모놀리식 아키텍처와 마이크로서비스 아키텍처: 모놀리식에서 마이크로서비스로의 진화
소개
소프트웨어 개발의 세계에서는 비즈니스의 성장과 기술의 발전에 따라 기존의 단일 애플리케이션 구조가 점차 한계를 드러내고 있습니다.
동시에 혁신적인 소프트웨어 디자인 패턴인 마이크로서비스 아키텍처는 탁월한 유연성, 확장성 및 자율성으로 인해 점점 더 많은 개발자의 선호를 받고 있습니다.
이 글의 목적은 단일 애플리케이션 구조의 특징과 장단점을 분석하고 이를 마이크로서비스 아키텍처와 비교하여 단일 애플리케이션 구조에서 마이크로서비스 아키텍처로 전환하는 과정과 중요성을 살펴보는 것입니다.
모놀리식 아키텍처 개요
모놀리식 아키텍처는 전체 소프트웨어 시스템을 단일 단위로 구축하는 전통적인 접근 방식입니다. 이 단위는 일반적으로 단일 실행 파일 또는 긴밀하게 통합된 소프트웨어 패키지로 존재합니다. 모놀리식 아키텍처에는 다음과 같은 두드러진 특징이 있습니다.
- 단순하고 직관적 : 개발 프로세스는 비교적 간단하고 이해 및 유지 관리가 쉽습니다. 특히 빠르게 시작하는 소규모 프로젝트에 적합합니다.
- 간편한 배포 : 복잡한 배포 과정 없이 전체 애플리케이션을 하나의 서버에 배포하기만 하면 됩니다.
- 높은 개발 효율성 : 프로젝트의 초기 규모가 작아 개발자가 빠르게 기능을 구현하고 빠르게 반복할 수 있습니다.
- 통일된 기술 선택 : 동일한 기술 스택을 사용하면 기술 다양성으로 인한 복잡성을 피할 수 있습니다.
그러나 모놀리식 아키텍처에는 다음과 같은 명백한 단점도 있습니다.
- 확장성이 좋지 않음 : 비즈니스가 성장함에 따라 시스템이 크고 복잡해지며 확장이 어려워집니다.
- 낮은 신뢰성 : 특정 모듈에 문제가 발생하면 전체 시스템이 다운될 수 있습니다.
- 성능 병목 현상 : 동시에 많은 요청을 처리할 경우 성능이 제한되어 응답 시간 및 처리량을 보장하기 어렵습니다.
마이크로서비스 아키텍처의 장점
모놀리식 아키텍처의 단점을 극복하기 위해 시대의 요구에 따라 마이크로서비스 아키텍처가 등장했습니다. 마이크로서비스 아키텍처는 애플리케이션을 일련의 작고 느슨하게 결합된 서비스로 분해하여 작동합니다. 이러한 서비스는 비즈니스 기능을 중심으로 구성되며 독립적으로 배포, 확장 및 유지 관리될 수 있습니다. 모놀리식 아키텍처와 비교하여 마이크로서비스 아키텍처는 다음과 같은 장점이 있습니다.
- 확장성 향상 : 필요에 따라 각 서비스를 독립적으로 확장할 수 있습니다.
- 높은 신뢰성 : 한 서비스에 장애가 발생하더라도 다른 서비스에는 영향을 미치지 않습니다.
- 기술 스택 다양화 : 서비스의 특정 요구 사항에 따라 가장 적합한 기술 스택을 선택할 수 있습니다.
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단순하고 직관적: 개발 프로세스는 비교적 간단하고 이해 및 유지 관리가 쉽습니다. 소규모 프로젝트의 경우 개발자는 신속하게 시작하여 단시간에 시스템 개발을 완료할 수 있습니다.
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간편한 배포: 복잡한 배포 프로세스와 여러 서버의 조정 없이 전체 애플리케이션을 하나의 서버에 배포하기만 하면 됩니다.
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높은 개발 효율성: 프로젝트 초기 단계에서는 시스템 규모가 작기 때문에 개발자는 빠르게 기능을 구현하고 빠르게 반복할 수 있습니다. 모든 코드가 하나의 프로젝트에 있으므로 개발자가 쉽게 디버깅하고 테스트할 수 있습니다.
