이제 나도 MSA 전문가: 개념부터 실무까지

모놀리식 아키텍처의 장애 전파 문제는 MSA 도입의 핵심 동기를 명확히 보여주는 중요한 주제입니다.

모놀리식 아키텍처는 초기 개발 단계에서는 단순하고 빠르게 서비스를 구축할 수 있다는 장점을 제공하지만, 시간이 지남에 따라 여러 문제점을 야기합니다. 그 중에서도 가장 심각한 문제점은 바로 장애 격리의 부재입니다. 모놀리식 아키텍처는 모든 기능이 단일 애플리케이션에 통합되어 있기 때문에, 일부 컴포넌트의 장애가 전체 시스템의 장애로 확대될 가능성이 매우 높습니다. 이러한 문제는 서비스의 안정성을 저해하고, 사용자 경험을 악화시키며, 심지어 비즈니스에 큰 손실을 초래할 수 있습니다.

모놀리식 아키텍처에서 하나의 장애가 전체 장애로 이어지는 이유는 ‘모든 것이 하나로 묶여 있기 때문’ 입니다. 좀 더 풀어서 설명하면 다음과 같습니다.

쉽게 말해, 모놀리식 아키텍처는 마치 도미노와 같습니다. 하나의 도미노가 쓰러지면 연쇄적으로 다른 도미노들도 쓰러지듯이, 모놀리식 아키텍처에서는 한 곳의 장애가 전체 시스템의 장애로 이어질 가능성이 매우 높습니다.

• 하나로 연결된 구조: 모놀리식 아키텍처는 마치 하나의 거대한 건물과 같습니다. 모든 방, 모든 시설이 하나의 건물 안에 연결되어 있기 때문에, 한 곳에서 문제가 생기면 건물 전체에 영향을 미칩니다.
• 서로 의존하는 관계: 내부의 모든 기능들이 서로 강하게 연결되어 있어, 한 기능이 고장나면 다른 기능들도 함께 멈추거나 오작동합니다. 마치 기계 부품들이 서로 톱니바퀴처럼 맞물려 돌아가는 것과 같습니다.
• 단 하나의 연결점: 시스템 전체가 하나의 단위로 움직이기 때문에, 단 하나의 장애가 발생하면 전체 시스템이 영향을 받습니다. 마치 전기가 하나의 발전소에서만 공급되는 것과 같습니다.

결론적으로, 모놀리식 아키텍처는 구조적으로 모든 기능이 하나로 묶여 있고, 서로 의존하는 관계를 가지고 있으며, 단 하나의 연결점을 가지고 있기 때문에, 한 곳에서 문제가 생기면 시스템 전체에 영향을 미칠 수밖에 없는 것입니다.

이러한 이유 때문에, 대규모 시스템에서는 모놀리식 아키텍처보다는 마이크로서비스 아키텍처(MSA)와 같이 시스템을 분리하고 독립적으로 운영할 수 있는 구조를 선호하는 것입니다. MSA는 마치 여러 개의 작은 건물이 모여 있는 도시와 같아서, 한 건물에 문제가 생겨도 도시 전체가 마비되지는 않습니다.

모놀리식 아키텍처는 초기 개발 단계에서는 단순하고 빠르게 서비스를 구축할 수 있다는 장점을 제공하지만, 시간이 지남에 따라 여러 문제점을 야기합니다. 그 중에서도 가장 심각한 문제점은 바로 장애 격리의 부재입니다. 모놀리식 아키텍처는 모든 기능이 단일 애플리케이션에 통합되어 있기 때문에, 일부 컴포넌트의 장애가 전체 시스템의 장애로 확대될 가능성이 매우 높습니다. 이러한 문제는 서비스의 안정성을 저해하고, 사용자 경험을 악화시키며, 심지어 비즈니스에 큰 손실을 초래할 수 있습니다.

