Architecture

소프트웨어 엔지니어가 알아야 할 12가지 핵심 아키텍처

Written by 개발자서동우 · 21 sec read >
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안녕하세요! Devloo입니다 🙂 여러분은 개발을 하면서 다양한 아키텍처 스타일을 접하게 되지만, 어떤 스타일이 가장 적합한지 고민해본 적 있으신가요? 이번 글에서는 꼭 알아야 할 12가지 소프트웨어 아키텍처 스타일을 소개하려고 합니다.

이 글을 통해 각 스타일의 장단점을 이해하고, 프로젝트에 가장 적합한 아키텍처를 선택하는 데 도움이 되길 바랍니다. 편안한 마음으로 끝까지 함께 해주세요! 🙂

소프트웨어 엔지니어가 알아야 할 12가지 핵심 아키텍처
사진: UnsplashClay Banks

소프트웨어 아키텍처란 무엇인가?

소프트웨어 아키텍처는 소프트웨어 시스템의 상위 구조와 조직을 설계하는 과정입니다. 이는 적절한 구성 요소를 식별하고 선택하며, 이들이 서로 어떻게 상호작용할지를 결정하고, 특정 목표를 달성하기 위해 어떻게 조직될지를 정의하는 것을 포함합니다. 소프트웨어 아키텍처의 궁극적인 목표는 유지보수가 쉽고, 확장 가능하며, 안전한 시스템을 구축하여 시간에 따라 사용자와 조직의 요구를 충족시키는 것입니다.

왜 소프트웨어 아키텍처가 필요한가?

견고한 아키텍처는 사용자와 이해관계자의 요구를 충족시키는 소프트웨어를 구축하기 위한 튼튼한 기반을 제공합니다. 이를 통해 시스템이 성능, 보안, 신뢰성 등 기능적 및 비기능적 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 잘 설계된 아키텍처는 개발자가 소프트웨어를 쉽게 수정하고 확장할 수 있게 하여, 변화하는 비즈니스 요구에 유연하게 대응할 수 있게 합니다.

또한, 소프트웨어 아키텍처는 복잡성을 관리하는 데 필수적입니다. 소프트웨어 시스템이 점점 복잡해짐에 따라 다양한 구성 요소 간의 상호작용을 이해하는 것이 어려워집니다. 잘 설계된 아키텍처는 시스템의 상위 개요를 제공하여 구조와 작동 방식을 쉽게 이해할 수 있게 합니다. 이는 개발자가 잠재적인 문제를 식별하고 시스템 수정에 관한 정보에 기반한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

아키텍처를 어떻게 문서화할까요? C4 모델에 대해서

C4 모델을 사용하면 소프트웨어 아키텍트는 시스템 아키텍처의 각 수준을 설명하는 다이어그램과 문서를 작성할 수 있습니다. 이 접근 방식은 시스템 아키텍처를 종합적으로 이해하게 해주며, 잠재적인 문제와 트레이드오프를 식별하고 확장성, 유지보수성, 적응성을 높이는 데 도움이 됩니다. 이렇게 아키텍처를 문서화하면 개발자와 이해관계자는 시스템을 명확하고 쉽게 이해할 수 있게 되어, 비즈니스 요구가 변화함에 따라 시스템을 수정하고 확장하는 일이 더 수월해집니다.

C4 모델은 아래의 4가지 단계로 아키텍처 설계를 진행합니다 :

C4 모델에 대해서 / 이미지 출처 : c4model.com

컨텍스트 레벨
최상위 수준인 컨텍스트 레벨에서는 시스템의 외부 환경을 설명합니다. 여기에는 사용자, 다른 시스템, 규제 등이 포함됩니다. 이 단계는 시스템의 목적과 외부 세계와의 관계에 대한 개요를 제공합니다. 또한 시스템과 상호작용할 이해관계자와 설계 및 개발에 영향을 미칠 요소들을 식별하는 데 도움이 됩니다.

