마이크로서비스 아키텍처는 소프트웨어 애플리케이션 개발에 있어 유연성과 확장성을 극대화하는 모듈형 접근 방식입니다. 이 방식은 거대한 애플리케이션을 특정한 기능을 담당하는 작고 독립적인 단위들로 분해하는 것을 핵심으로 합니다.
이 아키텍처의 장점은 각 서비스가 독립적으로 개발, 업데이트, 테스트, 배포 및 유지보수될 수 있는 환경을 제공한다는 것입니다. 결과적으로 개발자들은 자율적인 여러 서비스의 조합으로 애플리케이션을 구축할 수 있게 됩니다.
최근 클라우드 기반 애플리케이션 대부분이 마이크로서비스를 컨테이너 기술을 활용하여 구축되는 추세입니다. 컨테이너는 마이크로서비스를 실행하는 데 필요한 모든 코드, 라이브러리, 실행 파일, 설정 파일 및 기타 자원을 담고 있어 개발자들이 종속성 문제에 대한 부담 없이 애플리케이션을 만들 수 있도록 돕습니다.
출처: microsoft.com
오늘날 넷플릭스, 아마존, 우버, 이베이와 같은 기업들은 전통적인 모놀리식 애플리케이션에서 마이크로서비스로 전환했습니다. 이러한 변화는 고객 편의성을 높이고 안정적이며 향상된 서비스를 제공하는 결과로 이어졌습니다.
개요
기업들은 불확실하고 복잡한 시장 환경 속에서 경쟁력을 유지하기 위한 방안을 지속적으로 모색하고 있으며, 특히 효율성을 높이는 데 집중하고 있습니다. 소프트웨어 개발 분야에서는 애플리케이션 구축 및 유지 관리, 그리고 새로운 기능 추가 방식을 혁신하는 데 힘쓰고 있습니다.
이러한 노력의 일환으로, 많은 기업들이 모놀리식 아키텍처에서 마이크로서비스 아키텍처로 전환하고 있습니다. 이 아키텍처는 애플리케이션과 신규 기능을 보다 신속하고 안정적으로 구축할 수 있도록 해줍니다. 또한 개발자와 기업은 작고 상호 협력적이며 느슨하게 연결된 팀을 구성하여 애플리케이션을 정기적으로 업데이트할 수 있습니다.
마이크로서비스 아키텍처는 소프트웨어의 지속적인 개발 및 배포를 지원합니다. 각 팀은 자동화된 배포 파이프라인을 사용하여 작은 변경 사항들을 빌드하고, 더 빠르게 애플리케이션과 신규 기능을 테스트할 수 있습니다.
출처: aws.amazon.com
이상적으로, 이 아키텍처는 모놀리식 아키텍처의 주요 문제점과 한계를 극복합니다. 크고 복잡한 애플리케이션을 작은 단위로 분할함으로써, 여러 독립적인 하위 단위의 모음으로 보다 쉽게 개발할 수 있습니다.
마이크로서비스 아키텍처의 작동 원리
마이크로서비스 아키텍처는 개발자가 느슨하게 연결되고 독립적으로 배포 가능한 서비스들의 모음으로 애플리케이션을 구축할 수 있도록 하는 방식입니다. 각 서비스는 작은 전문 팀이 관리하며, 특정 비즈니스 기능을 처리하는 데 초점을 맞춥니다.
이러한 팀들은 다른 서비스에 영향을 주지 않고 각 단위를 독립적으로 빌드, 배포, 수정, 테스트 및 유지 관리할 수 있습니다. 모든 서비스가 경계 없이 단일 단위로 결합되어 있는 모놀리식 애플리케이션과는 달리, 마이크로서비스 아키텍처는 모든 비즈니스 기능을 독립적인 단위로 분할합니다.
각 마이크로서비스는 로깅, 청구, 검색, 메시징과 같은 특정 기능에 집중합니다. 기능이 다른 여러 마이크로서비스를 결합하여 하나의 애플리케이션을 구성합니다. 일부 마이크로서비스는 특정 비즈니스 기능을 독립적으로 처리할 수 있지만, 두 개 이상의 서비스가 협력하여 더 크고 복잡한 작업을 수행하기도 합니다.
이 아키텍처에서 개발자는 비즈니스 또는 기능 요구 사항(수직적)을 기반으로 크고 복잡한 애플리케이션을 분류할 수 있습니다. 그 결과, 독립적으로 배포할 수 있는 더 작은 하위 단위들이 생성됩니다.
