[論文レビュー] Analysis of Service-oriented Modeling Approaches for Viewpoint-specific Model-driven Development of Microservice Architecture

Florian Rademacher, Sabine Sachweh+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 26, 2018

Software System Performance and Reliability参考文献 18被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、マイクロサービスアーキテクチャ（MSA）のビュー特化型モデル駆動開発（MDD）に適用可能な意味的に同等のモデリング概念を同定・クラスタリングするため、既存のサービス指向アーキテクチャ（SOA）モデリング手法を分析する。48の適用可能な概念クラスタを、MSA-MDDの3つのビュー—データ、サービス、運用—にマッピングし、将来のMSA-MDDメタモデルおよびモデリング言語の概念的基盤を提供する。

ABSTRACT

Microservice Architecture (MSA) is a novel service-based architectural style for distributed software systems. Compared to Service-oriented Architecture (SOA), MSA puts a stronger focus on self-containment of services. Each microservice is responsible for realizing exactly one business or technological capability that is distinct from other services' capabilities. Additionally, on the implementation and operation level, microservices are self-contained in that they are developed, tested, deployed and operated independently from each other. Next to these characteristics that distinguish MSA from SOA, both architectural styles rely on services as building blocks of distributed software architecture and hence face similar challenges regarding, e.g., service identification, composition and provisioning. However, in contrast to MSA, SOA may rely on an extensive body of knowledge to tackle these challenges. Thus, due to both architectural styles being service-based, the question arises to what degree MSA might draw on existing findings of SOA research and practice. In this paper we address this question in the field of Model-driven Development (MDD) for design and operation of service-based architectures. Therefore, we present an analysis of existing MDD approaches to SOA, which comprises the identification and semantic clustering of modeling concepts for SOA design and operation. For each concept cluster, the analysis assesses its applicability to MDD of MSA (MSA-MDD) and assigns it to a specific modeling viewpoint. The goal of the presented analysis is to provide a conceptual foundation for an MSA-MDD metamodel.

研究の動機と目的

• 既存のサービス指向アーキテクチャ（SOA）モデリング手法がマイクロサービスアーキテクチャ（MSA）のモデル駆動開発（MDD）にどの程度適用可能かを調査すること。
• MSAの設計および運用に関連するSOA-MDD手法から抽出されたモデリング概念を、意味的に同等のクラスタに分類すること。
• MSA-MDDに適用可能な概念クラスタを、データ、サービス、運用の3つの明確なモデリングビューに割り当てること。
• コード生成およびシステマティックなソフトウェア工学を支援する、将来のMSA-MDDメタモデルの概念的基盤を確立すること。
• 成熟したSOA-MDD研究と、進化中のMSA-MDD実践の間のギャップを埋めるために、移植可能なモデリング構成要素を抽出すること。

提案手法

• サービス設計および運用に関連する100の候補となるモデリング概念を抽出するため、10の確立されたSOAモデリング手法を体系的に調査した。
• 3段階の分析プロトコルを適用した：概念同定、異なる手法間での同等概念の意味的クラスタリング、SOAとMSAの差異に基づく適用可能性の評価。
• MSAの原則（サービスの自己-contained性、独立したデプロイメント、チームの自律性など）との整合性を評価することで、各概念クラスタのMSA-MDDへの適用可能性を評価した。
• 48の適用可能な概念クラスタを、データ（データ構造および永続性）、サービス（インタフェース、契約、動作）、運用（デプロイメント、監視、実行時関連）の3つのモデリングビューにマッピングした。
• 一貫性を確保し、主観性を低減するため、構造的かつ再現可能なプロトコルを用い、同僚による検証および例外ケースの解決を実施した。
• 今後の作業として、AjiLなどの実践的アプローチや経験報告を活用してメタモデルを精緻化し、現実世界への適用可能性を高めることを計画している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既存のSOAモデリング手法は、マイクロサービスアーキテクチャ（MSA）のモデル駆動開発（MDD）にどの程度有用か。
• RQ2 SOA-MDDから得られるモデリング概念のうち、意味的に同等であり、異なる手法間でクラスタリング可能なものは何か。
• RQ3 SOAとMSAの主なアーキテクチャ的差異を考慮した場合、これらの概念クラスタのうち、MSA-MDDに適用可能なものは何か。
• RQ4 適用可能な概念クラスタを、MSA-MDDにおける明確なモデリングビューに体系的に割り当てる方法は何か。
• RQ5 本分析から導き出せる、標準化されたMSA-MDDメタモデルおよびモデリング言語の開発を支援する概念的基盤は何か。

主な発見

• 10のSOAモデリング手法から、サービス設計および運用に関連する100の候補となるモデリング概念を同定した。
• MSA-MDDへの適用可能性を評価した結果、48の概念クラスタが意味的および技術的にマイクロサービス環境に移植可能であることが判明した。
• これらの48のクラスタは、データ、サービス、運用の3つのモデリングビューに体系的に割り当てられ、MSA-MDDにおけるビュー特化型モデリングを可能にした。
• 本研究では、SOA-MDDが成熟した基盤を有する一方で、独立したデプロイメントやチームの自律性といった、MSA特有の懸念事項は、既存の概念の適切な再設計が不可欠であることが明らかになった。
• 結果として、コード生成およびツール支援を支援する標準化されたMSA-MDDメタモデルの開発を支援する、体系的かつ根拠に基づいた概念的基盤が得られた。
• 本分析は、低関連性の概念を除外し、現実世界への適用可能性を高めるために、今後の改良に実際のMSA実装（例：AjiL）を活用する必要があることを示唆している。