C4 모델 중 컨텍스트 레벨 / 이미지 출처 : c4model.com

컨테이너 레벨
다음 단계인 컨테이너 레벨에서는 서버, 데이터베이스, 메시지 큐 등 시스템의 런타임 환경을 설명합니다. 이 단계는 주요 기술 선택과 배포 결정을 식별하는 데 도움이 됩니다. 또한, 시스템을 지원할 물리적 인프라와 배포 및 유지보수에 필요한 도구와 자원에 대한 이해를 제공합니다.

C4 모델 중 컨테이너 레벨 / 이미지 출처 : c4model.com

컴포넌트 레벨
세 번째 단계인 컴포넌트 레벨에서는 시스템의 주요 기능적 구성 요소를 설명합니다. 이 단계는 시스템을 구성하는 모듈, 클래스, 함수 등을 식별하는 데 도움이 됩니다. 또한, 시스템의 기능과 다양한 구성 요소 간의 관계에 대한 이해를 제공합니다.

C4 모델 중 컴포넌트 레벨 / 이미지 출처 : c4model.com

코드 레벨
마지막으로 코드 레벨에서는 실제 코드를 설명하고 컴포넌트를 어떻게 구현하는지를 다룹니다. 이 단계는 시스템이 어떻게 작동하는지와 다양한 구성 요소가 서로 어떻게 상호작용하는지에 대한 상세한 이해를 제공합니다. 이는 코드를 다루는 개발자가 코드의 구조와 작동 방식을 명확히 이해하는 데 필수적입니다.

C4 모델 중 코드 레벨 / 이미지 출처 : c4model.com

소프트웨어 엔지니어가 알아야 할 12가지 아키텍처 스타일

1. 클라이언트-서버 아키텍처 (Client-Server Architecture)

클라이언트-서버 아키텍처는 사용자인 클라이언트 또는 애플리케이션이 서버에 요청을 보내면, 서버가 요청된 데이터나 서비스를 응답하는 모델입니다. 클라이언트와 서버는 같은 기계에 있을 수도 있고, 네트워크를 통해 연결된 다른 기계에 있을 수도 있습니다.

클라이언트-서버 아키텍처
클라이언트-서버 아키텍처

클라이언트는 서버와의 통신을 시작하고 요청을 보내는 역할을 합니다. 반면 서버는 클라이언트로부터 들어오는 요청을 받아 이를 처리한 후 응답을 반환합니다.

클라이언트-서버 아키텍처의 장점

확장성: 여러 클라이언트가 동일한 서버에 연결하여 자원을 공유할 수 있어 매우 확장성이 뛰어납니다.

보안: 서버가 자원과 데이터에 대한 접근을 제어할 수 있어 다른 네트워크 모델보다 보안이 우수합니다.

신뢰성: 서버가 장애 시 백업 및 복구 서비스를 제공할 수 있어 매우 신뢰성이 높습니다.

2. 계층형 아키텍처 (Layered Architecture)

계층형 아키텍처는 복잡한 소프트웨어 시스템을 설계하는 일반적인 방법으로, 시스템을 특정 기능을 담당하는 여러 계층으로 나누는 방식입니다. 이 접근 방식은 코드를 체계적으로 조직하고, 시간이 지나도 시스템을 유지하고 수정하기 쉽게 만듭니다.

계층형 아키텍처 (Layered Architecture)
계층형 아키텍처 / 이미지 출처 : herbertograca.com

일반적인 계층형 아키텍처는 프레젠테이션, 비즈니스 로직, 데이터 액세스의 세 가지 주요 계층으로 구성됩니다.

프레젠테이션 계층: 프레젠테이션 계층은 사용자에게 정보를 표시하고 입력을 수집하는 역할을 합니다. 이 계층에는 사용자 인터페이스와 사용자와 직접 상호작용하는 구성 요소들이 포함됩니다. 사용자 인터페이스는 버튼, 텍스트 상자, 메뉴 등 사용자가 보고 상호작용하는 요소들로 구성됩니다. 또한 프레젠테이션 계층에는 이벤트 처리 및 검증과 같은 사용자 인터페이스 관련 로직도 포함됩니다.