일부 작업에는 단일 마이크로서비스만 필요할 수 있지만, 복잡하거나 까다로운 작업들은 여러 마이크로서비스에 분산되어 처리됩니다. 이러한 경우, 하위 단위들은 REST, gRPC, 메시징과 같은 가벼운 동기식 또는 비동기식 언어 독립적인 네트워크 호출을 사용하여 상호 통신합니다.
또한 클라이언트는 마이크로서비스와 직접 통신하지 않습니다. 대신, 요청을 적절한 마이크로서비스로 전달하는 API 게이트웨이를 활용합니다.
마이크로서비스 아키텍처의 특징
각 마이크로서비스 또는 애플리케이션 프로세스는 논리와 종속성을 가진 느슨하게 연결된 별도의 서비스로 작동합니다. 팀은 동일한 애플리케이션 내의 다른 서비스에 영향을 주지 않고 마이크로서비스를 수정, 테스트, 업데이트, 배포 및 확장할 수 있습니다.
마이크로서비스 아키텍처의 몇 가지 특징은 다음과 같습니다.
- 애플리케이션은 독립적으로 배포할 수 있는 여러 개별 프로세스로 구성됩니다. 시스템은 단일 사용자 요청을 처리하기 위해 여러 마이크로서비스를 호출할 수 있습니다.
- 이 아키텍처는 세분화된 수평적 확장을 지원합니다.
- 마이크로서비스는 외부 경계를 가지고 있으며 내부적으로 서로 직접 통신하지 않습니다. 대신, RPC 및 메시징과 같은 가벼운 네트워크 호출을 통해 상호 작용합니다.
- 각 서비스는 특정 비즈니스 기능 또는 문제를 처리하는 전문적이고 간단한 단위로 구성됩니다. 대부분의 경우, 각 개발 팀은 특정 구성 요소에 대한 전문 지식을 보유합니다.
- 기능 요구 사항이 증가함에 따라 개발자는 애플리케이션을 복잡하게 만드는 코드를 더 많이 추가할 수 있습니다. 이럴 경우, 팀은 코드를 보다 독립적이고 관리하기 쉬운 서비스로 분할할 수 있습니다.
모놀리식 vs 마이크로서비스 아키텍처
모놀리식 아키텍처에서 특정 기능에 대한 수요가 급증하면 개발자는 전체 아키텍처를 확장해야 합니다. 새로운 기능을 추가하거나 기존 애플리케이션을 수정하는 것은 복잡하고 시간과 비용이 많이 소요됩니다.
또한, 한 구성 요소의 오류는 전체 애플리케이션의 가용성에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 구성 요소나 프로세스가 서로 종속되어 있는 경우에는 더욱 그렇습니다.
모놀리식 애플리케이션의 주요 단점은 다음과 같습니다.
- 단일 구성 요소의 실패가 전체 애플리케이션의 중단을 초래하여 낮은 신뢰성을 보입니다.
- 유연성이 부족합니다.
- 확장이 어렵습니다.
- 기능을 빌드한 후 다음 단계로 넘어가야 하므로 개발 속도가 느립니다.
- 유연성이 부족하고 개발 속도가 느려 크고 복잡한 애플리케이션에 적합하지 않습니다.
마이크로서비스 아키텍처에서는 서로 다른 독립적인 구성 요소를 사용하여 애플리케이션을 구축합니다. 각 기능 또는 마이크로서비스는 독립적인 서비스로 실행되며, 기능을 추가하거나 수정할 필요가 있는 경우 전체 아키텍처를 업그레이드할 필요가 없습니다. 대신, 필요한 구성 요소만 빌드하면 됩니다.
출처: ibm.com
이 방식을 통해 각 서비스를 비즈니스 요구에 따라 독립적으로 업데이트, 배포 또는 확장하거나 실행할 수 있습니다. 또한, 한 구성 요소의 오류가 미치는 영향은 모든 것이 중단되는 모놀리식 애플리케이션에 비해 훨씬 적습니다.
마이크로서비스 아키텍처의 이점
마이크로서비스 아키텍처의 주요 이점은 다음과 같습니다.
#1. 쉽고 유연한 서비스 확장
마이크로서비스 아키텍처를 사용하면 개발자가 각 서비스를 독립적으로 확장하여 특정 기능에 대한 고유한 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.
이를 통해 전체 애플리케이션을 확장할 필요 없이 수요가 높은 서비스에만 집중하고, 관련 인프라를 함께 확장할 수 있습니다.
