サーバーレスアーキテクチャ

# サーバーレスアーキテクチャ ## 定義 **サーバーレスコンピューティング = FaaS + BaaS**（CNCF Serverless Whitepaper, 2019; Berkeley View on Serverless Computing, 2019）。「利用課金かつ自動スケーリング」が必須条件（Berkeley View）。本質は「**サーバという単位を意識しない**」こと（[[Yuuki Tsubouchi]] による定義の敷衍）。 **サーバーの二義性と対応関係**: - **マシンサーバー**（物理・仮想マシン）を意識しなくさせるのが **BaaS**。アプリケーション指標（クエリ数・データ量）でキャパシティ計画が可能になり、インスタンス台数・スペックが隠蔽される - **ネットワークサーバー**（常時起動プロセス）を意識しなくさせるのが **FaaS**。イベント駆動でプロセスを起動し、Graceful Restart・事前キャパシティ計画・メモリリーク管理を不要にする **代表的 FaaS**: AWS Lambda（2014 年登場）、Knative（OSS）、OpenFaaS（OSS）。 **代表的 BaaS**: Amazon DynamoDB・Google BigQuery（データストア）、SendGrid（メール）、Auth0（認証）。 ## ピタゴラスイッチ構成 FaaS が「糊」として複数 BaaS をつなぐアーキテクチャパターン。BaaS 上で発生するイベントを Function への入力とし、Function 内で別 BaaS の API を呼び出し、さらに別 Function を起動する連鎖（Rube Goldberg machine 的な構成）。クラウドプロバイダー固有の FaaS-BaaS 連携に依存するため、ベンダー非依存での実現には CloudEvents 等のイベント標準化が必要。 ## サーバーフルコンピューティング（対概念）サーバー上でのソフトウェア動作を意識してプログラミング・デプロイすること（Berkeley View での用語定義）。マシンサーバーのキャパシティ見積もり・ネットワークサーバーの Graceful Restart・メモリリーク管理などが開発者の負担となる。 ## 横断的知見 - [[Yuuki Tsubouchi]] の HeteroTSDB（サーバーレス時系列データベース）は「ピタゴラスイッチ構成」の具体例であり、DynamoDB TTL イベント → Lambda → S3 という BaaS-FaaS 連携を実装している。(Source: [[@2019__yuuk.io__Rethinking-Serverless-Architecture]]) - CGI との比較: FaaS は「イベントを契機にプロセス起動」の点では CGI と似るが、BaaS の性質を持たない・HTTP 以外のイベントを扱えない・スケールが Web サーバーホスト単位になる点で根本的に異なる。(Source: [[@2019__yuuk.io__Rethinking-Serverless-Architecture]]) - 2019 年時点では Function のメモリサイズ指定が必要であり、マシンサーバーを完全には隠蔽できていない（著者による制約の指摘）。(Source: [[@2019__yuuk.io__Rethinking-Serverless-Architecture]]) ## 制約 **同期リクエストのメモリ効率問題**: リクエストを 1 件ずつ別 Function で処理する場合、I/O ブロッキング中にメモリは占有したまま CPU のみ解放される → メモリ使用効率が悪くコスト増。非同期可能なケースではキューを経由して複数イベントを並行処理できる。 ## 未解決の問い - ベンダー非依存のピタゴラスイッチ構成（FaaS + BaaS + CloudEvents）は 2019 年以降どこまで進んだか？ - サーバーレスアーキテクチャとエージェント型 AI システム（LLM エージェント）の関係はどうか？LLM エージェントの「ツール呼び出し」はピタゴラスイッチ構成の新形態か？ - FaaS のコールドスタート問題はその後どのように緩和されたか？ ## 関連 - Source: [[@2019__yuuk.io__Rethinking-Serverless-Architecture]] - 著者: [[Yuuki Tsubouchi]] - 参照エンティティ: [[Dynamo]]（Amazon DynamoDB の設計論文） - 関連概念: [[インターネットスケールサービス設計]] ## 出典 - [[@2019__yuuk.io__Rethinking-Serverless-Architecture]]