비즈니스 로직 계층: 비즈니스 로직 계층은 애플리케이션의 비즈니스 규칙을 구현하는 역할을 합니다. 이 계층에는 데이터를 처리하고 조작하는 코드와 기타 애플리케이션 로직이 포함됩니다. 비즈니스 로직 계층은 소프트웨어가 계산을 수행하고, 결정을 내리며, 작업을 수행하는 곳으로, 소프트웨어의 핵심 기능이 이루어지는 곳입니다.

데이터 액세스 계층: 데이터 액세스 계층은 데이터베이스 또는 기타 외부 데이터 소스와 상호작용하는 역할을 합니다. 이 계층에는 데이터베이스에서 데이터를 읽고 쓰는 코드가 포함됩니다. 데이터 액세스 계층은 소프트웨어가 데이터베이스에서 데이터를 검색하고, 데이터를 변경하며, 변경 사항을 데이터베이스에 저장하는 곳입니다. 이 계층은 소프트웨어가 데이터를 저장하고 검색할 수 있게 해주는 중요한 역할을 합니다.

3. 파이프-필터 아키텍처 (Pipe and Filter Architecture)

파이프-필터 아키텍처는 소프트웨어 시스템에서 데이터를 처리할 때 여러 독립적인 구성 요소로 작업을 분리하는 디자인 패턴입니다. 이 아키텍처는 특히 대량의 데이터를 처리해야 하는 시스템에 유용하며, 성능, 확장성, 유지보수성을 향상시키는 데 도움을 줍니다.

파이프-필터 아키텍처
객체 감지(Object Detection)에 적용된 파이프-필터 / 이미지 출처 : jhocx

파이프-필터 아키텍처는 파이프라인 개념을 기반으로 합니다. 데이터는 일련의 처리 단계, 즉 각기 다른 작업을 수행하는 단계들을 거쳐 흐릅니다. 각 처리 단계는 필터라는 독립적인 구성 요소로 구현되며, 입력 데이터를 받아 작업을 수행한 후 출력 데이터를 생성합니다. 생성된 출력 데이터는 파이프라인의 다음 필터로 전달됩니다.

파이프라인의 필터는 서로 독립적이기 때문에 개별적으로 개발, 테스트, 배포할 수 있습니다. 이를 통해 새로운 필터를 파이프라인에 추가하거나 기존 필터를 수정해도 시스템의 다른 부분에 영향을 주지 않습니다.

파이프-필터 아키텍처의 장점

확장성: 파이프라인에 더 많은 필터를 추가하여 수평적으로 확장할 수 있으므로 시스템이 더 많은 데이터를 처리할 수 있습니다.

성능: 여러 필터에 걸쳐 데이터 처리를 병렬로 수행하여 성능을 최적화할 수 있습니다.

유지보수성: 모듈화와 관심사의 분리를 촉진하여 시스템을 유지하고 업데이트하기가 더 쉬워집니다.

4. 마스터-슬레이브 아키텍처 (Master-Slave Architecture)

마스터-슬레이브 아키텍처는 분산 시스템에서 사용되는 디자인 패턴으로, 하나의 노드(마스터)가 하나 이상의 노드(슬레이브)를 제어하여 특정 작업을 수행하도록 합니다. 마스터 노드는 슬레이브들 간에 작업 부하를 분배하고 그들의 활동을 조정합니다. 슬레이브 노드는 마스터 노드와 같은 수준의 제어 권한을 가지지 않으며, 마스터가 할당한 작업만 수행합니다.

마스터-슬레이브 아키텍처
DB에 적용된 마스터-슬레이브 아키텍처 / 이미지 출처 : Cassandra

마스터-슬레이브 아키텍처의 장점

가장 큰 장점 중 하나는 작업 부하를 여러 노드에 효율적으로 분산할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 특정 노드에 과부하가 걸리지 않게 하고, 시스템이 대량의 데이터와 트래픽을 처리할 수 있도록 보장합니다.

또 다른 장점은 장애 회복성을 제공한다는 점입니다. 슬레이브 노드 중 하나가 실패하더라도, 마스터 노드는 해당 노드의 작업을 다른 슬레이브 노드에 재분배할 수 있습니다. 이를 통해 하나 이상의 노드가 실패하더라도 시스템이 계속 작동할 수 있게 합니다.

