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Session Cluster

확장성과 안정성을 극대화! Kubernetes 기반 세션 클러스터링 – 지속적인 사용자 연결을 위한 최적의 솔루션

Kubernetes 환경에서 Session Cluster를 통한 세션 관리 최적화

현대의 클라우드 네이티브 환경에서는 애플리케이션이 컨테이너화되고 Kubernetes(K8s) 기반으로 배포되면서, 고가용성과 확장성을 보장하는 것이 핵심 과제가 되었습니다. 특히 사용자의 지속적인 연결(Session Persistence)을 유지하는 것은 웹 애플리케이션, API 서비스, 마이크로서비스 아키텍처에서 매우 중요한 요소입니다.

하지만 Kubernetes 환경에서는 Pod가 동적으로 생성되고 삭제되며, 특정 Pod에 저장된 세션 데이터가 사라질 수 있습니다. 이를 해결하기 위한 최적의 방법이 Session Clustering(세션 클러스터링)입니다.

MSAP.ai Session Cluster를 통해 사용자의 세션 데이터를 외부 저장소에 저장하거나, 부하 분산 로직을 최적화하여 장애 발생 시에도 끊김 없는 서비스를 제공할 수 있습니다.

MSAP.ai Session Cluster

Session Cluster가 Kubernetes에서 세션 관리에 적합한 이유

현대의 클라우드 네이티브 환경에서는 애플리케이션이 컨테이너화되고 Kubernetes(K8s) 기반으로 배포되면서, 고가용성과 확장성을 보장하는 것이 핵심 과제가 되었습니다. 특히 사용자의 지속적인 연결(Session Persistence)을 유지하는 것은 웹 애플리케이션, API 서비스, 마이크로서비스 아키텍처에서 매우 중요한 요소입니다.

하지만 Kubernetes 환경에서는 Pod가 동적으로 생성되고 삭제되며, 특정 Pod에 저장된 세션 데이터가 사라질 수 있습니다. 이를 해결하기 위한 최적의 방법이 Session Clustering(세션 클러스터링)입니다.

MSAP.ai Session Cluster를 통해 사용자의 세션 데이터를 외부 저장소에 저장하거나, 부하 분산 로직을 최적화하여 장애 발생 시에도 끊김 없는 서비스를 제공할 수 있습니다.

상태 저장 세션 데이터의 중앙화

  • 세션 클러스터는 분산된 메모리 캐시로 동작하며, 모든 WAS Pod에서 세션 데이터를 세션 클러스터로 저장하고 공유할 수 있습니다.
  • Pod가 삭제되거나 새로운 Pod가 생성되더라도, 세션 데이터는 JDG 클러스터에 안전하게 유지됩니다.
상태 저장 세션 데이터의 중앙화
고가용성 및 확장성

고가용성 및 확장성

  • JDG는 클러스터 노드 간 데이터를 자동으로 복제하여 고가용성을 제공합니다.
  • Kubernetes의 클러스터 오토스케일링과 JDG의 분산 데이터 구조를 결합하면, 트래픽 증가에도 세션 데이터 관리가 안정적으로 이루어집니다.

빠른 데이터 액세스

  • 메모리 기반 데이터 저장소를 사용하므로, 네트워크 지연이 최소화되고, 세션 데이터를 빠르게 읽고 쓸 수 있습니다.
  • JDG는 인메모리 연산을 제공하므로 디스크 기반 데이터 저장소 대비 훨씬 더 빠른 성능을 제공합니다.
빠른 데이터 액세스
세션 데이터의 일관성 보장

세션 데이터의 일관성 보장

  • JDG는 분산 트랜잭션을 지원하여 여러 Pod에서 동일한 세션 데이터를 액세스할 때 일관성을 보장합니다.
  • 특정 세션 데이터에 대해 읽기-쓰기 일관성(Read-Write Consistency)을 유지할 수 있습니다.

세션 데이터의 일관성 보장

  • JDG는 분산 트랜잭션을 지원하여 여러 Pod에서 동일한 세션 데이터를 액세스할 때 일관성을 보장합니다.
  • 특정 세션 데이터에 대해 읽기-쓰기 일관성(Read-Write Consistency)을 유지할 수 있습니다.
멀티 데이터 센터 지원
내장된 Kubernetes 지원

내장된 Kubernetes 지원

  • JDG는 Red Hat OpenShift와 같은 Kubernetes 플랫폼에서 원활하게 동작하도록 최적화되어 있습니다.
  • JDG Operator를 사용하면 JDG 클러스터를 Kubernetes에서 자동으로 배포하고 관리할 수 있습니다.

