이제 나도 MSA 전문가: 개념부터 실무까지

MSA 환경에서 서비스 간 통신은 시스템 전체의 안정성과 성능을 좌우하는 매우 중요한 요소이며, 이러한 통신을 효율적으로 관리하기 위한 핵심 기술 중 하나가 바로 RESTful API입니다.

RESTful API는 MSA 환경에서 서비스 간 통신을 위한 필수적인 요소이며, 서비스 발견, 데이터 교환, 느슨한 결합, 확장성, 기술 다양성 등 다양한 측면에서 중요한 역할을 수행합니다. RESTful API의 올바른 설계와 구현은 MSA 시스템의 성공을 결정짓는 핵심 요소이며, 각 서비스는 API를 통해 다른 서비스와 협력하고, 전체 시스템의 기능을 구현해야 합니다. 따라서 MSA를 구축할 때 RESTful API에 대한 깊이 있는 이해와 함께 API를 잘 설계하는 것이 중요합니다.

RESTful API는 웹 표준인 HTTP 프로토콜을 기반으로 설계된 API 스타일입니다. HTTP 메서드(GET, POST, PUT, DELETE 등)와 리소스(URI)를 활용하여 서비스 간 통신을 정의하므로, 각 서비스는 명확한 인터페이스를 통해 데이터를 주고받을 수 있습니다. 이러한 표준화된 접근 방식은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• 표준화 및 상호 운용성: RESTful API는 웹 서비스 개발의 사실상 표준으로 자리 잡았습니다. 풍부한 자료와 활발한 커뮤니티 지원을 받을 수 있으며, 다양한 도구와 라이브러리를 활용하여 개발 효율성을 극대화할 수 있습니다. 특히 MSA 환경은 다양한 기술 스택을 사용하는 서비스들이 혼재하는 경우가 많습니다. RESTful API의 표준화된 특성은 이러한 이기종 환경에서도 서비스 간 원활한 통신을 보장합니다. 각 서비스는 자신에게 익숙한 기술 스택을 사용하여 API를 구현하고, 다른 서비스와는 HTTP를 통해 상호 작용할 수 있습니다.

• 확장성 및 느슨한 결합: RESTful API는 서비스 간의 느슨한 결합(Loose Coupling)을 가능하게 합니다. MSA의 핵심 가치는 독립적인 서비스의 유연성과 확장성에 있습니다. RESTful API는 서비스 간의 결합도를 낮추어 MSA의 핵심 원칙을 효과적으로 구현할 수 있도록 지원합니다. 각 서비스는 필요에 따라 독립적으로 확장하거나 변경할 수 있으며, 이는 전체 시스템의 확장성과 유연성을 높입니다. 서비스의 독립성은 개발팀의 자율성을 높이고, 새로운 기술을 도입하는 데도 유연성을 제공합니다. 각 팀은 자신에게 가장 적합한 기술을 사용하여 서비스를 개발하고, 필요에 따라 다른 팀과 협업할 수 있습니다.

• 재사용성 및 개발 생산성: HTTP 프로토콜은 웹 개발의 핵심 기술이므로, 대부분의 프로그래밍 언어와 프레임워크에서 RESTful API를 쉽게 구현할 수 있습니다. 이는 개발 생산성을 높이고, 다양한 기술 스택을 사용하는 환경에서도 일관된 API를 유지하는 데 도움이 됩니다. 잘 설계된 RESTful API는 다양한 클라이언트에서 재사용될 수 있습니다. 예를 들어, 모바일 앱과 웹 브라우저에서 동일한 API를 사용하여 데이터를 가져올 수 있습니다. 이는 개발 생산성을 높이고, 중복된 코드를 작성하는 것을 방지합니다. API 재사용성은 개발 비용을 절감하고, 개발 시간을 단축하며, 전체 시스템의 일관성을 유지하는 데도 기여합니다.

• 유지보수성 및 관리 용이성: RESTful API는 서비스 단위로 분리되어 있어, 유지보수를 용이하게 하고, 문제 발생 시 빠르게 복구할 수 있도록 도와줍니다. MSA 환경에서는 많은 서비스들이 동시에 운영되므로, 유지보수성이 매우 중요합니다. 독립적인 서비스는 특정 서비스에 문제가 발생하더라도, 다른 서비스에 영향을 주지 않으므로, 시스템의 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 또한, 서비스의 업데이트나 배포를 할 때도 시스템 전체를 중단하지 않고 부분적으로 적용할 수 있습니다.

