[Server] MSA 아키텍처

 

마이크로서비스 아키텍처 ( MSA )

 

마이크로서비스 아키텍처는 하나의 애플리케이션을 여러 개의 독립적인 서비스로 분리하여

운영하는 소프트웨어 아키텍처 패턴이다. 각각의 서비스는 특정한 비즈니스 기능을 담당하며,

독립적으로 개발, 배포, 확장할 수 있는 것이 특징이다.

이러한 구조는 전통적인 모놀리식 아키텍처와 대비되며,

최근 클라우드 환경과 DevOps 문화가 확산됨에 따라 많은 기업들이 도입하고 있다.

먼저 모놀리식 아키텍처를 살펴보면 다음과 같다.

 

 

모놀리식 아키텍처란

모놀리식 아키텍처는 하나의 통합된 코드베이스에서

여러 비즈니스 기능을 수행하는 전통적인 소프트웨어 아키텍처 스타일이다.

애플리케이션의 모든 서비스가 하나의 애플리케이션 안에 포함되어 있으며,

단일 데이터베이스와 연결되어 동작한다. 즉, 여러 기능이 단일 애플리케이션 내부에서

함께 실행되는 구조를 의미하며, 주요 특징들은 다음과 같다.

• 단일 코드베이스: 애플리케이션이 하나의 코드베이스로 구성
• 통합된 데이터베이스: 모든 기능이 하나의 데이터베이스를 공유
• 공통된 보안 및 설정 관리: 하나의 애플리케이션에서 모든 기능을 관리

 

모놀리식 아키텍처의 장점

간단한 유지보수

• 단일 코드베이스로 인해 변경 사항 적용 및 유지보수가 용이
• 코드의 일관성을 유지하며 버그 수정이 비교적 쉬움

빠른 개발 속도

• 작은 팀이나 소규모 프로젝트에서는 빠르게 개발하고 배포 가능
• 코드베이스가 단순하여 통합이 쉬움

통합의 편리함

• 모든 기능이 단일 애플리케이션 내부에 있어 테스트 및 개발이 간편함
• 서비스 간의 데이터 공유가 용이하여 추가적인 네트워크 요청이 필요 없음

낮은 인프라 비용 및 일관된 기술 스택

• 하나의 애플리케이션으로 모든 기능을 처리하기 때문에 운영 비용 절감 가능
• 하나의 기술 스택을 유지하며 관리가 용이

디버깅 및 최적화 용이

• 단일 애플리케이션 내에서 디버깅이 가능하여 문제 해결이 용이
• 전체적인 최적화 작업이 쉬움

 

모놀리식 아키텍처의 단점

 

확장과 배포의 어려움

• 특정 기능만 확장하기 어렵고, 전체 애플리케이션을 함께 확장해야 하며,
  작은 변경 사항에도 전체 애플리케이션을 재배포해야 할 가능성이 높음

기술 스택의 제한 및 복잡성 증가

• 단일 애플리케이션이므로 새로운 기술을 도입하기 어렵고, 기술 스택이 제한
• 애플리케이션이 성장함에 따라 코드베이스가 커지고 유지보수가 어려움

대규모 팀 작업의 어려움

• 동일한 코드베이스에서 여러 팀이 작업하면 충돌이 발생할 가능성이 높음

 

MSA 아키텍처란

위에서 언급한 것처럼 마이크로서비스 아키텍처는 하나의 애플리케이션을

여러 개의 독립적인 서비스로 분리하여 운영하는 소프트웨어 아키텍처 패턴을 뜻한다.

최근 IT 산업에서 서비스의 복잡성이 증가하고 빠른 변화가 요구되면서,

기존의 모놀리식 아키텍처보다 더 유연하고 확장 가능한

마이크로서비스 아키텍처(MSA)가 주목받고 있다.

독립적인 각 서비스는 특정한 비즈니스 기능을 수행하며, 개별적으로 개발, 배포, 확장 가능하다.

