뷰] Cloud Programming Simplified: A Berkeley View on Serverless Computing

Eric Jonas, Johann Schleier-Smith외 12명|arXiv (Cornell University)|2019. 02. 09.

Cloud Computing and Resource Management참고 문헌 24인용 수 420

한 줄 요약

이 논문은 클라우드 프로그래밍의 미래로 서버리스 컴퓨팅을 포괄적인 비전으로 제시하며, 어셈블리어에서 고수준 언어로의 이동과 유사한 패러다임 전환을 주장한다. 서버리스 컴퓨팅—FaaS와 BaaS를 포함하여—저수준 시스템 관리를 제거함으로써 클라우드 개발을 단순화할 것이며, 잠재력을 최대로 발휘하기 위해 저장소, 조율, 성능, 보안, 하드웨어 분야의 핵심 연구 과제를 규명한다.

ABSTRACT

Serverless cloud computing handles virtually all the system administration operations needed to make it easier for programmers to use the cloud. It provides an interface that greatly simplifies cloud programming, and represents an evolution that parallels the transition from assembly language to high-level programming languages. This paper gives a quick history of cloud computing, including an accounting of the predictions of the 2009 Berkeley View of Cloud Computing paper, explains the motivation for serverless computing, describes applications that stretch the current limits of serverless, and then lists obstacles and research opportunities required for serverless computing to fulfill its full potential. Just as the 2009 paper identified challenges for the cloud and predicted they would be addressed and that cloud use would accelerate, we predict these issues are solvable and that serverless computing will grow to dominate the future of cloud computing.

연구 동기 및 목표

• 서버리스 컴퓨팅을 클라우드 프로그래밍의 다음 진화로 주장함으로써 인프라 관리를 추상화함으로써 개발을 단순화한다.
• 현재 서버리스 플랫폼의 주요 제한 요소—특히 저장소, 조율, 성능, 보안 분야—를 규명하고 분석한다.
• 이러한 제한 요소를 극복하고 서버리스 컴퓨팅이 더 넓은 범위의 애플리케이션을 지원할 수 있도록 연구 계획을 제시한다.
• 서버리스가 클라우드 컴퓨팅의 기본 패러다임이 되어 기존의 서버 기반 모델을 대체할 것임을 예측한다.

제안 방법

• 서버리스 컴퓨팅을 FaaS + BaaS로 통합된 정의로 제안하며, 자동 스케일링과 사용 기반 청구 방식을 강조한다.
• 실세계 애플리케이션 다섯 가지(예: ExCamera, Numpywren, Cirrus)를 분석하여 현재 플랫폼의 한계를 입증한다.
• 抽象화, 시스템 설계, 네트워킹, 보안, 컴퓨터 아키텍처 분야에서 핵심 기술 과제를 규명한다.
• 성능과 지속성 요구를 충족하기 위해 '서버리스 일시적'과 '내구성 있는' 스토리지 개념을 도입한다.
• 서버리스 환경에서의 고수준 프로그래밍 추상화와 세밀한 격리 기법이 보안을 강화하고 보안 프로그래밍을 단순화할 수 있음을 제안한다.
• 2009년 버클리 뷰 논문과의 역사를 비교하여 현재 과제들이 해결 가능하며 광범위한 도입으로 이어질 것임을 주장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 서버리스 컴퓨팅은 세밀한 운영을 위한 스토리지 성능과 내구성의 현재 한계를 어떻게 극복할 수 있는가?
• RQ2 서버리스 함수 간에 효율적이고 저지연으로 조율할 수 있도록 필요한 시스템 수준의 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 표준 통신 및 데이터 접근 패턴에 대해 서버리스 플랫폼이 예측 가능하고 저지연 성능을 달성하기 위해선 어떤 조건이 필요한가?
• RQ4 사이드 채널 공격에 대비해 서버리스 시스템을 강화하기 위해 활용할 수 있는 아키텍처적 및 보안 메커니즘은 무엇인가?
• RQ5 미래의 하드웨어 이질성과 전용 프로세서는 서버리스 컴퓨팅에 어떻게 통합되어 비용-성능을 향상시킬 수 있는가?

주요 결과

• 서버리스 컴퓨팅은 향후 클라우드 컴퓨팅의 주요 패러다임이 되어 기존의 서버 기반 모델을 대체할 것으로 예측된다.
• 현재 플랫폼은 상태 기반 및 데이터 집약적인 워크로드에 특히 취약한 세밀한 스토리지, 조율, 예측 가능한 성능 측면에서 심각한 한계를 겪고 있다.
• 고성능, 저지연 애플리케이션을 지원하기 위해 일시적 및 내구성 있는 서버리스 스토리지 시스템이 필요하다.
• 세밀한 격리와 공격 표면 감소 덕분에 서버리스 환경은 보안이 향상되지만, 사이드 채널 위험은 여전히 존재한다.
• 서버리스로의 전환은 비용 절감과 개발자 생산성 향상을 가능하게 하며, 청구 모델이 서버리스가 서버 기반 컴퓨팅보다 경쟁력 있거나 더 저렴해지도록 진화할 것이다.
• 하이브리드 및 온프레미스 배포는 시간이 지남에 따라 감소할 것이지만, 규제 제약으로 인해 일부 레거시 사용 사례는 유지될 수 있다.