• 학습 용이성 및 개발자 친화성: RESTful API는 HTTP 프로토콜의 기본적인 원리를 따르기 때문에, 개발자들이 쉽게 이해하고 사용할 수 있습니다. 각 메서드가 수행하는 동작과 URI가 의미하는 리소스가 명확하게 정의되어 있어, API를 처음 접하는 개발자도 빠르게 적응할 수 있습니다. MSA는 여러 팀이 협업하여 개발하는 경우가 많으므로, 개발자들이 쉽게 이해하고 사용할 수 있는 API가 필요합니다. RESTful API는 개발자 친화적인 설계로 MSA 환경의 개발 생산성을 높입니다. 다양한 개발 도구와 라이브러리들이 RESTful API를 지원하므로, 개발자들이 API를 쉽게 개발하고 테스트할 수 있습니다.

REST는 로이 필딩의 박사 학위 논문에서 처음 제시된 개념으로, 웹의 성공적인 설계 원칙을 일반화하여 아키텍처 스타일로 정립되었습니다. 필딩은 REST의 특징을 도출하기 위해 다양한 아키텍처 스타일에 제약 조건을 추가하면서 발생하는 변화를 분석하였습니다. 이러한 과정을 통해 REST는 웹의 기존 기술을 활용하여 클라이언트와 서버 간의 통신을 최적화하는 아키텍처 스타일로 자리 잡았습니다. REST는 웹의 성공적인 설계 원칙을 일반화하여, 다양한 네트워크 기반 소프트웨어 아키텍처에 적용할 수 있는 유연한 스타일을 제공합니다.

RESTful API는 다음과 같은 기본 원칙을 준수합니다.

1. 클라이언트-서버 구조 (Client-Server): 클라이언트와 서버는 독립적으로 발전할 수 있도록 명확하게 분리됩니다. 클라이언트는 사용자 인터페이스를 담당하고, 서버는 데이터와 비즈니스 로직을 처리합니다. MSA는 서비스 간의 독립성을 최우선으로 합니다. 클라이언트-서버 제약 조건은 각 마이크로서비스가 독립적으로 개발, 배포, 확장될 수 있도록 지원합니다. 각 서비스는 특정 기능을 담당하며, API를 통해 다른 서비스와 통신합니다. 이는 MSA의 본질적인 특징인 느슨한 결합 (Loose Coupling)을 가능하게 합니다. 또한, 각 팀이 자신의 서비스에 집중하여 개발 생산성을 향상시키고 서비스 간의 기술 스택 다양성을 확보할 수 있게 합니다.

2. 무상태성 (Stateless): 서버는 클라이언트의 이전 요청에 대한 정보를 저장하지 않습니다. 모든 요청은 독립적으로 처리되며, 클라이언트는 필요한 모든 정보를 요청에 포함해야 합니다. MSA 환경에서 무상태성은 서비스의 탄력성 (Resiliency)을 높입니다. 서비스가 다운되더라도, 다른 서비스에 영향을 주지 않고 빠르게 복구할 수 있습니다. 또한, 각 서비스는 독립적으로 여러 인스턴스로 확장될 수 있으며, 이는 시스템의 전체적인 가용성과 확장성을 향상시킵니다. 각 요청이 독립적으로 처리되므로, 서비스 간의 복잡한 의존성을 줄여 시스템을 단순화하고 이해하기 쉽게 만듭니다.

3. 캐시 가능성 (Cacheable): 응답 데이터는 캐싱을 통해 효율성을 높일 수 있습니다. 캐싱 전략은 API 성능을 향상시키고 불필요한 서버 부하를 줄이는 데 중요합니다. MSA 환경에서는 서비스 간의 통신이 빈번하게 발생하므로, 캐싱은 성능 향상에 매우 중요합니다. API Gateway나 CDN(Content Delivery Network)을 활용하여 응답을 캐시함으로써 네트워크 지연을 줄이고, 서비스의 응답 시간을 단축할 수 있습니다. 이는 사용자 경험을 개선하고, 전체 시스템의 성능을 향상시키는 데 기여합니다. 특히 읽기 위주의 API는 캐싱을 통해 성능 병목 현상을 완화할 수 있습니다.