 

MSA의 주요 특징

• 서비스의 독립성
  각 서비스는 독립적으로 개발 및 배포가 가능하다.
  즉, 하나의 서비스에서 문제가 발생하더라도
  전체 시스템에 영향을 미치지 않으며, 특정 서비스만 롤백하거나 수정할 수 있다.
• 비즈니스 중심 설계
  마이크로서비스는 기술이 아닌 비즈니스 도메인을 기준으로 설계된다.
  이를 통해 각 서비스가 명확한 역할을 가지게 되고, 유지보수가 용이하다.
• 자동화된 배포와 운영
  MSA 환경에서는 CI/CD를 적극적으로 활용하여 빠른 배포와 지속적인 업데이트가 가능하다.
• 다양한 기술 스택 사용 가능
  서비스마다 독립적으로 개발되기 때문에, 각 서비스의 특성에 맞는 프로그래밍 언어,
  데이터베이스, 프레임워크 등을 선택할 수 있다.
  예를 들어, 일부 서비스는 Python으로 개발하고, 다른 서비스는 Java 또는 Go로 개발이 가능하다.
• 확장성(Scalability) 보장
  트래픽이 몰리는 특정 서비스만 개별적으로 확장할 수 있다.
  예를 들어, 사용자 인증 서비스와 결제 서비스가 각각 분리되어 있다면,
  결제 서비스만 별도로 확장하여 성능을 최적화할 수 있다.

 

MSA의 장점

애자일(Agile) 개발 방식과의 궁합
독립적인 서비스 단위로 개발할 수 있어 팀 단위의 애자일 개발 방식과 잘 어울린다.
여러 팀이 병렬로 작업할 수 있어 개발 속도가 빨라진다.

 

배포 및 유지보수 용이
하나의 서비스에 대한 변경이 전체 시스템에 영향을 주지 않기 때문에
빠르게 배포할 수 있으며, 유지보수가 쉬워진다.

 

서비스 장애 격리
특정 서비스에 장애가 발생해도 다른 서비스는 정상적으로 동작할 수 있도록 설계할 수 있다.
이를 통해 시스템의 안정성이 증가한다.

 

유연한 기술 선택
모놀리식 아키텍처에서는 하나의 기술 스택을 강제적으로 사용해야 하지만,
MSA에서는 각 서비스마다 최적의 기술을 선택할 수 있다.

 

 

MSA의 단점과 해결 방안

복잡한 서비스 간 통신
모놀리식 구조에서는 내부 함수 호출만으로 해결되던 문제가
MSA에서는 네트워크 통신을 거쳐야 한다.
이는 RPC, REST API, gRPC, 메시지 큐(Kafka, RabbitMQ) 등을 통해 해결할 수 있다.

 

데이터 일관성 문제
각 서비스가 독립적인 데이터베이스를 운영하면 데이터 일관성을 유지하는 것이 어려워진다.
이를 해결하기 위해 Saga 패턴, 이벤트 소싱, 분산 트랜잭션 등의 기법을 사용한다.

 

운영 및 모니터링의 어려움
서비스가 많아질수록 장애 발생 시 원인을 추적하기 어려워진다.
이를 위해 ELK, Prometheus, Grafana, OpenTelemetry 등의
모니터링 툴을 활용하여 시스템을 실시간으로 모니터링을 할 수 있다.

 

테스트 및 배포의 복잡성
여러 서비스가 유기적으로 결합되어 동작하기 때문에, 통합 테스트가 복잡해질 수 있다.
CI/CD 파이프라인을 구축하고, 컨테이너 기술을 활용하여
테스트 환경을 자동화하는 것이 중요하다.

 

MSA를 성공적으로 도입하기 위한 전략

적절한 서비스 분할
너무 세분화된 서비스는 관리 부담을 증가시키므로, 적절한 수준의 도메인 분할이 필요하다.
도메인 주도 설계(DDD) 를 적용하여
서비스 경계를 명확하게 정의하는 것이 중요하다.

 

API 게이트웨이 활용
서비스 간 통신이 많아질수록 API 관리가 복잡해지므로
API 게이트웨이를 활용하여 통신을 중앙에서 관리해야 한다.

 

자동화된 CI/CD 구축
다수의 서비스가 독립적으로 배포되므로, CI/CD 파이프라인을 구축하여 배포 과정을 자동화해야 한다.
이를 위해 GitHub Actions, Jenkins, ArgoCD, Tekton 등을 활용할 수 있다.

 

모니터링 및 로깅 체계 구축
MSA 환경에서는 장애 발생 시 원인을 파악하는 것이 중요하므로,
로그 수집 및 분석 시스템을 구축해야 한다.