5. 마이크로커널 아키텍처 (Microkernel Architecture)

마이크로커널 아키텍처는 개발자가 더 모듈화되고 유연한 시스템을 구축할 수 있도록 하는 소프트웨어 디자인 패턴입니다. 이 패턴은 핵심 시스템 기능을 추가 기능과 분리하여 별도의 모듈로 구현합니다. 시스템의 핵심 기능은 마이크로커널에 구현되며, 이는 시스템을 실행하는 데 필요한 가장 필수적인 서비스만 제공하는 최소한의 핵심 시스템입니다. 이는 플러그 앤 플레이 개념을 따릅니다.

마이크로커널 아키텍처
마이크로커널 아키텍처 / 이미지 출처 : James Han

예시:

전자상거래 웹사이트를 예로 들어 보겠습니다. 마이크로커널은 사용자 인증 처리, 사용자 세션 관리, 결제 처리와 같은 필수 서비스를 제공합니다. 제품 추천, 사용자 리뷰, 소셜 미디어 연동 등의 추가 기능은 별도의 모듈로 구현됩니다.

만약 웹사이트에 새로운 기능인 로열티 프로그램을 추가하려 한다면, 이를 별도의 모듈로 개발하여 시스템의 핵심 기능에 영향을 주지 않고 추가할 수 있습니다. 이러한 모듈화는 새로운 기능을 추가하거나 기존 기능을 제거할 때 시스템의 핵심 기능에 영향을 미치지 않도록 합니다.

또한, 웹사이트가 특정 사용자 요구에 맞게 시스템을 맞춤화하려면 필요한 모듈만 선택하면 됩니다. 예를 들어, 전자제품을 자주 구매하는 사용자에게는 전자제품을 추천하는 모듈을, 화장품을 자주 구매하는 사용자에게는 화장품을 추천하는 모듈을 제공할 수 있습니다.

마지막으로, 웹사이트가 더 많은 사용자를 처리하거나 하드웨어 변경에 대응하기 위해 시스템을 확장하려는 경우, 필요에 따라 모듈을 쉽게 추가하거나 제거할 수 있습니다. 이러한 확장성 덕분에 시스템을 사용자 요구 사항이나 기본 하드웨어 변경에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다.

6. 도메인 주도 설계 (Domain-Driven Design)

도메인 주도 설계(DDD)는 프로젝트의 도메인이나 문제 영역에 중점을 두는 소프트웨어 아키텍처 접근 방식입니다. 이는 개발자가 단순히 기술적 구현에만 집중하는 것이 아니라, 소프트웨어의 비즈니스 로직에 집중하는 것을 의미합니다.

도메인 주도 설계(DDD)
도메인 주도 설계 / 이미지 출처 : janmeppe

DDD를 적용하면, 개발자는 먼저 작업하는 도메인을 이해하고 이를 더 작고 관리하기 쉬운 부분으로 분해합니다. 그런 다음, 이를 바탕으로 도메인 모델을 만드는데, 도메인 모델은 도메인 내의 다양한 엔티티와 이들 간의 상호작용을 나타냅니다.

도메인 모델이 생성되면, 개발자는 이를 소프트웨어의 나머지 아키텍처를 설계하는 데 사용합니다. 여기에는 특정 언어와 컨텍스트로 정의된 소프트웨어 영역인 바운디드 컨텍스트(Bounded Context)를 생성하고, 관련된 엔티티들을 단일 단위로 취급하는 애그리거트(Aggregate)를 만드는 것이 포함됩니다.

도메인 주도 개발에 대해 자세하게 궁금하신 분은, 저의 다른 글 “도메인 주도 설계(DDD): 핵심 개념을 한눈에 파악하기” 을 참고해주세요 🙂

7. 컴포넌트 기반 아키텍처 (Component-Based Architecture)

소프트웨어 공학에서 컴포넌트 기반 아키텍처(CBA)는 재사용 가능한 소프트웨어 컴포넌트를 활용하는 설계 및 개발 접근 방식입니다. CBA의 핵심 아이디어는 복잡한 시스템을 더 작고 관리하기 쉬운 컴포넌트로 분해하여 소프트웨어 개발을 더 효율적이고 효과적으로 만드는 것입니다.

