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마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

마이크로 서비스 아키텍쳐(Micro Service Architecture)는 줄여서 MSA라고 부르며 서비스를 기능별로 작게 쪼개는 서버 아키텍쳐의 디자인 패턴으로, 기본 컨셉은 하나의 서비스는 한가지 일에 초점을 맞춘다는 것입니다. 또 다른 서비스와의 연계는 API로 구현합니다.

마이크로 서비스 아키텍쳐 구현 프로세스는 크게 4단계로 나눌 수 있는데, 구체적인 처리 절차는 다음과 같습니다.

STEP 1. 기능별로 서비스 어플리케이션 구분

마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

STEP 2. 서비스 이미지 개발

– 이때 각각의 서비스 어플리케이션은 수샙, 수백여개의 서비스들로 구성되며, 각 서비스는 적절한 CPI, Memory, I/O리소스를 제공받아야 하고, 배포는 빠르고 효율적이어야 함. 참고로 배포 방법은 서버마다 전체 서비스를 적용하는 방법, 서비스를 VM위에 적용하는 방법, 서비스를 도커 콘테이너 위에 적용하는 방법 등이 있습니다.

– 서버별로 서비스를 적용하면 배포 및 서비스의 시작속도가 빠르다는 장점이 있습니다. 그러나 한 서비스 인스턴스가 CPU와 메모리를 모두 사용하는 문제점이 있습니다.

마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

– 서비스를 VM에 적용하면 서비스별로 고정된 자원을 사용할 수 있고 클라우드 인프라 기능을 활용할 수 있다는 장점이 있습니다. 반면에 의도 해던 기능 외의 다른 VM의 기능은 낭비된다는 단점이 있고, 또 VM 자체를 관리해주어야 하는 오버해드를 가지고 있습니다.

마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

– 마지막으로 서비스를 도커 콘테이너에 적용하는 방법이 있는데, 이는 VM의 장점을 거의 포함하면서 VM 보다는 가볍다는 잇점이 있습니다. 반면에 VM보다는 다소 기능이 떨어 질 수 있습니다.

마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

STEP 3. 클라이언트에서 필요한 서비스 선택

– 실제 서비스 설계시 클라이언트에서 어떤 기능을 필요로 하는지 모델링을 할텐데, 이때 기능에 중복성을 없애면서 통신을 최소 하는 방향으로의 설계가 바람직합니다.

– 최적화 된 클라이언트의 구현 방법으로 API Gateway와 IPC(Inter-process Communiation)의 두가지 방법이 있습니다.

– API Gateway는 내부 시스템 아키텍쳐를 캡슐화 해서 클라이언트에 적합한 API를 제공하는 방식인데, 이는 주로 Netty, Vert.x, Node.js, Nginx와 같은 비동기, 논블로킹 I/O를 지원하는 플랫폼으로 개발됩니다. 또 통신 규격의 다양화로 이중 가장 효율적인 것을 선택할 수 있다는 장점이 있으며, Auto Scaling 및 IP 주소 변경에 유연하게 대응할 수 있다는 장점이 있습니다. 마지막으로 서비스 오류 핸들링을 용이하게 할 수 있다는 장점이 있는데, 넷플릭스의 Hystrix가 바로 그 예입니다.

마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

– IPC(Inter-process Communication)은 서비스-클라이언트, 서비스-서비스간 통신 구현 방식인데, 구현 방법에 따라 동기적(request)/비동기적(message-based) 방식으로 나뉩니다. 주로 HTTP Rest나 Thrift 프로토콜을 많이 사용하며, 서비스 오류 핸들링이 용이하다는 장점이 있습니다.

마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

STEP 4. 인스턴스 선택/관리

– 서비스가 가상화되먄 여러 인스턴스로 실행 시킬 수 있습니다. 이때 Auto Scaling 혹은 장애 등으로 IP 주소가 변화될 수 있습는데, 장애를 막기 위해 서비스 레지스트리에 자신의 상태를 전달합니다. 이때 상태 전달을 hearbeat이라고 호칭합니다.