Kubernetes 환경에서 WAS 세션 관리가 어려운 이유

  1. Pod의 일시적 특성과 Ephemeral 성격
    • Kubernetes의 Pod는 일시적인 리소스이며, 장애 복구, 스케일링, 업데이트 중 언제든 삭제되거나 새로 생성될 수 있습니다.
    • Pod가 삭제되면 해당 Pod에 저장된 세션 데이터도 유실되며, 이를 복구할 기본적인 메커니즘이 없습니다.
  1. 로드 밸런싱의 Stateless 특성
    • Kubernetes 서비스는 로드 밸런서를 통해 클라이언트 요청을 여러 Pod로 분산합니다.
    • 기본적으로 Kubernetes는 상태 비저장(Stateless) 애플리케이션을 대상으로 설계되었기 때문에 세션 정보가 특정 Pod에 묶여 있으면 로드 밸런싱 시 문제가 발생합니다.
  1. 스테이트풀(Stateful) 지원 한계
    • Kubernetes는 기본적으로 상태 유지가 필요하지 않은 애플리케이션에 최적화되어 있으며, 세션 관리 같은 상태 유지 작업은 별도의 외부 구성이나 솔루션을 요구합니다.
  1. 다중 환경에서의 세션 동기화 문제
    • 애플리케이션이 여러 클러스터에서 동작하거나 분산 환경에서 실행될 경우, 세션 데이터를 일관성 있게 동기화하기가 어렵습니다.
  1. 네트워크 레이턴시와 데이터 저장소 의존성
    • 세션 데이터를 외부 저장소로 이동할 경우 네트워크 대기시간이 발생하며, 이는 성능 저하로 이어질 수 있습니다.

Kubernetes 환경에서 WAS 세션 관리가 실패할 경우의 치명적 문제

  1. 사용자 데이터 손실
    • Pod 삭제로 인해 세션 데이터가 유실되면 사용자가 작업 중인 데이터(예: 장바구니, 설문 응답)가 모두 손실됩니다.
    • 이는 고객 이탈 및 비즈니스 손실로 직결됩니다.
  1. 비일관적인 사용자 경험
    • 동일 사용자가 요청을 보낼 때 다른 Pod로 라우팅되면, 로그인 상태가 풀리거나 이전 작업 상태가 복구되지 않을 수 있습니다.
    • 이는 사용자의 혼란과 불편을 초래합니다.
  1. 트랜잭션 오류
    • 세션 데이터를 기반으로 처리되는 트랜잭션이 실패하거나 중단될 수 있습니다.
    • 예를 들어, 결제 프로세스 중 세션이 끊기면 사용자는 다시 시작해야 하며, 이는 비즈니스에 부정적인 영향을 미칩니다.
  1. 운영 복잡성 증가
    • 운영팀은 세션 문제를 해결하기 위해 지속적으로 모니터링 및 디버깅해야 하며, 이는 리소스 낭비로 이어집니다.
    • 외부 세션 저장소의 장애는 전체 애플리케이션의 중단으로 이어질 수 있습니다.
  1. 확장성 제한
    • 세션 관리의 문제로 인해 Kubernetes의 자동화된 확장 기능(Horizontal Pod Autoscaler)을 충분히 활용하지 못할 수 있습니다.
    • 이는 트래픽 증가에 적절히 대응하지 못해 서비스 성능 저하로 이어질 수 있습니다.
  1. 보안 위협
    • 세션이 제대로 관리되지 않으면 세션 하이재킹, 만료되지 않은 세션, 세션 고정 공격 등이 발생할 수 있습니다.
    • 이는 사용자 정보 유출과 같은 보안 사고로 이어질 가능성이 큽니다.

Kubernetes 환경에서 세션 관리 방안 및 권장사항

  1. 세션 무상태화 (Stateless Session)
    • JWT와 같은 토큰 기반 인증을 사용하여 세션 데이터를 클라이언트 측에 저장.
  1. 외부 세션 저장소
    • Redis, Memcached 등을 사용하여 세션 데이터를 중앙화.
    • 저장소 장애 대비 복제 및 고가용성 설정 필수.
  1. 세션 분리 전략
    • WAS에서 세션 처리를 분리하여 세션 서비스로 독립적으로 관리.
  1. 모니터링 및 알림
    • 세션 저장소 및 네트워크 대기 시간에 대한 모니터링 설정.
    • 장애가 발생할 경우 빠르게 감지하고 복구할 수 있는 체계 구축.
  1. 로드 밸런서 최적화
    • sessionAffinity 설정으로 Sticky Session 적용.
    • 지속적인 모니터링과 로드 밸런싱 최적화 필수.