컴포넌트 기반 아키텍처
컴포넌트 기반 아키텍처 / 이미지 출처 : mobileappcircular

컴포넌트란 무엇인가?

소프트웨어 컴포넌트는 서로 다른 시스템에서 재사용할 수 있는 모듈형의 독립된 소프트웨어 단위입니다. 컴포넌트는 일반적으로 명확한 인터페이스를 가지며, 이 인터페이스는 다른 컴포넌트가 해당 컴포넌트와 어떻게 상호작용할 수 있는지를 규정합니다. 이 인터페이스에는 컴포넌트의 입력, 출력 및 동작에 대한 정보가 포함됩니다.

컴포넌트는 기능에 따라 사용자 인터페이스 컴포넌트, 데이터 액세스 컴포넌트, 비즈니스 로직 컴포넌트 등 다양한 유형으로 분류될 수 있습니다. 각 유형의 컴포넌트는 소프트웨어 시스템에서 특정 역할을 담당하며, 인터페이스를 통해 다른 컴포넌트와 상호작용할 수 있습니다.

8. 서비스 지향 아키텍처 (Service-Oriented Architecture)

서비스 지향 아키텍처(SOA)는 모듈화되고 재사용 가능한 서비스를 생성하여 다른 서비스와 쉽게 통합할 수 있는 아키텍처 스타일입니다. 이 접근 방식에서는 서비스가 인터페이스를 통해 기능을 외부에 노출하며, 다른 서비스나 애플리케이션이 이를 접근할 수 있습니다.

서비스 지향 아키텍처 / 이미지 출처 : SoftwareDevelopmentCommunity

서비스 지향 아키텍처의 핵심은 소프트웨어를 더 작은 조각, 즉 모듈로 분해하여 다양한 애플리케이션에서 재사용할 수 있게 만드는 것입니다. 이 모듈화된 접근 방식은 개발자가 특정 기능을 구축한 후 이를 다른 기능과 통합하여 더 큰 시스템을 만드는 것을 가능하게 합니다.

서비스 지향 아키텍처의 핵심 구성 요소

서비스 제공자: 서비스 제공자는 서비스를 생성하고 외부에 노출하는 역할을 합니다. 이러한 서비스는 다른 서비스, 애플리케이션 또는 최종 사용자가 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 결제 처리 서비스 제공자는 다른 애플리케이션이 결제를 처리할 수 있도록 하는 서비스를 생성하고 노출할 수 있습니다.

서비스 레지스트리: 서비스 레지스트리는 다른 서비스나 애플리케이션이 접근할 수 있는 가용 서비스의 디렉터리입니다. 서비스 레지스트리는 서비스의 이름, 위치, 인터페이스 등의 정보를 제공합니다. 예를 들어, 애플리케이션이 결제를 처리해야 할 경우 서비스 레지스트리를 사용하여 결제 처리 서비스를 찾고 해당 인터페이스에 접근할 수 있습니다.

서비스 요청자: 서비스 요청자는 서비스 제공자가 노출한 서비스를 소비하는 역할을 합니다. 이는 서비스 레지스트리를 사용하여 적절한 서비스를 찾고, 해당 인터페이스를 호출하여 수행합니다. 예를 들어, 애플리케이션이 결제 처리 서비스를 찾기 위해 서비스 레지스트리를 사용하고, 해당 인터페이스를 통해 결제를 처리할 수 있습니다.

9. 모놀리식 아키텍처 (Monolithic Architecture)

모놀리식 아키텍처는 수십 년간 사용되어 온 소프트웨어 설계 패턴입니다. 이는 애플리케이션을 개별적인 작은 컴포넌트로 분할하는 대신, 하나의 단일 통합 유닛으로 구조화하는 방식입니다.

모놀리식 아키텍처 / 이미지 출처 : Mehmet Ozkaya

모놀리식 아키텍처에서는 전체 애플리케이션이 하나의 독립된 유닛으로 구축됩니다. 모든 코드와 의존성이 함께 패키지화되어 애플리케이션을 단일 서버에 배포하고 실행할 수 있습니다.

