이제 나도 MSA 전문가: 개념부터 실무까지

CI/CD 파이프라인 구축은 현대 소프트웨어 개발에서 필수적인 요소로 자리 잡았습니다. 특히 마이크로서비스 아키텍처(MSA) 환경에서는 빠르고 안정적인 배포가 중요하기 때문에, CI/CD 파이프라인의 도입은 선택이 아니라 필수라고 할 수 있습니다.

CI(Continuous Integration, 지속적 통합)와 CD(Continuous Delivery/Deployment, 지속적 제공/배포)는 소프트웨어 개발과 운영의 경계를 허물고, 코드 변경이 신속하면서도 안전하게 배포될 수 있도록 돕는 핵심 개념입니다. CI/CD의 개념 자체는 애자일(Agile) 방법론과 데브옵스(DevOps) 철학과도 밀접하게 연결되어 있으며, 지속적인 코드 통합과 자동화된 테스트, 그리고 안정적인 배포를 통해 빠른 피드백 루프를 형성합니다.

소프트웨어 개발을 하다 보면, 개발자가 작성한 코드가 실제 사용자에게 전달되기까지 여러 단계를 거친다. 코드를 작성하고, 테스트하고, 빌드하고, 배포하는 과정이 반복되는데, 이 과정이 복잡하고 시간이 많이 걸린다면 개발 속도가 느려지고 서비스 품질에도 문제가 생길 수 있다. 이를 해결하기 위해 등장한 개념이 바로 ‘CI(Continuous Integration, 지속적 통합)’와 ‘CD(Continuous Delivery/Continuous Deployment, 지속적 제공/지속적 배포)’이다.

CI는 개발자가 변경한 코드를 자동으로 통합하고 빌드하는 과정이고, CD는 그 빌드된 애플리케이션을 자동으로 배포하는 과정입니다. 즉 CI는 코드 변경을 자동으로 통합하고 테스트하는 과정이며, CD는 그 코드가 실제로 사용자에게 배포되도록 자동화하는 과정입니다.

개발자가 새로운 기능을 추가하고 싶다면, 먼저 자신의 로컬 환경에서 코드를 작성하고, 테스트한 후 저장소(Git 등)에 업로드할 것이다. 하지만 여러 개발자가 동시에 작업하면, 각자의 코드가 서로 충돌할 가능성이 높아진다. 과거에는 개발자들이 한꺼번에 코드를 병합(merge)하고 테스트하는 방식이 일반적이었다. 하지만 이 방법은 코드 충돌이 자주 발생하고, 오류를 발견하는 시점이 늦어지는 문제가 있었다. 만약 여러 기능이 한꺼번에 병합된 후 오류가 발생한다면, 어느 부분에서 문제가 생겼는지 찾기가 매우 어려워진다.

이러한 문제를 해결하기 위해 CI(지속적 통합)가 등장했다. CI는 개발자가 작성한 코드를 자주, 그리고 자동으로 통합하는 방식이다. 코드가 변경될 때마다 자동으로 빌드(Build)하고 테스트를 수행하여, 코드가 문제없이 작동하는지 미리 확인한다.

예를 들어, 개발자가 새로운 기능을 추가하고 저장소에 코드를 올리면, ‘CI 시스템(Jenkins, GitHub Actions 등)’이 이를 감지하고 자동으로 빌드와 테스트를 실행한다. 만약 오류가 발견되면 즉시 개발자에게 알림이 가고, 오류를 수정한 후 다시 코드를 업로드하면 된다. 이런 식으로 코드를 자주 통합하면, 코드 충돌을 최소화하고 문제를 조기에 발견할 수 있어 개발 속도가 훨씬 빨라진다.

CI를 통해 코드가 문제없이 병합되었으면, 이제 이 코드를 실제 서비스에 배포해야 한다. 여기서 ‘CD(Continuous Delivery/Continuous Deployment)’가 중요한 역할을 한다. CD는 크게 두 가지 방식으로 나뉜다.

