스케일링 가능한 엔터프라이즈를 위한 소프트웨어 설계

소개

현대의 소프트웨어 개발 환경에서 확장 가능한 엔터프라이즈 애플리케이션을 설계하는 것은 필수적입니다.

엔터프라이즈의 확장성을 고려한 소프트웨어 설계에 관한 중요한 지침을 제공합니다. 이 포스트에서는 스케일링 가능한 엔터프라이즈를 위한 소프트웨어 설계의 주요 개념과 모범 사례를 탐구하여, 여러분의 애플리케이션이 효율적이고 미래에도 대비할 수 있도록 돕겠습니다.

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그린필드 vs 브라운필드 개발

스케일링 가능한 소프트웨어를 설계할 때, 기존 시스템을 개선할지 또는 새로운 시스템을 구축할지 결정하는 것은 중요한 문제입니다.

• 그린필드 개발: 새로운 시스템을 처음부터 구축하는 접근 방식으로, 최신 기술과 설계를 적용할 수 있는 기회를 제공합니다. 이는 완전히 새로운 비즈니스 요구 사항이나 내부 재구조화가 있을 때 이상적입니다. 그린필드 접근법은 새로운 아이디어를 실험하고, 최신 기술 스택을 활용하며, 초기부터 아키텍처를 최적화할 수 있는 유연성을 제공합니다. 그러나 이는 높은 초기 비용과 리소스 투자가 필요할 수 있습니다.
• 브라운필드 개발: 기존 시스템을 분할하고 개선하는 접근 방식으로, 이미 구축된 시스템을 활용하면서 새로운 기능을 추가할 수 있습니다. 브라운필드 접근법은 현재 시스템의 강점을 유지하면서도 점진적인 개선을 통해 리스크를 줄일 수 있습니다. 기존의 데이터와 기능을 재사용할 수 있으며, 변화에 대한 저항을 줄이고 사용자에게 일관된 경험을 제공합니다. 그러나, 기존 시스템의 복잡성과 기술 부채를 처리해야 하는 어려움이 있습니다.

두 접근 방식 모두 장단점이 있으며, 비즈니스 요구사항과 기존 시스템의 상태에 따라 최적의 방법을 선택해야 합니다. 중요한 것은 도메인 전문가와 개발 팀 간의 긴밀한 협력을 통해 올바른 결정을 내리는 것입니다.

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도메인 주도 설계 (DDD)

도메인 주도 설계(DDD)는 애플리케이션의 중심에 도메인의 복잡성에 초점을 맞추는 철학입니다. DDD는 문제 도메인의 모델을 만들고, 이 모델을 소프트웨어에 구현하여 비즈니스 요구사항을 충족합니다.

• 바운디드 컨텍스트 (Bounded Context): 각 도메인 모델은 하나의 바운디드 컨텍스트 내에 존재하며, 컨텍스트 간의 상호작용을 명확히 정의합니다. 이를 통해 도메인 모델의 경계를 명확히 하고, 각 모델이 자신의 규칙과 논리에 따라 독립적으로 동작할 수 있도록 합니다.
• 레이어드 아키텍처: 프레젠테이션, 애플리케이션, 도메인, 인프라스트럭처 레이어로 구성되어 있으며, 각 레이어는 특정 책임을 가집니다. 프레젠테이션 레이어는 사용자 인터페이스와 상호작용하며, 애플리케이션 레이어는 비즈니스 로직을 처리하고, 도메인 레이어는 비즈니스 규칙과 엔티티를 포함하며, 인프라스트럭처 레이어는 데이터베이스와 외부 시스템과의 통신을 담당합니다.

 

DDD는 복잡한 비즈니스 요구사항을 충족하기 위해 모델링과 구현의 강력한 기반을 제공합니다. 이를 통해 애플리케이션의 유연성을 높이고, 변경 요구에 신속하게 대응할 수 있습니다.

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서비스 특성

서비스 특성을 파악하고 분류하는 것은 마이크로서비스 아키텍처를 효과적으로 구현하는 데 중요한 단계입니다. 서비스 특성에 따라 각 서비스의 역할과 책임을 명확히 정의할 수 있습니다.