이 방식은 애플리케이션을 개발하고 배포하기 용이하며, 모든 것이 한 곳에 있기 때문에 수평적으로 확장하기도 쉽습니다. 서버를 추가하여 애플리케이션의 용량을 늘릴 수 있습니다.

모놀리식 아키텍처의 장점

모놀리식 아키텍처의 가장 큰 장점 중 하나는 그 단순성입니다. 모든 것이 하나의 유닛에 포함되어 있어 관리해야 할 부분이 적습니다. 따라서 애플리케이션을 개발, 테스트 및 배포하기가 더 쉽습니다.

또한, 모놀리식 애플리케이션은 유지보수와 디버깅이 더 용이합니다. 모든 것이 한 곳에 있기 때문에 문제를 추적하고 수정하는 것이 더 쉽습니다.

모놀리식 아키텍처의 단점

모놀리식 아키텍처의 가장 큰 단점 중 하나는 애플리케이션을 수직적으로 확장하기 어렵다는 점입니다. 모든 것이 단일 서버에서 실행되므로 애플리케이션이 처리할 수 있는 트래픽에 한계가 있습니다.

또 다른 단점은 새로운 기술과 언어를 도입하기 어렵다는 점입니다. 모든 것이 함께 패키지화되어 있기 때문에 개별 컴포넌트를 업데이트하면 전체 애플리케이션에 영향을 미칠 수 있습니다.

10. 마이크로서비스 아키텍처 (Microservices Architecture)

마이크로서비스 아키텍처는 애플리케이션을 작은 독립적인 서비스들로 구성하는 소프트웨어 아키텍처 스타일입니다. 각 서비스는 특정 비즈니스 기능에 초점을 맞추며, 시스템 내 다른 서비스들과 독립적으로 개발, 배포, 확장할 수 있습니다. 이러한 서비스들은 네트워크를 통해 서로 통신합니다.

마이크로서비스 아키텍처
마이크로서비스 아키텍처 / 이미지 출처 : stackoverflow.com

마이크로서비스 아키텍처의 주요 아이디어는 큰 단일 애플리케이션을 더 작고 관리하기 쉬운 서비스로 분해하는 것입니다. 이 접근 방식은 확장성 향상, 유연성 증가, 새로운 기능의 시장 출시 시간 단축 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 마이크로서비스 아키텍처에서는 각 서비스를 독립적으로 확장할 수 있어 트래픽 급증이나 수요 변화에 대응하기 쉽습니다. 또한, 개발자들이 다른 시스템 부분에 영향을 주지 않고 새로운 서비스를 수정하거나 추가할 수 있어 개발 속도가 빨라집니다.

마이크로서비스 아키텍처의 과제

마이크로서비스 아키텍처는 장점이 많지만, 추가적인 복잡성을 초래합니다. 가장 큰 과제 중 하나는 서비스 간 통신 관리입니다. 서비스들이 서로를 발견하고 효과적으로 통신할 수 있어야 하는데, 이는 규모가 커질수록 어려워질 수 있습니다. 또한, 로드 밸런싱과 장애 내성도 마이크로서비스 아키텍처에서는 더 복잡합니다.

또 다른 과제는 각 서비스가 자체 데이터 저장소를 가지는 것입니다. 모놀리식 애플리케이션에서는 모든 데이터가 보통 하나의 데이터베이스에 저장됩니다. 하지만 마이크로서비스에서는 각 서비스가 자체 데이터 저장소를 가져야 하며, 이는 한 서비스의 변경이 시스템 내 다른 서비스에 영향을 주지 않도록 합니다. 이로 인해 데이터 관리 및 동기화의 복잡성이 증가할 수 있습니다.