1. 지속적 제공(Continuous Delivery)

지속적 제공은 코드를 언제든지 배포할 수 있는 상태로 유지하는 것을 목표로 한다.CI 과정이 끝난 코드가 자동으로 스테이징 환경(운영 환경과 유사한 테스트 환경)에 배포되고, 운영팀이 이를 최종적으로 확인한 후 배포 여부를 결정한다.즉, 최종 배포만 사람이 수동으로 결정하고, 그 전 과정은 모두 자동화되어 있다. 만약 운영팀이 승인을 내리면, 즉시 운영 환경에 배포할 수 있다.

2. 지속적 배포(Continuous Deployment)

지속적 배포는 지속적 제공보다 한 단계 더 나아간 개념으로, 운영팀의 개입 없이 코드가 자동으로 배포되는 방식이다.코드가 변경되면 CI를 거쳐 테스트가 자동으로 실행되고, 테스트가 통과되면 바로 운영 환경에 배포된다.예를 들어, 넷플릭스(Netflix)나 페이스북(Facebook) 같은 대형 IT 기업에서는 하루에도 여러 번 새로운 기능을 배포해야 한다. 이런 경우, 사람이 일일이 배포를 승인하는 것은 비효율적이다. 따라서 지속적 배포 방식을 채택하여, 코드가 안정성을 확인받으면 자동으로 사용자들에게 배포되도록 설정한다. 지속적 배포를 적용하면 개발 속도가 매우 빨라지고, 새로운 기능을 빠르게 제공할 수 있다. 하지만 만약 버그가 포함된 코드가 배포된다면 사용자에게 직접 영향을 미칠 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 자동화된 테스트와 롤백(되돌리기) 시스템이 필수적으로 필요하다.

CI/CD의 개념은 1990년대 후반, 켄트 벡(Kent Beck)과 같은 소프트웨어 공학자들이 익스트림 프로그래밍(XP, Extreme Programming)에서 지속적 통합(CI)의 개념을 강조하면서 처음 등장했습니다. 이후 마틴 파울러(Martin Fowler)가 이를 체계적으로 정리하며, CI의 중요성이 개발자들 사이에서 널리 퍼지게 되었습니다. 이후 2010년대 초반 데브옵스(DevOps) 문화가 확산되면서 CI/CD는 더욱 정교해졌고, 현대의 클라우드 네이티브 환경에서는 필수적인 요소로 자리 잡았습니다.

MSA 환경에서는 각 서비스가 독립적으로 배포될 수 있어야 하며, 이를 위해서는 자동화된 CI/CD 파이프라인이 반드시 필요합니다. 만약 CI/CD 파이프라인이 없다면 다음과 같은 문제들이 발생할 수 있습니다.

• 수작업 배포로 인한 오류 증가: 수동으로 빌드하고 배포하는 과정에서 사람의 실수로 인해 오류가 발생할 가능성이 높아집니다.
• 배포 주기의 지연: 지속적인 통합과 배포가 이루어지지 않으면 새로운 기능을 배포하는 데 시간이 오래 걸리고, 이는 비즈니스 경쟁력 저하로 이어질 수 있습니다.
• 일관되지 않은 테스트 환경: CI/CD 파이프라인이 없다면 각 개발자가 개별적으로 테스트를 수행하게 되어, 환경별로 결과가 다를 수 있습니다.

CI/CD 파이프라인은 이러한 CI와 CD 과정을 연결하여, 코드 변경 사항이 발생하면 자동으로 빌드, 테스트, 배포가 이루어지도록 하는 자동화된 시스템입니다. 이러한 시스템을 통해 개발자들은 더 빠르고 효율적으로 소프트웨어를 개발하고 배포할 수 있으며, 사용자에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있게 됩니다.

MSA는 여러 개의 작은 서비스로 구성되어 있기 때문에, 각 서비스의 변경 사항을 개별적으로 배포하고 관리해야 합니다. 수동으로 이러한 작업을 처리하는 것은 매우 어렵고 시간이 많이 소요되며, 휴먼 에러 발생 가능성도 높습니다.

