Idée - 마이크로서비스 아키텍처 - # 마이크로서비스 간 통신 성능 향상

마이크로서비스 가속화를 위한 네트워크 우회 전략: NotNets

Q: 마이크로서비스 기반 애플리케이션에서 실제로 얼마나 많은 서비스들이 다국어/다플랫폼으로 구현되어 있는지, 그리고 이것이 NotNets의 직렬화 최적화에 어떤 영향을 미칠 수 있을까?

마이크로서비스 기반 애플리케이션에서 다국어/다플랫폼으로 구현된 서비스의 비율은 상당히 높을 수 있습니다. 이는 각 서비스가 독립적으로 개발되어 다양한 언어, 프레임워크, 런타임 환경에서 구현될 수 있기 때문입니다. 이러한 다양성은 서비스 간의 상호작용을 유연하게 만들어주지만, 데이터 직렬화 문제에 영향을 줄 수 있습니다. NotNets의 공유 메모리 기반 RPC에서는 서로 다른 언어 및 플랫폼 간의 데이터 표현을 조정해야 할 수 있으며, 이는 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 서로 다른 플랫폼 간의 데이터 공유를 위해 공통 데이터 표현 방식을 선택하거나, 특정 서비스 간에는 빠른 경로를 활용하는 등의 접근 방식이 필요할 수 있습니다.

Q: 공유 메모리 기반 RPC에서 보안을 어떻게 효과적으로 구현할 수 있을까? 기존 TLS 기반 보안과 어떤 차이가 있으며, 새로운 보안 모델이 필요할까?

공유 메모리 기반 RPC에서 보안을 유지하기 위해서는 기존의 TLS(Transport Layer Security)와는 다른 접근 방식이 필요합니다. 공유 메모리 환경에서는 프로세스 간에 이미 주소 공간을 공유하기 때문에 데이터의 개인 정보를 보호하기 위한 새로운 메커니즘이 필요합니다. 이를 위해 MMU(Memory Management Unit)와 유사한 메커니즘이 필요하며, 이를 통해 공유 메모리 세그먼트 내에서 참여하지 않는 프로세스가 주소를 지정할 수 없도록 보장해야 합니다. 이러한 새로운 메커니즘을 통해 데이터의 격리를 유지하고 보안을 강화할 수 있습니다. 따라서 새로운 공유 메모리 보안 모델이 필요하며, 이는 기존의 TLS와는 다른 방식으로 작동할 것으로 예상됩니다.

Q: NotNets이 제공하는 성능 이점 외에도 마이크로서비스 아키텍처에 어떤 새로운 기회와 도전과제를 가져올 수 있을까?

NotNets은 공유 메모리 기반 RPC를 통해 성능 향상을 제공하며, 이를 통해 마이크로서비스 아키텍처에 새로운 기회와 도전 과제를 가져올 수 있습니다. 새로운 기회로는 네트워크를 우회함으로써 통신 오버헤드를 줄이고 성능을 향상시킬 수 있는 점이 있습니다. 또한 공유 메모리를 통해 데이터 공유 및 통신을 효율적으로 처리할 수 있어 확장성과 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이에는 새로운 보안 모델 및 데이터 표현의 일관성 유지 등의 도전 과제가 따르게 됩니다. 또한 다양한 언어 및 플랫폼 간의 호환성 문제와 데이터 직렬화의 복잡성도 고려해야 할 요소입니다. 이러한 새로운 기회와 도전 과제를 효과적으로 해결하면서 마이크로서비스 아키텍처의 성능과 유연성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.

Concepts de base

마이크로서비스 기반 애플리케이션에서 원격 프로시저 호출(RPC)의 과도한 통신 비용을 해결하기 위해, 공유 메모리를 활용한 메시지 전달 방식인 NotNets을 제안한다.

Résumé

이 논문은 마이크로서비스 기반 애플리케이션에서 발생하는 원격 프로시저 호출(RPC)의 과도한 통신 비용 문제를 해결하기 위한 방안을 제시한다.

마이크로서비스 아키텍처의 장점에도 불구하고, RPC 통신 비용이 점점 더 커지는 문제가 발생하고 있다. 이를 해결하기 위한 기존 접근법들은 단일 병목 지점을 타겟팅하는 점솔루션들이 대부분이었지만, 실제 애플리케이션에서는 다양한 요인들이 복합적으로 작용하여 성능 문제가 발생하는 것으로 나타났다.
이에 저자들은 보다 근본적인 해결책으로 공유 메모리 기반의 메시지 전달 방식인 NotNets을 제안한다. NotNets은 CXL 3.0 기술을 활용하여 여러 호스트 간 공유 메모리 풀을 구축하고, RPC 호출을 이 공유 메모리를 통해 처리함으로써 기존 RPC 스택의 주요 병목 지점들을 우회할 수 있다.
NotNets은 RPC 의미론을 활용하여 일반적인 분산 공유 메모리 시스템이 겪었던 문제들을 회피할 수 있다. 즉, 투명한 원격 메모리 접근, 장애 허용, 일관성 관리 등의 복잡성을 피할 수 있다.
초기 프로토타입 실험 결과, NotNets은 기존 gRPC 대비 최대 10배 이상의 RPC 지연 시간 개선 효과를 보였다. 이는 네트워크 스택과 직렬화 등의 오버헤드를 우회할 수 있기 때문이다.
향후 과제로는 보안, 부하 분산, 메모리 할당 등 NotNets이 해결해야 할 추가적인 기능들이 있다. 하지만 이 논문은 공유 메모리 기반의 새로운 RPC 구현 방식을 제시함으로써, 마이크로서비스 아키텍처의 성능 문제를 해결할 수 있는 혁신적인 접근법을 보여준다.