모놀리식 아키텍처에서 일부 장애가 전체 장애로 확대되는 이유는 크게 세 가지로 요약할 수 있습니다. 첫째, 강한 결합도 (Tight Coupling) 입니다. 모놀리식 애플리케이션 내의 각 컴포넌트는 서로 강하게 연결되어 있으며, 하나의 컴포넌트의 변경이 다른 컴포넌트에 예상치 못한 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 마치 복잡하게 얽힌 실타래와 같아서, 한 곳이 풀리면 전체가 엉키는 것과 같습니다. 따라서, 특정 기능에서 발생한 버그나 오류는 다른 기능으로 쉽게 전파되어 전체 시스템의 기능을 마비시킬 수 있습니다.

둘째, 단일 장애점 (Single Point of Failure) 입니다. 모놀리식 아키텍처는 모든 기능이 단일 프로세스 내에서 실행되므로, 한 곳에 문제가 발생하면 전체 시스템이 멈추게 됩니다. 예를 들어, 데이터베이스 서버에 장애가 발생하면 사용자 인증, 상품 검색, 결제 등 모든 기능이 중단될 수 있습니다. 이는 마치 모든 전기를 하나의 발전소에 의존하는 것과 같아서, 발전소에 문제가 생기면 전체 도시가 정전되는 것과 같습니다.

셋째, 리소스 경합 및 병목 현상입니다. 모놀리식 애플리케이션 내의 모든 컴포넌트는 동일한 프로세스 내에서 실행되므로, 메모리, CPU, 디스크 I/O 등의 시스템 자원을 공유합니다. 특정 기능에서 리소스를 과도하게 사용하면 다른 기능의 성능에 영향을 미치고, 심지어 시스템 전체의 장애를 초래할 수도 있습니다. 이는 마치 여러 사람이 동시에 좁은 길을 지나가려 할 때, 교통 체증이 발생하는 것과 같습니다.

이러한 장애 전파 문제는 서비스의 안정성을 저해할 뿐만 아니라, 비즈니스에도 큰 손실을 초래합니다. 서비스 중단은 사용자의 불만을 야기하고, 사용자 이탈로 이어질 수 있습니다. 또한, 기업의 평판을 저해하고, 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 특히, e-커머스 플랫폼이나 금융 서비스와 같이 서비스 중단에 민감한 분야에서는 장애로 인한 피해가 더욱 클 수밖에 없습니다.

이러한 모놀리식 아키텍처의 문제점을 해결하기 위해 많은 기업들이 MSA로 전환하고 있습니다. MSA는 각 기능을 독립적인 마이크로서비스로 분리하여, 하나의 서비스 장애가 전체 시스템으로 확산되는 것을 방지합니다. 각 서비스는 독립적으로 배포되고 확장될 수 있으며, 서로 다른 기술 스택을 사용할 수도 있습니다. 이러한 유연성은 서비스의 안정성을 높이고, 개발 속도를 향상시키며, 비즈니스 변화에 신속하게 대응할 수 있도록 해줍니다.

모놀리식 아키텍처는 장애 발생 전, 중, 후 모든 단계에서 다양한 문제점을 야기하며, 서비스 안정성과 비즈니스 연속성을 저해합니다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 MSA와 같은 현대적인 아키텍처를 도입하는 것이 중요합니다.

MSA는 각 서비스를 독립적으로 운영하고 장애를 격리함으로써, 시스템 전체의 안정성을 향상시키고 복구 시간을 단축하는 데 기여합니다.

• 장애 발생 전 (Pre-Failure)
  • 코드 복잡성: 시간이 지남에 따라 코드베이스가 거대해지고 복잡해져, 개발자가 시스템 전체를 이해하기 어려워짐. 이는 잠재적인 버그 발생 가능성을 높임.
  • 기술 부채: 오래된 기술 스택에 갇혀 새로운 기술을 도입하기 어려워짐. 이로 인해 시스템 유지보수와 개선이 더욱 어려워짐.
  • 테스트 어려움: 컴포넌트 간의 강한 결합도로 인해 변경 사항이 다른 부분에 미치는 영향을 예측하기 어렵고, 테스트에 많은 시간과 노력이 소요됨.
  • 배포 위험: 모든 변경 사항을 한 번에 배포해야 하므로, 배포 실패 시 전체 시스템에 영향을 미칠 수 있는 위험이 있음.
  • 확장성 제약: 특정 기능의 트래픽 증가 시 전체 시스템을 확장해야 하므로, 리소스 낭비 및 시스템 과부하 위험 증가.