1. 코어 서비스 (Core Services):
   • 정의: 코어 서비스는 도메인 엔티티를 노출하고, 관련 기본 작업을 수행하는 서비스입니다. 도메인 모델이 없는 경우, 명사로 명명된 엔티티를 찾는 것이 좋습니다.
   • 예시: 주문, 배송, 카탈로그, 사용자, 고객 등과 같은 비즈니스 프로세스의 핵심 엔티티를 처리합니다.
   • 역할: 코어 서비스는 비즈니스 로직의 핵심 부분을 처리하며, 다른 서비스들이 이를 기반으로 동작합니다. 이 서비스들은 직접적으로 데이터를 다루고, CRUD(Create, Read, Update, Delete) 작업을 수행합니다.
2. 프로세스 서비스 (Process Services):
   • 정의: 프로세스 서비스는 단일 복잡한 작업을 수행하는 서비스로, 하나 이상의 코어 서비스에 의존합니다. 비즈니스 작업이나 프로세스를 대표하며, 특정 비즈니스 기능을 수행합니다.
   • 예시: 특정 코스를 기준으로 유사한 코스를 나열하는 서비스, 고객을 대신하여 주문을 배치하는 서비스, 배송을 재경로 지정하는 서비스, 고객을 위한 주문 단계를 기록하는 서비스 등이 있습니다.
   • 역할: 프로세스 서비스는 비즈니스 프로세스를 자동화하고, 다양한 코어 서비스를 조정하여 복잡한 작업을 수행합니다. 이러한 서비스는 주로 워크플로우와 비즈니스 로직의 통합을 담당합니다.
3. 보조 서비스 (Supporting Services):
   • 정의: 보조 서비스는 주요 비즈니스 기능을 지원하는 서비스입니다. 예를 들어, 인증 서비스, 로깅 서비스, 알림 서비스 등이 있습니다.
   • 역할: 보조 서비스는 코어 서비스와 프로세스 서비스가 원활하게 동작할 수 있도록 지원합니다. 이들은 주로 공통 기능을 제공하여 서비스의 재사용성을 높입니다.
4. 인프라 서비스 (Infrastructure Services):
   • 정의: 인프라 서비스는 데이터베이스, 메시징 시스템, 캐시 등과 같은 인프라스트럭처 관련 작업을 처리하는 서비스입니다.
   • 역할: 인프라 서비스는 다른 서비스들이 필요한 리소스를 제공하고, 데이터의 저장, 검색, 전송을 관리합니다. 이들은 주로 기술적 요구사항을 처리하며, 서비스의 확장성과 성능을 보장합니다.

서비스 특성을 이해하고 이를 기반으로 서비스를 설계하면, 마이크로서비스 아키텍처를 효율적으로 구현할 수 있습니다. 각 서비스가 명확한 역할과 책임을 가지게 되므로, 시스템의 유지보수성과 확장성이 향상됩니다.

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마이크로서비스 모범 사례

효율적이고 안정적인 마이크로서비스 아키텍처를 구축하려면 다양한 설계 원칙을 준수해야 합니다. 아래는 주요 설계 원칙과 관련된 모범 사례입니다:

1. 데이터 일관성을 위한 설계:
   • 설명: 마이크로서비스는 독립적으로 운영되기 때문에 데이터 일관성을 유지하는 것이 중요합니다. 이를 위해 보상 트랜잭션(compensating transactions)이나 이벤트 소싱(event sourcing)을 사용할 수 있습니다.
   • 모범 사례: 각 서비스는 독립적인 데이터베이스를 사용하고, 데이터 일관성을 보장하기 위해 최종 일관성(eventual consistency) 모델을 채택합니다.
2. 실패를 대비한 설계:
   • 설명: 마이크로서비스 아키텍처는 다양한 서비스가 상호작용하므로, 하나의 서비스가 실패하더라도 전체 시스템이 영향을 받지 않도록 설계해야 합니다. 이를 위해 재시도(retry) 패턴, 서킷 브레이커(circuit breaker) 패턴, 벌크헤드(bulkhead) 패턴 등을 사용할 수 있습니다.
   • 모범 사례: 각 서비스는 실패를 감지하고 자동으로 복구할 수 있도록 설계되어야 하며, 실패 시 대체 경로를 제공하여 시스템의 가용성을 유지합니다.
3. 성능을 위한 설계:
   • 설명: 마이크로서비스 아키텍처는 여러 서비스 간의 상호작용을 통해 작동하므로, 성능 최적화가 중요합니다. 이를 위해 캐싱(caching), 로드 밸런싱(load balancing), 비동기 통신(asynchronous communication) 등을 활용할 수 있습니다.
   • 모범 사례: 성능 테스트를 정기적으로 수행하고, 서비스 간의 통신을 최적화하여 응답 시간을 단축시킵니다.
4. 독립적 배포 가능성과 완전한 독립성:
   • 설명: 마이크로서비스는 독립적으로 배포 및 운영될 수 있어야 합니다. 이를 통해 각 서비스가 독립적으로 확장되고 유지보수될 수 있습니다.
   • 모범 사례: 각 서비스는 자체적인 런타임 환경에서 실행되며, 독립적으로 배포 및 운영될 수 있도록 설계됩니다.
5. 횡단 관심사:
   • 설명: 보안, 로깅, 모니터링 등의 횡단 관심사는 모든 서비스에 공통적으로 적용되어야 합니다. 이를 통해 시스템의 일관성을 유지하고, 중앙에서 관리할 수 있습니다.
   • 모범 사례: 각 서비스는 공통적인 보안 규칙을 따르고, 중앙 집중식 로깅 및 모니터링 시스템을 사용하여 관리됩니다.
6. 보안:
   • 설명: 마이크로서비스 아키텍처에서는 보안을 다층적으로 접근해야 합니다. 애플리케이션 수준, 사용자 수준, 네트워크 수준에서 보안을 구현해야 합니다.
   • 모범 사례: 각 서비스는 인증 및 권한 부여를 통해 접근을 제어하고, 네트워크 보안 계층을 통해 외부 공격으로부터 보호합니다.
7. 로깅:
   • 설명: 마이크로서비스 아키텍처에서는 각 서비스의 활동을 추적하고 모니터링할 수 있어야 합니다. 이를 통해 문제 발생 시 원인을 신속하게 파악할 수 있습니다.
   • 모범 사례: 중앙 집중식 로깅 시스템을 사용하여 각 서비스의 로그를 수집하고 분석합니다. 이를 통해 전체 시스템의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다.
8. 헬스 체크:
   • 설명: 각 서비스의 상태를 주기적으로 확인하고, 문제가 발생할 경우 신속하게 대응할 수 있어야 합니다. 이를 통해 시스템의 가용성을 유지할 수 있습니다.
   • 모범 사례: 헬스 체크 API를 통해 각 서비스의 상태를 확인하고, 문제가 발생할 경우 자동으로 알림을 보내거나 복구 조치를 취합니다.
9. 통합 테스트:
   • 설명: 마이크로서비스 아키텍처에서는 서비스 간의 상호작용을 테스트하는 것이 중요합니다. 이를 통해 통합 시 발생할 수 있는 문제를 사전에 발견하고 해결할 수 있습니다.
   • 모범 사례: 각 서비스는 독립적으로 테스트되며, 통합 테스트를 통해 서비스 간의 상호작용을 검증합니다. 자동화된 테스트 도구를 사용하여 정기적으로 테스트를 수행합니다.

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결론

확장 가능한 엔터프라이즈 애플리케이션을 설계하는 것은 현대 소프트웨어 개발에서 매우 중요합니다. 그린필드와 브라운필드 개발, 도메인 주도 설계, 마이크로서비스 모범 사례를 통해 여러분의 애플리케이션이 효율적이고 안정적이며 확장 가능하도록 만드세요. 이러한 원칙을 준수함으로써, 변화하는 비즈니스 요구에 신속하게 대응하고, 안정적이며 유지보수가 용이한 시스템을 구축할 수 있습니다.