#2. 더 나은 탄력성
마이크로서비스는 독립적이고 자급자족적이므로 하나의 서비스에 문제가 발생해도 애플리케이션 성능이 저하될 뿐, 전체 장애로 이어지지는 않습니다. 다른 정상적인 마이크로서비스는 계속 작동하며, 문제가 발생한 기능만 일시적으로 사용이 중단됩니다.
반면, 모놀리식 아키텍처에서는 한 기능의 문제가 전체 애플리케이션의 오류를 초래할 수 있습니다.
#3. 재사용 가능한 코드
개발자는 일부 모듈을 여러 프로세스에서 재사용할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 작업을 수행하는 마이크로서비스는 다른 서비스의 구성 요소로도 활용될 수 있습니다.
따라서 개발자들은 처음부터 새로운 코드를 작성할 필요 없이, 기존 서비스의 코드를 재사용하여 새로운 기능을 구축할 수 있습니다.
그 외의 추가적인 이점은 다음과 같습니다.
- 마이크로서비스 아키텍처는 컨테이너, 서버리스 컴퓨팅, DevOps 및 기타 최신 소프트웨어 개발 기술을 활용합니다.
- 개발자들이 여러 서비스를 동시에 생성하고 제공할 수 있습니다.
- 다른 기능에 영향을 주지 않고 특정 기능을 테스트, 문제 해결, 업데이트 또는 제거할 수 있습니다.
- 개발 주기가 단축되고 배포 속도가 향상됩니다.
- 소규모 개발팀으로 운영이 가능합니다.
마이크로서비스 아키텍처의 단점
마이크로서비스 아키텍처는 크고 복잡한 애플리케이션을 빠르고 안정적으로 개발할 수 있도록 하는 등의 장점을 제공하지만, 몇 가지 단점과 제약도 존재합니다.
- 대규모 애플리케이션의 경우, 마이크로서비스 간에 복잡한 코딩 문제가 발생할 수 있습니다.
- 마이크로서비스의 수가 증가하고 애플리케이션 규모가 커짐에 따라 보안 관리가 어려운 과제가 됩니다. 이 아키텍처는 더 넓은 공격 표면, 복잡한 액세스 규칙, 많은 네트워크 트래픽을 모니터링해야 하는 분산된 시스템을 만들게 됩니다. 예를 들어, 노출된 포트, API 및 기타 구성 요소가 많기 때문에 기존 보안 도구와 방화벽으로는 적절하게 보호하기 어렵습니다. 결과적으로 마이크로서비스는 DDoS, 중간자 공격, 교차 사이트 스크립팅과 같은 공격에 취약해질 수 있습니다.
- 규모가 크고 복잡한 애플리케이션의 문제 해결은 성장함에 따라 더욱 어려워집니다. 서로 통신하는 모듈 수가 증가하면 네트워크 트래픽과 RPC 호출 증가로 인해 통신 오버헤드가 발생할 수 있습니다.
- 수많은 서비스, 프로세스, 컨테이너, 데이터베이스 및 기타 움직이는 요소들로 인해 분산 시스템의 복잡성과 문제가 발생할 수 있습니다.
- 애플리케이션이 점점 더 크고 복잡해짐에 따라 트랜잭션 보안을 보장하기 어려워집니다.
출처: developer.redhat.com
마이크로서비스 아키텍처를 활용하면 소규모 팀이 느슨하게 연결된 개별 서비스를 개발할 수 있습니다. 경쟁력을 유지하기 위해 팀은 다양한 도구를 활용하여 프레임워크를 지원하고 반복적인 작업을 자동화하며 앱과 새로운 기능의 배포 속도를 높여야 합니다.
마이크로서비스 도구는 기능과 특징이 다양하므로, 선택은 특정 요구 사항과 개발 목표에 따라 달라집니다.
일반적인 도구 몇 가지는 다음과 같습니다:
- Linux 및 Windows와 같은 운영 체제
- Spring Boot, Elixir, Java, Golang, Python, Node JS와 같은 프로그래밍 언어
- API Fortress, Postman, Tyk와 같은 API 관리 및 테스트 도구
- RabbitMQ, Amazon Simple Queue Service(SQS), Apache Kafka, Google Cloud Pub/Sub과 같은 메시징 도구
- Seneca, fabric8, Google Cloud Functions와 같은 툴킷
- Kong, Goa, Helidon, Quarkus, Molecular와 같은 아키텍처 프레임워크
- Conductor, Kubernetes, Azure Kubernetes Service(AKS), Apache Mesos, Amazon Elastic Container Service와 같은 오케스트레이션 도구
- Logstash, Graylog Elastic Stack, 미들웨어와 같은 모니터링 도구
- Kubeless, Claudia, Apache Openwhisk와 같은 서버리스 도구
마이크로서비스 아키텍처 사용 사례
마이크로서비스는 성능과 효율성을 향상시키는 데 도움이 되므로 다양한 산업 및 애플리케이션에 이상적입니다. 몇 가지 일반적인 사용 사례는 다음과 같습니다.