마이크로 서비스 아키텍쳐 (MSA, Micro Service Architecture)의 장단점 및 구현 방법

 

마이크로 서비스 아키텍쳐의 장점을 요약하면 다음과 같습니다.

  • 빠른 복구
  • Scaling
  • 서비스 확장 용이
  • 대규모 장애 확률 감소
  • 협업 용이

 

반면에 마이크로 서비스 아키텍쳐의 단점은 다음과 같습니다.

  • 복잡함
  • 트렌잭션 관리 어려움
  • 다중 테스트
  • 소규모 장애 확률 증가

 

 

아키텍쳐 패턴이란 – 소프트웨어 디자인 패턴

외국인회사에 있다 보면 개발자 채용시 아키텍쳐 설계 부분도 이야기를 하게 됩니다. 그러면 어떤 어프로치로 소프트웨어를 설계해야 하느냐에 대한 논의를 하게 됩니다.

소프트웨어 개발/설계시 아키텍쳐링을 하다 보니 반복되는 패턴이 나오기 시작했고, 사람들은 이 패턴에 이름을 붙이기 시작했습니다. 즉, 아키텍쳐 패턴(Archiectural Patterns)이라 함은 소프트웨어 디자인 패턴이라고 할 수 있습니다. 참고로 패턴(Pattern)=유형,종류 라고 간주하셔도 될 것 같습니다.

 

아키텍쳐 패턴(Architectural Patterns)은 대략 다음의 10가지 종류가 있습니다.

1. Layered pattern

2. Client-server pattern

3. Master-slave pattern

4. Pipe-filter pattern

5. Broker pattern

6. Peer-to-peer pattern

7. Event-bus pattern

8. Model-view-controller pattern

9. Blackboard pattern

10. Interpreter pattern

 

여기에 하나 빠진것이 있다면 최근 떠오르는 MSA(Micro Service Architecture)가 있을텐데요… 이정도 길이면 학생들 가르킬때 21주짜리 프로그램이 하나 나올법도 하네요.

MVC(Model-view-controller) pattern은 Django, Rails와 같은 웹 어플리케이션 개발에 주로 응용되는 아키텍쳐

MVC(Model-view-controller) 아키텍쳐 패턴(Architectural pattern)은 웹 어플리케이션 개발에 주로 이용되는 아키텍쳐 패턴입니다.

MVC는 다음의  3개 파트로 구성되어져 있습니다.

  • 모델(model) – 기본 함수와 데이터를 포함합니다
  • 뷰(view) – 정보를 사용자에게 보여줍니다. 웹페이지 그 자체를 생각하시면 될 것 같습니다
  • 컨트롤러(controller) – 사용자로부터의 입력을 처리합니다

이 패턴의 기본 아이디어는 UI/연산(모델)/제어를 각각 분리하여 효율화를 하겠다는 것입니다. 실제 서비스 구축시에는 각각의 파트가 서버 인스턴스로 구성되어 퍼포먼스에 따른 서버 리소스 할당을 하여 효율화를 하기도 합니다.

MVC(Model-view-controller) pattern은 Django, Rails와 같은 웹 어플리케이션 개발에 주로 응용되는 아키텍쳐

MVC 아키텍쳐 패턴은 Java, Python, PHP와 같은 주요 프로그래밍 언어로 웹 어플리케이션 아키텍쳐 디자인시 주로 사용되고 있으며, Django나 Rails와 같은 웹 프레임웍(Web frameworks)에서도 사용되고 있습니다.

MVC 아키텍쳐 패턴은 동일한 모델에 대해 여러개의 뷰를 만들 수 있으며, 런타임에 동적으로 연결 및 해제를 할 수 있다는 장점이 있습니다. 그러나 이것이 오히려 복잡성을 증가시키며, 사용자의 행동에 대한 불필요한 업데이트가 많이 발생할 수 있다는 단점 또한 가지고 있습니다.

최근에는 RESTful API (Open API) 기반의 서비스/소프트웨어 개발이  널리 이용되면서 점차 MSA(마이크로 서비스 아키텍쳐; Micro Service Architecture)로 이동하는 추세를 보이고 있습니다.