서버리스 서비스 구축을 위한 ZooKeeper 사례 연구: FaaSKeeper

Core Concepts

FaaSKeeper는 ZooKeeper의 일관성 보장과 인터페이스를 유지하면서도 서버리스 가격 모델을 통해 비용을 최대 110-719배 낮출 수 있는 첫 번째 조정 서비스입니다.

Abstract

이 논문은 복잡하고 신뢰성 있는 서비스인 ZooKeeper를 서버리스 환경에 맞게 설계하고 구현한 FaaSKeeper에 대해 설명합니다. FaaSKeeper는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다: ZooKeeper의 일관성 보장과 인터페이스를 유지하면서도 서버리스 가격 모델을 통해 비용을 최대 110-719배 낮출 수 있습니다. 서버리스 함수와 클라우드 네이티브 서비스를 활용하여 ZooKeeper 일관성 모델을 구현했습니다. 서버리스 환경의 제한사항과 한계를 탐구하고, 복잡하고 지연에 민감한 애플리케이션을 위한 필수적인 개선 사항을 제안했습니다. 클라우드 서비스를 활용하여 ZooKeeper의 상태 관리, 메시지 순서 보장, 이벤트 기반 통신 등의 기능을 구현했습니다. 클라우드 제공업체에 종속되지 않는 설계를 통해 AWS와 GCP에서 동작하는 FaaSKeeper 프로토타입을 구현했습니다.

Stats

ZooKeeper는 HBase 실험에서 전체 실행 시간 동안 1000건 미만의 요청만 처리했습니다. DynamoDB의 조건부 업데이트 연산은 일반 쓰기 연산보다 중앙값 기준 2.5ms 더 오래 걸립니다. DynamoDB 잠금 연산은 최대 84%의 효율로 초당 1200건의 요청을 처리할 수 있습니다. SQS FIFO 큐는 직접 함수 호출보다 약 20ms 더 느린 지연 시간을 보였지만, 순서를 보장합니다.

Quotes

"FaaSKeeper는 ZooKeeper의 일관성 보장과 인터페이스를 유지하면서도 서버리스 가격 모델을 통해 비용을 최대 110-719배 낮출 수 있습니다." "FaaSKeeper는 서버리스 함수와 클라우드 네이티브 서비스를 활용하여 ZooKeeper 일관성 모델을 구현했습니다." "FaaSKeeper는 클라우드 제공업체에 종속되지 않는 설계를 통해 AWS와 GCP에서 동작하는 프로토타입을 구현했습니다."

Key Insights Distilled From

FaaSKeeper: Learning from Building Serverless Services with ZooKeeper as an Example

by Marcin Copik... at arxiv.org 05-02-2024

https://arxiv.org/pdf/2203.14859.pdf

Deeper Inquiries

서버리스 환경에서 ZooKeeper와 같은 복잡한 분산 시스템을 구현하기 위해 어떤 추가적인 기능이 필요할까요?

서버리스 환경에서 ZooKeeper와 같은 복잡한 분산 시스템을 구현하기 위해서는 몇 가지 추가적인 기능이 필요합니다. 분산 트랜잭션 관리: 서버리스 환경에서는 여러 함수 인스턴스가 병렬로 실행될 수 있기 때문에 분산 트랜잭션 관리가 필요합니다. 이를 통해 데이터 일관성과 순서를 보장할 수 있습니다. 고가용성 및 장애 복구 기능: 서버리스 환경에서는 함수 인스턴스가 자주 생성 및 소멸되기 때문에 고가용성 및 장애 복구 기능이 필요합니다. 이를 통해 시스템의 신뢰성을 유지할 수 있습니다. 스케일링 및 자원 관리: 서버리스 환경에서는 자원이 실시간으로 확장 및 축소되어야 하므로 스케일링 및 자원 관리 기능이 필요합니다. 이를 통해 시스템이 변화하는 작업 부하에 대응할 수 있습니다.

FaaSKeeper의 설계 및 구현 과정에서 발견된 주요 한계점은 무엇이며, 이를 해결하기 위한 방안은 무엇일까요?

FaaSKeeper의 설계 및 구현 과정에서 발견된 주요 한계점은 다음과 같습니다: 서버리스 제약: 서버리스 환경의 제약으로 인해 복잡한 분산 시스템을 구현하는 데 어려움이 있을 수 있습니다. 통신 및 순서 보장: 서버리스 환경에서는 TCP 연결과 같은 직접적이고 순서가 보장된 통신이 어려울 수 있습니다. 자원 관리: 서버리스 환경에서는 자원의 동적 할당 및 관리가 필요하며, 이를 효율적으로 처리해야 합니다. 이러한 한계점을 극복하기 위해 FaaSKeeper에서는 추가적인 동기화 기능, 클라우드 서비스 간 통신 및 자원 관리 기능을 구현하여 복잡한 분산 시스템을 효율적으로 구현하고 있습니다.

FaaSKeeper와 같은 서버리스 조정 서비스가 다른 분야의 애플리케이션에 어떤 방식으로 활용될 수 있을까요?

FaaSKeeper와 같은 서버리스 조정 서비스는 다른 분야의 애플리케이션에 다양한 방식으로 활용될 수 있습니다: IoT 애플리케이션: 서버리스 조정 서비스는 IoT 애플리케이션에서 센서 데이터를 처리하고 분석하는 데 사용될 수 있습니다. 이를 통해 대규모의 센서 데이터를 효율적으로 처리하고 실시간으로 응답할 수 있습니다. 이벤트 기반 애플리케이션: 서버리스 조정 서비스는 이벤트 기반 애플리케이션에서 이벤트 처리 및 조정을 담당할 수 있습니다. 이를 통해 이벤트 기반 아키텍처를 쉽게 구현하고 확장할 수 있습니다. 빅데이터 및 분석: 서버리스 조정 서비스는 빅데이터 처리 및 분석 애플리케이션에서 데이터의 조정과 일관성을 유지하는 데 활용될 수 있습니다. 이를 통해 빅데이터 처리 작업을 효율적으로 분산하고 관리할 수 있습니다.