마이크로서비스 아키텍처를 위한 모범 사례

마이크로서비스 기반 시스템의 성공을 보장하기 위해 개발자는 마이크로서비스 설계 및 구현을 위한 모범 사례를 따라야 합니다. 이러한 모범 사례에는 다음이 포함됩니다:

  1. 명확한 경계와 잘 정의된 인터페이스를 가진 느슨하게 결합되고 높은 응집력을 가진 서비스를 설계합니다.
  2. Docker와 같은 컨테이너 기술을 사용하여 각 서비스를 별도의 컨테이너로 패키지하고 배포합니다. 이를 통해 개별 서비스를 쉽게 확장하고 배포할 수 있습니다.
  3. 시스템이 원활하게 실행되고 문제를 신속하게 감지하고 해결할 수 있도록 효과적인 모니터링 및 관리 도구를 구현합니다.
  4. Istio와 같은 서비스 메시를 사용하여 서비스 간 통신과 로드 밸런싱을 관리합니다.
  5. 마이크로서비스의 테스트 및 배포를 자동화하기 위해 지속적 통합 및 배포(CI/CD) 파이프라인을 구현합니다.
11. 이벤트 기반 아키텍처 (Event-Driven Architecture)

이벤트 기반 아키텍처(EDA)는 서로 다른 구성 요소나 서비스 간의 빠르고 효율적인 통신을 가능하게 하는 소프트웨어 시스템 설계 접근 방식입니다. 이 패러다임에서는 직접적인 요청이나 응답 대신 이벤트를 사용하여 소프트웨어 구성 요소들이 서로 통신합니다.

이벤트 기반 아키텍처
이벤트 기반 아키텍처 / 이미지 출처 : seetharamugn

이벤트 기반 아키텍처에서는 사용자 인터페이스나 백엔드 서비스와 같은 소프트웨어 시스템의 다양한 구성 요소가 이벤트를 생성합니다. 이러한 이벤트는 시스템의 다른 구성 요소에 브로드캐스트되며, 해당 구성 요소는 이벤트를 구독하고 필요에 따라 이를 처리합니다.

예를 들어, 간단한 전자상거래 애플리케이션을 생각해봅시다. 새로운 주문이 들어오면 주문 처리 서비스가 “주문 생성됨” 이벤트를 생성하고 이를 재고 관리, 배송, 결제 등 다른 서비스에 브로드캐스트합니다. 각 서비스는 해당 이벤트를 처리하여 자체 시스템을 업데이트할 수 있습니다.

이벤트 기반 아키텍처의 장점

이벤트 기반 아키텍처의 주요 장점 중 하나는 소프트웨어 시스템의 다양한 구성 요소를 분리할 수 있다는 점입니다. 구성 요소들이 직접적인 요청 대신 이벤트를 통해 통신할 때, 서로의 의존성이 줄어듭니다. 이를 통해 시스템의 개별 구성 요소를 다른 부분에 영향을 주지 않고 변경하거나 업데이트하기가 더 쉬워집니다.

또 다른 장점은 확장성입니다. 이벤트가 시스템의 여러 구성 요소에 브로드캐스트되기 때문에 대량의 데이터와 트랜잭션을 병렬로 처리할 수 있습니다. 이를 통해 높은 트래픽과 수요 급증을 쉽게 처리할 수 있습니다.

이벤트 기반 아키텍처의 과제

이벤트 기반 아키텍처는 많은 장점이 있지만, 몇 가지 과제도 있습니다. 주요 과제 중 하나는 이벤트 기반 시스템의 복잡성을 관리하는 것입니다. 다양한 구성 요소가 이벤트를 생성하고 소비하기 때문에 발생하는 문제를 추적하고 디버그하기가 어려울 수 있습니다.

또 다른 과제는 이벤트가 올바른 순서로 처리되도록 하는 것입니다. 이벤트는 비동기적으로 생성되고 처리되기 때문에, 이벤트가 순서대로 처리되지 않을 가능성이 있습니다. 이는 데이터 불일치나 잘못된 계산과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다.

12. 스트림 기반 아키텍처 (Stream-Based Architecture)

소프트웨어 개발이 더욱 복잡해지고 높은 확장성을 요구함에 따라 전통적인 아키텍처는 점점 한계를 드러내고 있습니다. 이에 대한 유망한 대안으로 떠오른 것이 스트림 기반 아키텍처로, 이는 개발자가 실시간으로 대량의 데이터를 처리할 수 있는 시스템을 구축할 수 있게 합니다.

