[논문 리뷰] Joint Orchestration of Cloud-Based Microservices and Virtual Network Functions

Hadi Razzaghi Kouchaksaraei, Holger Karl|arXiv (Cornell University)|2018. 01. 30.

Software-Defined Networks and 5G인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 클라우드 기반 마이크로서비스와 가상 네트워크 기능(VNF)을 Terraform와 SONATA를 사용하여 통합하는 통합 오케스트레이션 프레임워크를 제안한다. 이는 다중 클라우드 및 NFV 환경에서 공동 배포, 서비스 체이닝, WAN 연결성을 지원한다. 기존 플랫폼의 격차를 메우기 위해 Terraform의 다중 클라우드 프로비저닝 능력과 SONATA의 NFV 전용 기능을 결합함으로써, 복잡한 하이브리드 서비스를 보다 비용 효율적이고 성능이 뛰어난 방식으로 통합 관리할 수 있다.

ABSTRACT

Recent studies show the increasing popularity of distributed cloud applications, which are composed of multiple microservices. Besides their known benefits, microservice architecture also enables to mix and match cloud applications and Network Function Virtualization (NFV) services (service chains), which are composed of Virtual Network Functions (VNFs). Provisioning complex services containing VNFs and microservices in a combined NFV/cloud platform can enhance service quality and optimise cost. Such a platform can be based on the multi-cloud concept. However, current multi-cloud solutions do not support NFV requirements, making them inadequate to support complex services. In this paper, we investigate these challenges and propose a solution for jointly managing and orchestrating microservices and virtual network functions.

연구 동기 및 목표

• 마이크로서비스와 VNF를 통합한 하이브리드 서비스를 단일 다중 클라우드 및 NFV 환경에서 오케스트레이션하는 데 도전하는 것.
• 기존 다중 클라우드 플랫폼이 서비스 체이닝 및 WAN 연결성과 같은 NFV 요구사항을 네이티브로 지원하지 못하는 한계를 극복하는 것.
• 다양한 오케스트레이션 도구—Terraform를 통한 다중 클라우드 프로비저닝과 SONATA를 통한 NFV 관리—를 하나의 유기적인 플랫폼으로 통합하는 것.
• 마이크로서비스와 VNF 모두의 공동 라이프사이클 관리, 자동 스케일링, 종속성 모델링을 가능하게 하는 것.
• 기존 표준 도구와 인터페이스를 재사용함으로써 운영 복잡성과 유지보수 오버헤드를 줄이는 것.

제안 방법

• 다양한 클라우드 인프라에서 마이크로서비스를 배포하기 위해 다중 클라우드 프로비저닝 계층으로 Terraform를 통합한다.
• 서비스 체이닝 및 OVS 기반 WAN 연결성과 같은 NFV 전용 요구사항을 충족시키기 위해 SONATA의 오케스트레이터를 활용한다.
• OpenStack용 인fra구조 어댑터와 OVS 어댑터를 사용하여 네트워크 연결성을 확보하며, Terraform를 통해 OpenStack을 초월한 지원을 확장한다.
• Terraform의 선언적 인프라-아스-코드 모델과 SONATA의 서비스 서술어를 결합하여 공동 라이프사이클 관리를 가능하게 한다.
• Terraform가 클라우드 인프라 프로비저닝을 담당하고, SONATA가 VNF 라이프사이클과 네트워크 기능을 관리하는 하이브리드 오케스트레이션 모델을 구현한다.
• 마이크로서비스와 VNF 모두의 종속성, 스케일링 정책, 배포 제약 조건을 표현하기 위한 공동 서비스 서술어를 개발한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다중 클라우드 및 NFV 환경에서 마이크로서비스와 VNF를 공동으로 오케스트레이션하여 복잡한 서비스 체인을 지원할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 클라우드 네이티브 오케스트레이션 도구와 NFV 전용 플랫폼 간의 원활한 상호운용성을 가능하게 하는 아키텍처적 및 통합 패턴은 무엇인가?
• RQ3 Terraform와 같은 기존 다중 클라우드 도구가 서비스 체이닝 및 WAN 연결성과 같은 NFV 전용 요구사항을 어떻게 확장할 수 있는가?
• RQ4 하이브리드 배포 환경에서 마이크로서비스와 VNF를 관리하기 위한 오케스트레이션 시스템 간 최적의 역할 분담은 무엇인가?
• RQ5 통합 서술어 모델은 마이크로서비스와 VNF 워크로드의 종속성, 스케일링 및 배포 정책을 어떻게 표현할 수 있는가?

주요 결과

• Terraform와 SONATA의 통합은 도구별 제한을 극복하고 여러 클라우드 및 NFV 인프라에서 마이크로서비스와 VNF의 공동 배포를 가능하게 한다.
• 제안된 아키텍처는 SONATA의 OVS 어댑터를 통해 서비스 체이닝 및 WAN 연결성을 지원하여, 표준 다중 클라우드 도구에서 부족한 핵심 NFV 요구사항을 충족시킨다.
• Terraform와 SONATA와 같은 기존 확립된 도구를 재사용함으로써 개발 및 유지보수 오버헤드를 감소시키며 확장성을 보장한다.
• 공동 오케스트레이션 모델은 통합 서술어 형식을 통해 하이브리드 서비스의 자동 스케일링 및 라이프사이클 관리를 가능하게 한다.
• Terraform가 지원하는 모든 클라우드 인프라에서 배포가 가능하여 이식성과 벤더 로킹을 방지한다.
• 응용 프로그램 로직(마이크로서비스)과 네트워크 기능(VNF)을 결합한 복잡한 서비스를 단일이고 통합된 오케스트레이션 흐름으로 관리할 수 있음을 입증한다.