• 장애 발생 중 (During Failure)
  • 장애 전파: 특정 컴포넌트에 발생한 오류가 연쇄적으로 다른 컴포넌트에 영향을 미쳐 전체 시스템으로 확산됨.
  • 단일 장애점: 단일 애플리케이션 구조로 인해, 하나의 컴포넌트 장애가 전체 서비스 중단으로 이어질 수 있음.
  • 리소스 병목: 특정 기능의 과부하가 다른 기능에도 영향을 미쳐 시스템 전체 성능 저하를 유발함.
  • 원인 분석 어려움: 복잡한 시스템 구조로 인해 장애 원인을 빠르게 파악하기 어려워짐.
  • 제한적 복구: 특정 기능만 분리하여 복구하는 것이 어려워, 전체 시스템 재시작 또는 복구에 많은 시간이 소요됨.

• 장애 발생 후 (Post-Failure)
  • 느린 복구: 전체 시스템을 복구해야 하므로 장애 복구 시간이 길어지고, 서비스 가용성이 저하됨.
  • 원인 분석 복잡: 장애의 원인을 찾고 재발을 방지하기 위해 전체 시스템을 분석해야 하므로 많은 시간과 노력이 필요함.
  • 재발 가능성: 복잡한 시스템과 강한 결합도로 인해 장애가 반복적으로 발생할 가능성이 높음.
  • 개발 지연: 장애 복구에 많은 리소스가 투입되어 새로운 기능 개발이 지연됨.
  • 유지보수 비용 증가: 시스템 복잡성으로 인해 유지보수 비용이 증가하고, 장애 발생 시 추가적인 비용 부담이 발생함.

모놀리식 아키텍처에서 작은 장애가 시스템 전체의 중단으로 이어질 수 있다는 것을 명확히 보여줍니다.

특히 장애 발생 시 복구 시간은 서비스 신뢰성에 매우 중요한 부분인데, 단일 애플리케이션 구조에서는 복구 시간이 길어질 가능성이 높습니다.

MSA는 서비스들을 독립적인 단위로 분리함으로써 모놀리식 아키텍처의 장애 전파 문제를 해결합니다. 각 서비스는 자체적인 데이터베이스와 리소스를 가지며, 독립적으로 배포되고 확장될 수 있습니다. 이러한 구조는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 장애 격리: MSA에서는 특정 서비스에 장애가 발생하더라도, 다른 서비스에는 영향을 미치지 않습니다. 각 서비스가 격리되어 있기 때문에 장애의 범위가 제한되며, 전체 시스템의 안정성을 유지할 수 있습니다. 이는 모놀리식 아키텍처와 대비되는 중요한 특징입니다.
• 유연한 확장: 각 서비스는 독립적으로 확장될 수 있습니다. 특정 서비스의 트래픽이 증가하면 해당 서비스만 확장하여 리소스를 효율적으로 사용할 수 있습니다. 이는 성능 병목 현상을 완화하고 사용자 경험을 개선하는 데 기여합니다.
• 기술 다양성: MSA에서는 각 서비스마다 최적의 기술 스택을 선택할 수 있습니다. 이는 개발 유연성을 높이고, 새로운 기술을 쉽게 도입할 수 있도록 돕습니다. 기술적인 선택의 유연성은 개발 팀의 생산성과 만족도를 향상시킵니다.
• 빠른 배포: 각 서비스가 독립적으로 배포될 수 있기 때문에, 배포 시간을 단축하고 새로운 기능을 빠르게 제공할 수 있습니다. 이는 비즈니스 변화에 신속하게 대응하고, 경쟁력을 유지하는 데 도움이 됩니다.