[논문 리뷰] The Nubo Virtual Services Marketplace

James Kempf, Sambit Nayak외 7명|arXiv (Cornell University)|2019. 09. 11.

Cloud Computing and Resource Management참고 문헌 11인용 수 5

한 줄 요약

Nubo 가상 서비스 마켓플레이스는 블록체인 기반의 마이크로서비스 아키텍처 플랫폼을 제공하여 클라우드 서비스 테넌트와 공급자 간의 안전하고 탈중앙화된 매칭을 가능하게 한다. J.P. Morgan의 Quorum 블록체인 기반으로 구축된 이 플랫폼은 스마트 계약(Saranyu dApp)을 활용해 위변조 방지 테넌트 및 서비스 관리 기능을 제공하며, OpenStack Keystone과 경쟁 가능한 성능을 달성하면서도 다중 테넌시 및 컨테이너 기반 서비스 오케스트레이션을 위한 더 풍부한 기능을 제공한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 클라우드 환경에서 탈중앙화되고 신뢰할 수 있는 가상 서비스 마켓플레이스를 설계하기.
• 다중 테넌시 클라우드 플랫폼에서의 안전하고 감사 가능한, 상호운용 가능한 서비스 프로비저닝의 부족을 해결하기.
• 원래 중앙 집중식 관리에 대비되지 않은 컨테이너 기반 서비스를 원활하게 통합하기.
• 블록체인 기술을 활용해 확장 가능하고 성능이 우수하며 위변조에 강한 테넌트 및 서비스 관리 계층을 제공하기.
• 핵심 Saranyu 마이크로서비스의 성능 및 확장성에 대해 OpenStack Keystone과 같은 기존 클라우드 인증 시스템과 비교 평가하기.

제안 방법

• 마켓플레이스는 분산형 마이크로서비스의 집합으로 구현되며, 핵심 Saranyu dApp은 탈중앙화된 신뢰를 확보하기 위해 Quorum 블록체인 기반으로 구축된다.
• 테넌트 및 서비스 계정은 정적이고 논의 불가능한 스마트 계약으로 모델링되며, Solidity로 작성되어 있어 불변성과 감사 가능성을 보장한다.
• Quorum 블록체인은 모든 테넌트 및 서비스 라이프사이클 운영에 대해 위변조 증거 및 위변조 저항성 있는 로그를 제공한다.
• 서비스 관리자 마이크로서비스는 도커라이즈된 서비스의 다중 테넌시 지원을 가능하게 하며, 레거시 서비스를 마켓플레이스로 추상화한다.
• 시스템은 상호작용을 위해 REST API를 사용하며, 성능은 Saranyu 마이크로서비스의 API 엔드포인트에서 측정된다.
• 아키텍처는 동적 서비스 구독 및 리소스 속성 기술 기능을 지원하여 세밀한 액세스 제어를 가능하게 한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 탈중앙화된 블록체인 기반 시스템은 클라우드 서비스 마켓플레이스 상호작용에서 신뢰성과 감사 가능성을 어떻게 확보할 수 있는가?
• RQ2 블록체인 기반 테넌트 관리 시스템의 성능은 OpenStack Keystone과 같은 기존 클라우드 인증 시스템과 비교해 어느 정도인가?
• RQ3 레거시이자 클라우드 네이티브가 아닌 서비스는 어떻게 안전하고 확장 가능한 방식으로 현대적인 마이크로서비스 기반 마켓플레이스에 통합될 수 있는가?
• RQ4 실제 워크로드 하에서 스마트 계약 기반 서비스 관리 계층의 확장성 및 지연 시간 행동은 어떠한가?
• RQ5 권한이 있는 블록체인인 Quorum는 엔터프라이즈 수준의 가상 서비스 마켓플레이스 운영에 충분한 성능과 신뢰성을 제공할 수 있는가?

주요 결과

• Saranyu REST API는 OpenStack Keystone의 Havana 릴리스와 동일한 작업에 대해 경쟁 가능한 성능을 보였다.
• 시스템은 기본 인증 기능을 넘어서 세밀한 리소스 속성 모델링 및 구독 워크플로우를 포함한 풍부한 테넌트 및 서비스 관리 기능을 지원한다.
• Quorum에 정적 스마트 계약을 사용함으로써 불변성과 강력한 일관성이 보장되어 신뢰성과 감사 가능성이 향상된다.
• 마켓플레이스 아키텍처는 서비스 관리자 마이크로서비스를 통해 컨테이너 기반 서비스의 다중 테넌시 관리를 성공적으로 구현했다.
• 성능 측정 결과, 시스템은 부하가 가해진 상황에서도 효과적으로 확장되며, 핵심 작업에 대해 저지연 응답을 보였다.
• 서비스 관리에 블록체인 기술을 통합함으로써 모든 거래 및 상태 변경 기록이 검증 가능하고 위변조에 강한 로그를 제공한다.