이를 위해 Jaeger, Zipkin 같은 분산 트레이싱 도구를 사용할 수 있다.

 

보안 강화
서비스가 많아질수록 보안 취약점도 증가하므로,
이를 위해 OAuth2, JWT, 서비스 간 TLS 암호화, API 보안 정책 강화 등을 적용해야 한다.

 

Monolithic & Microservices

 

위의 구조도를 통해 두 아키텍처의 차이를 명확히 파악할 수 있다. 

모놀리식 아키텍처는 하나의 통합된 코드베이스에서 여러 비즈니스 로직을 모두 처리하며,

단일 데이터베이스와 연결되어 동작하고 있다.

하지만 MSA 아키텍처에서는 각  서비스 기능마다 독립적으로 개발이 되며,

각 기술 스택은 서비스마다 상이할 수 있고, 다른 데이터베이스를 연동할 수도 있다.

이러한 차이점을 표로 정리하면 다음과 같다.

구조	단일 애플리케이션	독립적인 서비스로 구성
배포 방식	전체 애플리케이션을 한 번에 배포	개별 서비스별 독립적인 배포 가능
확장성	전체 애플리케이션을 확장해야 함	특정 서비스만 확장 가능
기술 스택	통일된 기술 스택 사용	서비스별 다양한 기술 스택 선택 가능
유연성	변경 시 전체 시스템에 영향	특정 서비스만 변경 가능
운영 복잡성	단순한 구조, 운영 부담 적음	분산 시스템으로 운영 부담 증가
지연 시간	내부 함수 호출로 빠름	네트워크 통신으로 인해 지연 발생 가능

 

What Architecture?

 

모놀리식 아키텍처는 소규모 프로젝트, 빠른 MVP 개발, 변경이 적은 시스템에 적합하다.

개발 속도가 빠르고 유지보수가 간단하지만, 확장성이 낮아 대규모 프로젝트에서는 한계가 존재한다.

반면, 마이크로서비스 아키텍처는 대규모 및 복잡한 시스템, 독립적인 팀 운영, 유연한

확장이 필요한 경우에 적합하다. 하지만, 운영 및 관리의 복잡성이 증가하며,

전환 비용이 높다는 점을 고려해야 한다.

 

즉, 각 아키텍처는 장단점이 있으며, 프로젝트의 규모와 요구 사항에 맞게 선택하는 것이 중요하다.

처음에는 모놀리식 아키텍처로 개발하고, 이후 시스템이 성장함에 따라

마이크로서비스 아키텍처로 전환하는 전략이 적합할 수 있다.

마이크로서비스 아키텍처는 현대 소프트웨어 개발에서 필수적인 패턴으로 자리 잡고 있으며,

특히, 빠른 개발과 배포가 중요한 스타트업, 클라우드 네이티브 기업,

대규모 트래픽을 처리해야 하는 서비스에서 많이 활용된다.

하지만, 서비스 간 통신 비용 증가, 데이터 일관성 문제, 모니터링 및 운영 복잡성 등의

단점을 잘 이해하고 해결책을 마련해야 성공적으로 도입할 수 있다.

MSA를 도입하기 전에는 반드시 기존 시스템의 규모와 요구 사항을 분석하고,

팀의 역량과 운영 전략을 고려한 후 점진적으로 전환하는 접근 방식이 필요하다.

이러한 요소를 고려하여 올바른 설계를 한다면,

MSA는 확장성과 유지보수성을 극대화할 수 있는 강력한 아키텍처가 될 수 있다.

 

 

참고자료

https://velog.io/@tedigom/MSA-%EC%A0%9C%EB%8C%80%EB%A1%9C-%EC%9D%B4%ED%95%B4%ED%95%98%EA%B8%B0-2-MSA-Outer-Architecure

https://mozzi-devlog.tistory.com/34

https://velog.io/@tedigom/MSA-%EC%A0%9C%EB%8C%80%EB%A1%9C-%EC%9D%B4%ED%95%B4%ED%95%98%EA%B8%B0-1-MSA%EC%9D%98-%EA%B8%B0%EB%B3%B8-%EA%B0%9C%EB%85%90-3sk28yrv0e

https://dobby-isfree.tistory.com/235