[논문 리뷰] Rise of the Planet of Serverless Computing: A Systematic Review

Jinfeng Wen, Zhenpeng Chen외 2명|arXiv (Cornell University)|2022. 06. 24.

Cloud Computing and Resource Management인용 수 7

한 줄 요약

이 체계적 리뷰는 서버리스 컴퓨팅 분야의 17개 연구 분야를 아우르는 164篇의 논문을 분석하여 종합적인 분류 체계, 솔루션 분류, 실험 설정 평가를 제공한다. 성능 최적화, 프로그래밍 프레임워크, 다중 클라우드 지원이 주요 연구 분야로 규명되었으며, 연구자와 실무자들이 서버리스 애플리케이션 공학 분야의 향후 개발 및 최적 실천 방안을 안내하는 데 도움을 준다.

ABSTRACT

Serverless computing is an emerging cloud computing paradigm, being adopted to develop a wide range of software applications. It allows developers to focus on the application logic in the granularity of function, thereby freeing developers from tedious and error-prone infrastructure management. Meanwhile, its unique characteristic poses new challenges to the development and deployment of serverless-based applications. To tackle these challenges, enormous research efforts have been devoted. This paper provides a comprehensive literature review to characterize the current research state of serverless computing. Specifically, this paper covers 164 papers on 17 research directions of serverless computing, including performance optimization, programming framework, application migration, multi-cloud development, testing and debugging, etc. It also derives research trends, focus, and commonly-used platforms for serverless computing, as well as promising research opportunities.

연구 동기 및 목표

• 서버리스 컴퓨팅 연구 분야에 대한 종합적인 문헌 리뷰를 제공하여 이 분야에 대한 통합적 개요가 부족한 문제를 해결하기 위해.
• 서버리스 컴퓨팅 분야의 17개의 고유한 연구 분야를 식별하고 분류하기 위해 (성능 최적화, 프로그래밍 프레임워크, 애플리케이션 마이그레이션 포함).
• 문헌 전반에서 제시된 솔루션, 실험 설정, 평가 방법론을 분석하여 연구 품질과 추세를 평가하기 위해.
• 출판 장소를 매핑하여 분야 내에서 가장 활발한 연구 공동체와 플랫폼을 식별하기 위해.
• 서버리스 컴퓨팅 분야에서의 열린 과제를 부각하고 향후 연구를 위한 유망한 기회를 제안하기 위해.

제안 방법

• 주요 학술 데이터베이스 및 컫퍼런스에서 164편의 동료 심사를 통과한 서버리스 컴퓨팅 논문을 체계적으로 수집하고 분석하였다.
• 문헌의 주제 군집을 바탕으로 17개의 연구 분야로 구성된 분류 체계를 수립하였으며, 성능, 테스트, 디버깅, 다중 클라우드 지원 등의 분야를 포함한다.
• 각 연구 분야 내에서 존재하는 솔루션을 분류하고 통합하여 공통 기법과 혁신 요소를 식별하였다.
• 연구에서 사용된 실험 설정과 평가 지표를 평가하였으며, 벤치마킹 플랫폼, 워크로드 유형, 성능 지표를 포함한다.
• 출판 장소를 매핑하여 분야 내 주요 컨fer런스와 저널을 식별하고, 연구 확산 패턴을 평가하였다.
• 추세 분석을 수행하여 저코드 개발, 컨테이너 통합, Knative 및 Cloud Events와 같은 표준화 노력과 같은 새로운 주제를 식별하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 서버리스 컴퓨팅 분야에서 지배적인 연구 분야는 무엇이며, 시간이 지남에 따라 어떻게 변화해 왔는가?
• RQ2 냉각기 문제, 함수 실행, 통신과 같은 핵심 과제에 대해 일반적으로 제안된 솔루션과 기법은 무엇인가?
• RQ3 기존 연구는 어떻게 실험적으로 평가되며, 표준 벤치마크와 지표는 무엇을 사용하는가?
• RQ4 서버리스 컴퓨팅 분야의 연구를 발표하는 데 가장 활발한 학술 장소와 플랫폼는 무엇인가?
• RQ5 서버리스 컴퓨팅 생태계에서 열린 과제와 유망한 미래 연구 기회는 무엇인가?

주요 결과

• 성능 최적화가 가장 두드러진 연구 분야로, 냉각기 시간 단축, 함수 실행 효율성 향상, 함수 통신 최적화에 중점을 두고 있다.
• 냉각기 문제 해결을 위한 솔루션으로는 함수 융합, 이전 성능 데이터 기반 메모리 크기 조정, 프리워밍 기법 등이 있다.
• 연구에서 가장 널리 사용된 서버리스 플랫폼은 AWS Lambda, Azure Functions, Google Cloud Functions이며, 오픈소스 플랫폼인 OpenWhisk과 OpenFaaS 역시 자주 다뤄지고 있다.
• 멀티클라우드 및 상호운용성 문제는 중요한 분야로 부상하고 있으며, Knative와 Cloud Events는 이식성과 표준화를 위한 핵심 기반으로 평가된다.
• 저코드 개발은 서버리스 환경에서의 애플리케이션 개발 장벽을 낮추고 개발 속도를 가속화할 수 있는 유망한 추세로 확인되었다.
• growing 관심에도 불구하고, 연구 간 표준화 및 일관된 평가 관행의 부족이 여전히 문제로 남아 있으며, 통합된 벤치마크와 평가 방법론의 필요성이 제기된다.