4. 균일한 인터페이스 (Uniform Interface): 균일한 인터페이스는 MSA 환경에서 서비스 간의 상호 운용성을 높입니다. RESTful API는 표준화된 HTTP 메서드와 데이터 형식(JSON, XML 등)을 사용하므로, 다양한 기술 스택을 사용하는 서비스 간에도 원활하게 통신할 수 있습니다. 이는 MSA 환경에서 다중 팀 협업을 효율적으로 만들고, 서비스 통합을 단순화합니다. 특히, 하이퍼미디어 구동 (Hypermedia as the Engine of Application State, HATEOAS): 서버는 클라이언트가 다음 액션을 수행할 수 있도록 하이퍼링크를 포함한 응답을 반환해야 합니다. 이를 통해 클라이언트는 API의 구조를 이해하고, 동적으로 API를 탐색할 수 있습니다.

5. 계층화 시스템 (Layered System): 시스템은 여러 계층으로 구성될 수 있으며, 각 계층은 하위 계층의 구현을 숨깁니다. 클라이언트는 서버의 여러 계층에 직접 연결하는 것이 아니라, 중간 계층을 통해 통신해야 합니다. MSA에서 API Gateway, 로드 밸런서, CDN 등의 다양한 계층을 도입하는 것이 일반적입니다. 이러한 계층은 보안, 모니터링, 성능 향상 등 다양한 목적을 위해 사용됩니다. 계층화 시스템은 각 계층의 역할을 분리하고, 복잡한 시스템을 관리하기 쉽게 만들어 줍니다. 예를 들어, API Gateway는 클라이언트 요청을 라우팅하고 인증/인가를 처리하며, 로드 밸런서는 서비스 인스턴스 간의 트래픽을 분산시킵니다.

6. 코드 온 디맨드 (Code on Demand, 선택 사항): 서버가 클라이언트에게 실행 가능한 코드를 전송할 수 있습니다. 예를 들어, 클라이언트가 새로운 기능을 지원하기 위해 서버에서 JavaScript 코드를 다운로드하여 실행할 수 있습니다.MSA 환경에서 클라이언트 기능을 확장하는 데 유용하게 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 사용자 인터페이스를 업데이트하거나 새로운 UI 컴포넌트를 추가하는 데 사용할 수 있습니다. 하지만, 코드 온 디맨드는 클라이언트 보안에 주의해야 하며, 신뢰할 수 있는 출처의 코드만 사용해야 합니다.

단순히 HTTP 메서드를 사용하는 것을 넘어, 효율적이고 사용하기 쉬운 API를 설계하기 위해서는 세심한 고려와 계획이 필요합니다. 실제 개발 환경에서 RESTful API 설계 시에는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.

• 리소스 중심 설계:  API 설계의 핵심은 리소스(Resource)를 중심으로 사고하는 것입니다. 리소스는 정보의 추상화된 형태로, 데이터베이스의 테이블과 같은 물리적인 엔티티일 수도 있고, 추상적인 개념일 수도 있습니다. 각 리소스는 고유한 URI로 표현되어야 하며, URI는 리소스를 식별하고 접근하는 데 사용됩니다. URI는 계층 구조를 가질 수 있으며, 이를 통해 리소스 간의 관계를 표현할 수 있습니다.

• • 리소스 관계 정의: 리소스 간의 관계(일대일, 일대다, 다대다 등)를 명확하게 정의하고, URI를 통해 이러한 관계를 표현해야 합니다. 예를 들어, /users/{userId}/posts와 같이 사용자 리소스와 게시물 리소스 간의 관계를 나타낼 수 있습니다.

• • 복수형 사용: 리소스 이름은 복수형으로 사용하는 것이 일반적입니다. 예를 들어, /users, /products와 같이 복수형을 사용하여 컬렉션을 나타내는 것이 좋습니다.

• • CRUD(Create, Read, Update, Delete) 작업 매핑: 리소스에 대한 CRUD 작업을 HTTP 메서드에 매핑하여 API 동작을 명확하게 정의해야 합니다.

• • 필터링, 정렬, 페이지네이션: 대량의 리소스를 반환하는 경우, 필터링, 정렬, 페이지네이션 기능을 제공하여 API 사용성을 높여야 합니다. 쿼리 파라미터를 사용하여 이러한 기능을 구현할 수 있습니다.

• 적절한 HTTP 메서드 사용: HTTP 메서드는 API의 동작을 정의하는 핵심 요소입니다. 각 메서드는 특정한 의미를 가지며, API 설계 시 이러한 의미를 정확하게 이해하고 준수해야 합니다. GET은 리소스를 조회하고, POST는 새로운 리소스를 생성하며, PUT은 기존 리소스를 수정하고, DELETE는 리소스를 삭제하는 데 사용해야 합니다.