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통합 기술 선택: 전체 시스템은 기술 스택 세트를 사용하여 기술의 다양성으로 인한 복잡성을 방지합니다. 개발자는 심도 있는 학습과 기술 적용에 집중하여 개발 효율성을 높일 수 있습니다.
1. 소규모 프로젝트
기능이 상대적으로 간단하고 사용자와 데이터의 양이 적은 일부 프로젝트의 경우 모놀리식 아키텍처가 좋은 선택입니다. 예를 들어 중소기업 내부 관리 시스템, 개인 블로그 웹사이트 등이 있습니다. 이러한 프로젝트에는 일반적으로 높은 동시성 및 대규모 데이터 처리를 지원하는 복잡한 아키텍처가 필요하지 않습니다. 모놀리식 아키텍처는 프로젝트의 기본 요구 사항을 충족하기 위해 신속하게 개발 및 배포될 수 있습니다.
2. 개발 초기 단계의 프로젝트
프로젝트 초기 단계에서는 요구사항이 불분명한 경우가 많고 비즈니스 로직도 비교적 단순합니다. 이때 모놀리식 아키텍처를 사용하면 개발팀이 검증 및 반복을 위해 사용 가능한 시스템 프로토타입을 빠르게 구축할 수 있습니다. 프로젝트가 진행되면서 단일 아키텍처가 요구 사항을 충족할 수 없다고 판단되면 아키텍처 업그레이드 및 변환을 고려할 수 있습니다.
3. 성과 요구사항이 낮은 프로젝트
프로젝트의 성능 요구 사항이 특별히 엄격하지 않은 경우 모놀리식 아키텍처가 해당 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 일부 저주파 도구 소프트웨어, 소규모 데이터 분석 시스템 등이 있습니다. 이러한 시스템은 많은 수의 동시 요청을 처리할 필요가 없으며 모놀리식 아키텍처의 성능 병목 현상은 이러한 시나리오에서 명확하지 않을 수 있습니다.
Nginx와 리본은 분산 시스템에서 로드 밸런싱을 달성하는 데 사용되는 두 가지 도구이지만 각각 위치 지정, 적용 가능한 시나리오 및 구성 방법이 다릅니다.
1. 기능 포지셔닝
엔진엑스
- Nginx는 고성능 웹 서버, 역방향 프록시 서버 및 로드 밸런서로 주로 네트워크 수준에서 요청을 분산하고 로드 밸런싱을 수행하는 데 사용됩니다.
- 이는 일반적으로 서버 클러스터의 프런트 엔드에 배포되어 클라이언트로부터 요청을 수신하고 사전 정의된 정책에 따라 이러한 요청을 다른 백엔드 서버로 전달하는 통합 진입점 역할을 합니다.
- Nginx는 라운드 로빈, 가중치 라운드 로빈, IP 해싱 등과 같은 다중 로드 밸런싱 알고리즘을 지원합니다.
리본
- 리본은 클라이언트가 요청하면 미리 설정된 로드 밸런싱 정책에 따라 액세스할 적절한 서비스 인스턴스를 선택하는 클라이언트 로드 밸런싱 도구입니다.
- 일반적으로 Spring Cloud와 같은 마이크로서비스 프레임워크와 함께 작동합니다. 마이크로서비스 아키텍처에서 각 마이크로서비스 클라이언트는 리본을 사용하여 서비스 공급자의 로드 밸런싱을 달성합니다.
- 리본은 폴링, 무작위 등 여러 로드 밸런싱 알고리즘을 제공합니다.
2. 사용 시나리오
엔진엑스
- 특히 많은 수의 외부 요청에 직면할 때 높은 동시 요청을 처리하는 대규모 분산 시스템에 적합합니다.
- Nginx는 다양한 유형의 요청(예: HTTP, HTTPS, TCP, UDP)에 대한 로드 밸런싱을 제공할 수 있으며 광범위한 애플리케이션을 보유하고 있습니다.
- 또한 정적 리소스 제공 및 캐싱을 지원하여 시스템 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
리본
- 마이크로서비스 아키텍처에서 리본은 여러 서비스 공급자에 걸쳐 로드 밸런싱을 구현해야 하는 경우 이상적인 선택입니다.
- 클라이언트 측 로드 밸런싱은 외부 미들웨어에 대한 의존도를 줄이고 배포 및 유지 관리 프로세스를 단순화합니다.