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Stats

기존 gRPC 대비 NotNets의 RPC 지연 시간이 평균 209μs에서 30.9μs로 약 7배 개선되었다.
99백분위 지연 시간도 507μs에서 97.5μs로 약 5배 개선되었다.
99.9백분위 지연 시간은 1,430μs에서 420μs로 약 3.4배 개선되었다.

Citations

"마이크로서비스 아키텍처의 조직적, 운영적 이점에도 불구하고 RPC 통신 비용이 점점 더 커지는 문제가 발생하고 있다."
"우리는 보다 근본적인 해결책으로 공유 메모리 기반의 메시지 전달 방식인 NotNets을 제안한다."
"NotNets은 RPC 의미론을 활용하여 일반적인 분산 공유 메모리 시스템이 겪었던 문제들을 회피할 수 있다."

Idées clés tirées de

NotNets

by Pete... à arxiv.org 04-11-2024

https://arxiv.org/pdf/2404.06581.pdf

Questions plus approfondies

마이크로서비스 기반 애플리케이션에서 실제로 얼마나 많은 서비스들이 다국어/다플랫폼으로 구현되어 있는지, 그리고 이것이 NotNets의 직렬화 최적화에 어떤 영향을 미칠 수 있을까?

마이크로서비스 기반 애플리케이션에서 다국어/다플랫폼으로 구현된 서비스의 비율은 상당히 높을 수 있습니다. 이는 각 서비스가 독립적으로 개발되어 다양한 언어, 프레임워크, 런타임 환경에서 구현될 수 있기 때문입니다. 이러한 다양성은 서비스 간의 상호작용을 유연하게 만들어주지만, 데이터 직렬화 문제에 영향을 줄 수 있습니다. NotNets의 공유 메모리 기반 RPC에서는 서로 다른 언어 및 플랫폼 간의 데이터 표현을 조정해야 할 수 있으며, 이는 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 서로 다른 플랫폼 간의 데이터 공유를 위해 공통 데이터 표현 방식을 선택하거나, 특정 서비스 간에는 빠른 경로를 활용하는 등의 접근 방식이 필요할 수 있습니다.

공유 메모리 기반 RPC에서 보안을 어떻게 효과적으로 구현할 수 있을까? 기존 TLS 기반 보안과 어떤 차이가 있으며, 새로운 보안 모델이 필요할까?

공유 메모리 기반 RPC에서 보안을 유지하기 위해서는 기존의 TLS(Transport Layer Security)와는 다른 접근 방식이 필요합니다. 공유 메모리 환경에서는 프로세스 간에 이미 주소 공간을 공유하기 때문에 데이터의 개인 정보를 보호하기 위한 새로운 메커니즘이 필요합니다. 이를 위해 MMU(Memory Management Unit)와 유사한 메커니즘이 필요하며, 이를 통해 공유 메모리 세그먼트 내에서 참여하지 않는 프로세스가 주소를 지정할 수 없도록 보장해야 합니다. 이러한 새로운 메커니즘을 통해 데이터의 격리를 유지하고 보안을 강화할 수 있습니다. 따라서 새로운 공유 메모리 보안 모델이 필요하며, 이는 기존의 TLS와는 다른 방식으로 작동할 것으로 예상됩니다.

NotNets이 제공하는 성능 이점 외에도 마이크로서비스 아키텍처에 어떤 새로운 기회와 도전과제를 가져올 수 있을까?

NotNets은 공유 메모리 기반 RPC를 통해 성능 향상을 제공하며, 이를 통해 마이크로서비스 아키텍처에 새로운 기회와 도전 과제를 가져올 수 있습니다. 새로운 기회로는 네트워크를 우회함으로써 통신 오버헤드를 줄이고 성능을 향상시킬 수 있는 점이 있습니다. 또한 공유 메모리를 통해 데이터 공유 및 통신을 효율적으로 처리할 수 있어 확장성과 성능을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이에는 새로운 보안 모델 및 데이터 표현의 일관성 유지 등의 도전 과제가 따르게 됩니다. 또한 다양한 언어 및 플랫폼 간의 호환성 문제와 데이터 직렬화의 복잡성도 고려해야 할 요소입니다. 이러한 새로운 기회와 도전 과제를 효과적으로 해결하면서 마이크로서비스 아키텍처의 성능과 유연성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.