• • 멱등성 (Idempotency): GET, PUT, DELETE 메서드는 멱등성을 가져야 합니다. 즉, 동일한 요청을 여러 번 보내도 결과가 같아야 합니다. 이는 API의 신뢰성과 예측 가능성을 높여줍니다.

• • PATCH 메서드: PUT 메서드가 리소스 전체를 수정하는 데 사용되는 반면, PATCH 메서드는 리소스의 일부만 수정하는 데 사용할 수 있습니다. 리소스 부분 업데이트가 필요할 때 PATCH 메서드를 활용하면 효율성을 높일 수 있습니다.

• • 메서드 선택의 일관성: API 전체에서 일관된 규칙을 적용하여 HTTP 메서드를 선택해야 합니다. 예를 들어, 특정 리소스의 생성에는 항상 POST 메서드를 사용하는 규칙을 따르는 것이 좋습니다.

• • 메서드 오버라이딩: 일부 클라이언트 환경에서는 HTTP 메서드를 직접 지원하지 않는 경우가 있습니다. 이때 HTTP 헤더를 사용하여 메서드를 오버라이딩하는 방법을 제공할 수 있습니다. (예: X-HTTP-Method-Override)

• 명확한 응답 코드: HTTP 상태 코드는 API 요청의 결과를 클라이언트에게 전달하는 중요한 메커니즘입니다. 클라이언트는 상태 코드를 통해 요청이 성공했는지, 오류가 발생했는지, 어떤 종류의 오류인지 등을 파악할 수 있습니다. 정확하고 표준화된 상태 코드 사용은 API의 사용성과 디버깅 효율성을 높여줍니다.

• • 상태 코드 범위: 2xx(성공), 3xx(리다이렉션), 4xx(클라이언트 오류), 5xx(서버 오류) 등 다양한 상태 코드 범위를 적절하게 활용해야 합니다. 각 상태 코드의 의미를 정확히 이해하고, 상황에 맞게 선택해야 합니다.

• • 상세 오류 메시지: 4xx, 5xx 오류 발생 시, 클라이언트가 문제를 쉽게 파악하고 해결할 수 있도록 상세한 오류 메시지를 제공해야 합니다. 오류 메시지는 오류 코드, 오류 원인, 해결 방법 등을 포함할 수 있습니다.

• • 표준 오류 응답 형식: 오류 응답은 일관된 형식을 가져야 합니다. 예를 들어, JSON 형식으로 오류 코드, 메시지, 상세 정보 등을 포함하는 것이 일반적입니다.

• • 커스텀 상태 코드: 표준 상태 코드로 표현하기 어려운 특정 비즈니스 규칙에 대한 오류를 나타내기 위해 커스텀 상태 코드를 사용할 수 있습니다. 하지만 남용은 피해야 합니다.

• 데이터 형식: API에서 주고받는 데이터 형식은 API의 효율성과 사용성에 큰 영향을 미칩니다. JSON은 가볍고 사람이 읽기 쉬우며, 다양한 환경에서 널리 사용되므로 RESTful API에서 가장 일반적으로 사용되는 데이터 형식입니다. XML도 여전히 사용되지만, JSON에 비해 복잡하고 장황한 경향이 있습니다.

• • 콘텐츠 협상 (Content Negotiation): 클라이언트가 요청 헤더에 Accept 헤더를 사용하여 원하는 데이터 형식을 지정할 수 있어야 합니다. 서버는 클라이언트가 요청한 데이터 형식을 제공하거나, 지원하는 형식을 응답해야 합니다.

• • 데이터 압축: 응답 데이터의 크기를 줄이기 위해 압축(gzip 등)을 사용할 수 있습니다. 이는 네트워크 트래픽을 줄이고 API 성능을 향상시킵니다.

• • 데이터 모델링: API에서 사용하는 데이터 모델을 명확하게 정의하고, 변경에 유연하게 대응할 수 있도록 해야 합니다.

• • 스키마 정의: OpenAPI Specification (Swagger)와 같은 스키마 정의 도구를 사용하여 API의 데이터 형식을 명확하게 정의하고, API 문서를 자동으로 생성할 수 있습니다.

• API 문서화: API 문서는 API 사용자가 API를 이해하고 사용하는 데 필수적인 요소입니다. 문서화가 잘 되어 있어야 API 사용자는 쉽게 API를 탐색하고, 다양한 기능을 활용할 수 있습니다. API 문서는 API의 기능, 사용법, 파라미터, 응답 형식 등을 명확하고 상세하게 설명해야 합니다.