- 특정 마이크로서비스의 요구 사항에 따라 로드 밸런싱 구성을 사용자 정의할 수 있습니다.
3. 구성 방법
엔진엑스
- Nginx의 로드 밸런싱 전략과 백엔드 서버 목록은 구성 파일을 통해 설정됩니다. 구성 파일은 특수 구문을 사용하며 특정 Nginx 구성 지식이 필요합니다.
- 일부 구성은 런타임 시 동적으로 수정될 수 있지만 프로세스는 복잡합니다.
리본
- 리본 구성은 일반적으로 마이크로서비스 클라이언트 코드에서 완료되며 로드 밸런싱 전략은 코드 주석, 구성 파일 또는 프로그래밍을 통해 설정할 수 있습니다.
- 이 방법은 더 유연하며 다양한 마이크로서비스에 따라 사용자 정의할 수 있습니다.
4. 성능 특성
엔진엑스
- 전문 서버 소프트웨어인 Nginx는 많은 수의 요청을 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있으며 특히 동시성이 높은 시나리오에 적합합니다.
- 네트워크 프로토콜의 효율적인 처리 및 최적화 기능은 시스템의 응답 속도를 향상시킵니다.
리본
- 성능 측면에서는 Nginx만큼 강력하지 않을 수 있지만 마이크로서비스 아키텍처에서는 상대적으로 적은 요청 수를 고려하면 일반적으로 리본이 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
- 주요 장점은 마이크로서비스 프레임워크와의 높은 수준의 통합으로 개발 및 사용이 쉽다는 것입니다.
Eureka - 서비스 등록 및 검색 프레임워크
Eureka는 마이크로서비스 아키텍처에서 서비스 인스턴스 등록 및 검색을 관리하는 데 도움이 되도록 설계된 서비스 등록 및 검색 프레임워크입니다.
핵심 기능
- 서비스 등록 : 각 마이크로서비스가 시작되면 서비스 이름, IP 주소, 포트 등 자체 정보를 유레카 등록 센터에 보고합니다.
- 서비스 검색 : 마이크로서비스는 Eureka를 통해 다른 서비스 인스턴스 정보를 쿼리하여 직접 호출을 달성할 수 있습니다.
작동 원리
- 클라이언트-서버 상호 작용 : 마이크로서비스 클라이언트는 하트비트 메커니즘을 통해 Eureka에서 등록 상태를 유지하는 동시에 정기적으로 서비스 레지스트리에 대한 업데이트를 가져옵니다.
- 자체 보호 메커니즘 : 네트워크 장애가 발생하는 경우 Eureka는 일시적인 통신 문제로 인해 서비스 인스턴스가 실수로 삭제되는 것을 방지하기 위해 자체 보호 모드로 진입합니다.
장점
- 고가용성 : Eureka는 클러스터 배포를 지원하여 시스템의 견고성과 가용성을 향상시킵니다.
- 통합 용이성 : Spring Cloud와 같은 마이크로서비스 프레임워크와 긴밀하게 통합되어 서비스 등록 및 검색 시스템 구축을 가속화합니다.
- 유연한 구성 : 하트비트 간격, 자체 보호 임계값 등의 매개변수를 실제 필요에 따라 조정할 수 있습니다.
애플리케이션 시나리오
- 마이크로서비스 아키텍처 : Eureka는 대규모 마이크로서비스 시스템에서 서비스 인스턴스의 동적 변경을 관리하는 데 적합합니다.
- 클라우드 네이티브 애플리케이션 : 자동 확장 및 오류 마이그레이션을 지원하는 클라우드 배포에 적합한 애플리케이션입니다.
결론적으로
모놀리식 아키텍처는 특정 상황에서 여전히 고유한 장점을 보여주지만, 비즈니스 복잡성이 증가하고 기술 발전에 힘입어 마이크로서비스 아키텍처로의 전환이 점차 주류가 되었습니다.
마이크로서비스 아키텍처는 기존 모놀리식 아키텍처가 직면한 많은 과제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라 기업에 보다 유연하고 효율적인 IT 인프라를 제공할 수 있습니다.
그러나 아키텍처 패턴의 선택은 특정 비즈니스 요구 사항과 기술 환경을 기반으로 해야 하므로 가장 적절한 결정을 내리기 위해서는 실제로 철저한 평가가 수행되어야 합니다.