만약 CI/CD 파이프라인이 없다면, 개발자들은 변경 사항을 수동으로 빌드하고 테스트해야 하며, 배포 과정에서 많은 시간과 노력을 소모하게 됩니다. 또한, 변경 사항을 통합하고 테스트하는 과정에서 충돌이 발생할 가능성이 높으며, 배포 과정에서 오류가 발생할 가능성도 높아집니다. 이는 개발 생산성을 저하시키고, 서비스 품질을 낮추는 원인이 될 수 있습니다.

자동화된 CI/CD 파이프라인을 구축하면 MSA 환경에서 빠른 배포와 지속적인 서비스 개선이 가능해집니다. 서비스가 변경될 때마다 자동으로 빌드, 테스트, 배포가 이루어지므로 개발자들은 새로운 기능을 빠르게 제공하고, 운영팀은 안정적인 서비스를 유지할 수 있습니다. 특히 블루-그린 배포(Blue-Green Deployment), ‘카나리아 배포(Canary Deployment)’와 같은 전략을 CI/CD 파이프라인과 결합하면, 최소한의 다운타임으로 안정적인 운영이 가능합니다.

CI/CD 파이프라인 구축에는 다양한 도구와 방법론이 사용됩니다. 널리 사용되는 CI/CD 도구로는 Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions 등이 있습니다.

• Jenkins: 오픈 소스 CI/CD 도구로, 다양한 플러그인을 통해 확장성이 뛰어나고, 사용자 정의 파이프라인을 구축하는 데 유연성이 높습니다.
• GitLab CI: GitLab에 내장된 CI/CD 도구로, GitLab 저장소와 연동하여 편리하게 파이프라인을 구축할 수 있습니다.
• GitHub Actions: GitHub에 내장된 CI/CD 도구로, GitHub 저장소와 연동하여 간단하게 파이프라인을 구축할 수 있으며, 다양한 액션을 활용하여 자동화 워크플로우를 정의할 수 있습니다.

이외에도 CNCF(Cloud Native Computing Foundation)에서는 ArgoCD, Flux와 같은 GitOps 기반의 배포 솔루션을 제공하여, CI/CD 파이프라인을 더욱 효율적으로 운영할 수 있도록 지원합니다.

이러한 도구들을 활용하여, 코드 저장소에 변경 사항이 푸시되면 자동으로 빌드, 테스트, 배포가 이루어지도록 파이프라인을 구성할 수 있습니다. 또한, 다양한 테스트 프레임워크를 활용하여 자동화된 테스트를 수행하고, 배포 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 예측하고 해결할 수 있습니다.

자동화된 CI/CD 파이프라인은 MSA 환경에서 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 배포 속도 향상: 자동화된 파이프라인은 빌드, 테스트, 배포 과정을 자동화하여, 개발자들이 변경 사항을 빠르게 배포할 수 있도록 해줍니다.
• 배포 안정성 향상: 자동화된 테스트를 통해 잠재적인 문제를 조기에 발견하고 해결할 수 있으며, 배포 과정에서 발생할 수 있는 위험을 최소화할 수 있습니다.
• 개발 생산성 향상: 개발자들은 반복적인 작업에서 벗어나, 핵심 개발 업무에 집중할 수 있게 됩니다.
• 지속적인 서비스 개선: 변경 사항을 빠르게 배포하고, 사용자 피드백을 빠르게 반영함으로써, 지속적으로 서비스를 개선할 수 있습니다.

다음 섹션에서는 널리 사용되는 CI/CD 도구인 Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions의 특징을 비교 분석하고, 각 도구를 활용하여 자동화된 파이프라인을 구축하는 방법을 상세하게 설명하겠습니다. 또한, 자동 빌드, 테스트, 배포 과정을 자동화하는 방법과, 배포 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 예측하고 대처하는 방법들을 구체적인 예시와 함께 제시할 예정입니다.