• • 자동 문서화 도구: Swagger UI, ReDoc, Postman 등과 같은 자동 문서화 도구를 사용하여 API 문서를 자동으로 생성하고 관리하는 것이 효율적입니다.

• • 문서 업데이트: API가 변경될 때마다 문서를 즉시 업데이트해야 합니다. 문서와 실제 API가 일치하지 않으면 API 사용에 혼란을 초래할 수 있습니다.

• • 예제 코드: API 사용자가 API를 쉽게 사용할 수 있도록 예제 코드를 제공해야 합니다. 다양한 언어로 예제 코드를 제공하면 API 사용성을 높일 수 있습니다.

• • 인터랙티브 문서: API 문서를 인터랙티브하게 만들어서 API 사용자가 문서를 보면서 바로 API 요청을 해볼 수 있도록 하는 것이 좋습니다.

• • 접근성: API 문서는 접근성이 좋아야 합니다. 다양한 디바이스에서 문서를 쉽게 읽고 탐색할 수 있어야 합니다.

• 오버헤드 및 성능 문제: MSA 환경에서는 서비스 간의 통신이 빈번하게 발생하므로, 네트워크 오버헤드는 더욱 심각한 문제가 될 수 있습니다. 과도한 네트워크 트래픽은 시스템의 전반적인 성능을 저하시키고, 사용자 경험에 악영향을 미칠 수 있습니다.

• • 데이터 압축: 응답 데이터의 크기를 줄이기 위해 gzip과 같은 압축 기술을 사용할 수 있습니다.

• • 캐싱: API 응답을 캐싱하여 네트워크 트래픽을 줄이고, 응답 시간을 단축할 수 있습니다.

• • Bulk API: 여러 리소스를 한 번에 요청하는 Bulk API를 설계하여 네트워크 호출 횟수를 줄일 수 있습니다.

• • GraphQL: RESTful API의 단점을 극복하기 위해 GraphQL과 같은 기술을 고려해 볼 수도 있습니다. GraphQL은 클라이언트가 필요한 데이터만 요청할 수 있도록 해줍니다.

• 복잡성 관리의 어려움: MSA 환경에서 API 관리를 소홀히 하면, 시스템 전체의 복잡성이 증가하고 유지보수가 어려워질 수 있습니다. API 변경에 따른 영향도를 파악하기 어려워지거나, 서비스 간의 통신 장애가 발생할 수도 있습니다.

• • API Gateway: API Gateway를 사용하여 API를 중앙에서 관리하고, 보안, 인증, 로깅, 모니터링 등의 기능을 제공할 수 있습니다.

• • API Management Platform: API 관리 플랫폼을 활용하여 API를 체계적으로 관리하고, API 문서, 분석, 사용자 관리 등의 기능을 제공할 수 있습니다.

• • API 설계 가이드라인: 일관된 API 설계를 위해 팀 내에서 API 설계 가이드라인을 만들고, 이를 준수하도록 해야 합니다.

• 보안 취약점: MSA 환경에서는 다양한 서비스들이 API를 통해 상호 작용하므로, API 보안을 더욱 강화해야 합니다. 특정 서비스의 보안 취약점이 전체 시스템의 보안 위협으로 이어질 수 있습니다.

• • OAuth 2.0: OAuth 2.0과 같은 표준 인증 프로토콜을 사용하여 API 접근을 제어해야 합니다.

• • API Key: API Key를 사용하여 API 사용자를 식별하고, 접근 권한을 관리할 수 있습니다.

• • HTTPS: 모든 API 통신은 HTTPS를 사용하여 암호화해야 합니다.

• • 데이터 암호화: 민감한 데이터는 암호화하여 저장하고 전송해야 합니다.

• • 입력 유효성 검증: API 입력 값에 대한 유효성 검증을 수행하여 SQL 인젝션, 크로스 사이트 스크립팅 등 다양한 보안 공격을 방어해야 합니다.

MSA 환경에서 RESTful API는 선택 사항이 아니라 필수적인 요소입니다. RESTful API가 없다면 서비스 간의 원활한 통신이 불가능하며, MSA의 장점을 제대로 활용할 수 없습니다. 다른 통신 방식도 존재하지만 RESTful API가 가지는 이해하기 쉽고 구현하기 쉬운 장점으로 인해 MSA 환경에서 가장 널리 사용되는 표준 API 입니다.