#1. 데이터 스트리밍
단일 또는 여러 소스에서 대량의 데이터를 스트리밍하고 처리해야 하는 경우, 마이크로서비스는 효율성과 성능을 향상시키는 데 기여할 수 있습니다.
#2. 확장 가능한 웹 애플리케이션
일부 웹 애플리케이션은 모놀리식 구조를 띄는 경우가 많지만, 마이크로서비스 아키텍처를 적용하면 확장성과 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
#3. 사물인터넷(IoT) 애플리케이션
IoT 애플리케이션 개발자는 마이크로서비스 아키텍처를 사용하여 애플리케이션을 구축할 수 있습니다. 이를 통해 작고 가벼우며 독립적으로 배포 및 관리할 수 있는 애플리케이션을 개발할 수 있습니다.
ETL은 단일 또는 여러 소스에서 데이터를 추출하여 원하는 형식으로 변환하고, 다른 데이터 저장소 또는 데이터베이스에 로드하는 기술입니다. 마이크로서비스는 이러한 ETL 프로세스의 확장성과 성능을 향상시키는 데 효과적입니다.
마이크로서비스 아키텍처를 사용하는 회사의 예
마이크로서비스를 도입한 주요 기술 기업들은 다음과 같습니다.
아마존
아마존은 마이크로서비스 아키텍처의 주요 선구자 중 하나입니다. 회사가 성장하고 고객 기반이 확대됨에 따라, 이전에 사용했던 모놀리식 애플리케이션은 불안정하고 신뢰성이 떨어졌습니다.
이 문제를 해결하기 위해 아마존은 마이크로서비스로 전환했습니다. 현재는 유지 관리가 더 쉬워졌으며, 새로운 기능 추가 및 개별 독립 서비스의 유지 관리가 가능하여 전체 서비스 중단을 예방하고 있습니다.
아마존 쇼핑 웹사이트에서 마이크로서비스를 사용하는 것 외에도, 기업들이 마이크로서비스를 구축, 호스팅 및 관리할 수 있도록 지원하는 인프라인 아마존 웹 서비스(AWS)도 제공하고 있습니다.
우버
우버는 처음 서비스를 시작할 때 특정 도시에 적합한 모놀리식 애플리케이션에 의존했습니다. 하지만 회사가 새로운 시장과 지역으로 확장됨에 따라, 애플리케이션이 사용자들에게 효율적으로 서비스를 제공하기 어려워졌습니다.
안정적인 서비스 제공을 위해 우버는 여행 관리, 통행 관리와 같은 특정 기능에 대해 마이크로서비스 기반 아키텍처로 전환했습니다.
출처: uber.com
넷플릭스
넷플릭스는 마이크로서비스를 통해 고객 기반이 성장하면서 경험했던 확장성 문제를 해결했습니다.
500개 이상의 클라우드 기반 마이크로서비스를 사용하여 매일 약 20억 건의 요청을 처리하고 있습니다. 안정성과 가용성을 개선했을 뿐만 아니라, 마이크로서비스 아키텍처는 스트리밍 비용을 줄이는 데에도 기여했습니다.
마지막 말
마이크로서비스 아키텍처는 모놀리식 시스템에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 여기에는 애플리케이션 및 기능의 빠른 배포, 뛰어난 유연성 및 확장성, 그리고 높은 탄력성 등이 포함됩니다.
그러나 몇 가지 단점도 있으며, 모든 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 소규모 애플리케이션의 경우에는 비용 효율성이 떨어질 수 있습니다.
또한, 애플리케이션의 크기와 기능이 증가함에 따라, 특히 여러 클라우드 및 네트워크 환경에 분산되어 있는 경우에는 하위 단위를 구축, 배포 및 테스트하는 것이 더욱 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다.
따라서 기술을 채택하기 전에 마이크로서비스 아키텍처의 장단점을 충분히 평가하고 이해하는 것이 중요합니다.
다음으로, 중소기업부터 대기업까지 사용할 수 있는 최고의 API 관리 솔루션을 확인해 보시기 바랍니다.