스트림 기반 아키텍처
스트림 기반 아키텍처 / 이미지 출처 : nexocode.com

스트림 기반 아키텍처는 이벤트 기반 프로그래밍의 원칙을 기반으로 합니다. 데이터를 일괄 처리하는 대신, 스트림 기반 시스템은 데이터가 생성되는 즉시 실시간으로 처리합니다. 이를 통해 개발자는 데이터 변경에 최소한의 지연 시간으로 반응할 수 있는 시스템을 구축할 수 있습니다.

스트림 기반 아키텍처의 장점

스트림 기반 아키텍처의 주요 장점 중 하나는 확장성입니다. 데이터가 실시간으로 처리되기 때문에, 복잡한 일괄 처리 파이프라인이 필요하지 않아 대량의 데이터를 처리할 수 있습니다. 이를 통해 초당 수백만 건의 이벤트를 처리할 수 있는 시스템을 구축할 수 있으며, 이는 센서 데이터 처리, 금융 거래, 온라인 광고와 같은 사용 사례에 이상적입니다.

또 다른 장점은 유연성입니다. 데이터가 실시간으로 처리되므로 데이터 변경에 최소한의 지연 시간으로 반응할 수 있는 시스템을 구축할 수 있습니다. 이를 통해 변화하는 비즈니스 요구 사항에 적응할 수 있는 복잡한 이벤트 기반 시스템을 구축할 수 있습니다. 예를 들어, 전자상거래 플랫폼에서는 스트림 기반 아키텍처를 사용해 실시간으로 사용자 활동을 추적하고, 사용자의 브라우징 및 구매 기록에 기반해 개인 맞춤형 추천 및 프로모션을 제공할 수 있습니다.

게다가 스트림 기반 아키텍처는 상당한 비용 절감을 제공합니다. 전통적인 일괄 처리 파이프라인은 데이터 처리를 관리하기 위해 비싼 하드웨어와 복잡한 소프트웨어 인프라가 필요하지만, 스트림 기반 시스템은 저렴한 범용 하드웨어로 구축할 수 있어 확장 및 유지 관리가 훨씬 용이합니다.

마지막으로, 스트림 기반 아키텍처는 높은 내결함성을 자랑합니다. 데이터가 실시간으로 처리되기 때문에, 수동 개입 없이도 자동으로 장애를 복구할 수 있는 시스템을 구축할 수 있습니다. 이를 통해 대규모로 운영되는 시스템에서도 높은 신뢰성을 유지할 수 있으며, 데이터 손실이나 시스템 가동 중단의 위험을 줄일 수 있습니다.


마무리

결국, 소프트웨어 아키텍처는 사용자와 이해관계자의 요구를 충족하는 성공적인 소프트웨어 시스템을 구축하는 데 꼭 필요합니다.

소프트웨어 아키텍처는 시스템 설계와 개발의 청사진을 제공하며, 기능적 및 비기능적 요구사항을 충족하고, 적응성을 높이며, 복잡성을 관리하는 데 큰 도움이 됩니다. 그래서 소프트웨어 개발 프로젝트의 초기 단계에서 견고한 아키텍처를 설계하는 데 시간과 자원을 투자하는 것이 매우 중요합니다.

끝까지 읽어주셔서 정말 감사합니다. 질문이 있으시면 댓글로 남겨주세요 !! :))

Written by 개발자서동우
안녕하세요! 저는 기술 분야에서 활동 중인 개발자 서동우입니다. 명품 플랫폼 (주)트렌비의 창업 멤버이자 CTO로 활동했으며, AI 기술회사 (주)헤드리스의 공동 창업자이자 CTO로서 역할을 수행했습니다. 다양한 스타트업에서 일하며 회사의 성장과 더불어 비즈니스 상황에 맞는 기술 선택, 개발팀 구성 및 문화 정착에 깊은 경험을 쌓았습니다. 개발 관련 고민은 언제든지 편하게 연락주세요 :) https://linktr.ee/dannyseo Profile

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