모놀리식 아키텍처란 무엇인가요?

모놀리식 아키텍처를 이해하는 한 가지 방법은 이 용어의 다른 의미를 떠올려 보는 것입니다. 실제 건축 설계를 고려할 때, 거대한 암석 덩어리에서 깎아낸 구조물을 설명하기 위해 모놀리식 건축이라는 표현을 사용합니다. 핵심 단어인 '모놀리스(Monolith)'는 전체가 하나의 덩어리로 이루어져 있어 구성 자체가 완전히 균일하다는 의미를 포함합니다. 하나의 암석 지형에서 여러 개의 맞붙은 건물이 만들어질 수 있으며, 이들은 모두 동일한 암석 기반을 공유합니다.

이 비유는 소프트웨어 엔지니어링 개념에 잘 들어맞습니다. 이러한 맥락에서 모놀리식 아키텍처는 서로 다른 비즈니스 기능(즉, 여러 건물)을 수행하지만, 모두 단일 코드베이스(또는 암석 기반)를 공유합니다.

수십 년 동안 모놀리식 아키텍처는 전통적인 소프트웨어 모델로서 소프트웨어 개발을 완전히 지배했습니다. 그러나 오늘날 모놀리식 아키텍처에 대한 논의에는 점점 더 널리 채택되고 있는 뛰어난 대안, 즉 마이크로서비스를 반드시 포함해야 합니다.

모놀리식 소프트웨어에서는 애플리케이션에 필요한 모든 코드가 하나의 중앙 저장소에 보관됩니다. 이는 시스템이 한 가지 형식의 통신만 허용하도록 조정되어 있기 때문에 개발자에게 추가적인 단순화 이점을 제공합니다. 이 시스템은 서로 다른 서비스 간의 통신을 변환해야 하는 부담이 없습니다. 이를 통해 DevOps와 같은 개발 프로세스를 더 쉽게 수행할 수 있습니다.

모놀리식 애플리케이션에는 일반적으로 다음과 같은 구성 요소가 포함됩니다.

• 클라이언트 측 사용자 인터페이스(UI): 이 맥락에서 '클라이언트 측'은 사용자의 컴퓨팅 장치에 표시되는 내용과 관련됩니다. UI는 사용자가 화면에서 보게 되는 요소를 관리하며, 여기에는 이미지, 텍스트, 브라우저 동작과 관련된 정보 등 UI 화면을 통해 전송될 수 있는 모든 콘텐츠가 포함됩니다.

• 데이터베이스: 모놀리식 아키텍처는 다수의 테이블로 이루어진 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)을 사용합니다.

• 서버 측 애플리케이션: 서버 측 애플리케이션은 메모리, CPU, 스토리지와 같은 서버 리소스에 접근하여 다양한 방식으로 서버의 리소스를 처리합니다.

모놀리식 아키텍처를 더 자세히 살펴보면 다음과 같은 몇 가지 중요한 이점이 있음을 알 수 있습니다.

• 애플리케이션 개발의 용이함: 단일 코드베이스로 구축된 애플리케이션은 개발과 빌드가 더욱 간편합니다.

• 간편한 배포: 모놀리식 아키텍처는 단일 실행 파일이나 디렉터리로 운영되어 배포가 간편합니다. 또한 모놀리식 아키텍처는 사용되는 구성 요소가 적기 때문에 유지 관리가 더욱 용이합니다.

• 번거로움 없는 디버깅: 모놀리식 아키텍처에서는 테스트 및 디버깅 작업이 훨씬 덜 복잡하고 부담이 적습니다. 이러한 엔드투엔드 테스트 작업은 중앙 로깅 시스템을 통해 수행할 수 있습니다

• 보안 강화: 모놀리식 아키텍처는 폐쇄형 시스템이기 때문에 데이터 처리 활동이 완전히 내부에서 이루어져 사이버 위협으로부터 더 안전하게 보호됩니다.

모놀리식 아키텍처를 사용하는 경우 강점처럼 보이는 경직성이 동시에 약점이 될 수 있음을 알 수 있습니다.

• 새로운 기술에 대한 저항성: 모놀리식 애플리케이션은 일반적으로 긴밀하게 결합되어 있어 새로운 기술을 통합하기 어렵습니다. 실제로는 새로운 기능을 추가하기 위해 기존 모놀리식 애플리케이션 전체를 다시 설계해야 하는 경우가 많습니다.

• 확장성 한계: 확장성은 모놀리식 아키텍처의 가장 큰 도전 과제입니다. 필요한 확장 작업이 단일 기능 변경처럼 비교적 작은 경우라도 전체 시스템을 사실상 해체하고 새로운 변경 사항이 반영되도록 다시 구축해야 하는 상황이 생길 수 있습니다. 이 과정은 많은 시간과 인력이 소요될 수 있습니다.

마이크로서비스 아키텍처는 하나의 애플리케이션을 느슨하게 결합된 여러 작은 구성 요소나 서비스로 구성하는 클라우드 네이티브 아키텍처 스타일입니다. 마이크로서비스 애플리케이션은 각 서비스가 자체적인 기술 스택(특정 작업을 위해 결합된 기술 모음)을 가질 수 있습니다.

마이크로서비스가 제공하는 주요 비즈니스 이점 중 하나는 전체 애플리케이션에 영향을 주지 않고 애플리케이션의 새로운 부분을 반영하도록 시스템을 쉽게 업데이트할 수 있는 것입니다. 이를 통해 시간과 인력을 크게 절감할 수 있습니다

마이크로서비스 아키텍처와 유사한 대안으로 이벤트 기반 아키텍처(EDA)가 있으며, 이는 때때로 마이크로서비스와 함께 사용됩니다. EDA에서는 상태 변경이 이벤트로 표현되고 시스템 내에서 처리되도록 스케줄링됩니다. EDA는 느슨한 결합과 실시간 처리를 지원하므로 매력적인 옵션입니다.

마이크로서비스는 지속적인 성장을 위한 준비가 되어 있으며 기술 변화를 수용합니다. 다음은 마이크로서비스가 제공하는 주요 이점입니다.

• 즉시 확장 가능성: 마이크로서비스는 모놀리식 아키텍처에 비해 확장성이 크게 향상됩니다. 개별 서비스가 모듈로 분리되어 있기 때문에 확장 명령을 여러 서비스에 동시에 전달할 수 있습니다. 또한 마이크로서비스는 대규모 애플리케이션 처리에 더 적합합니다.

• 자동화를 위한 설계: 마이크로서비스를 통해 조직은 지속적 통합(CI)과 지속적 전달(CD) 프로세스를 자동화할 수 있습니다. 이를 통해 정기적인 일정에 따라 코드 업데이트를 지속적으로 개발할 수 있습니다.
  

• 독립적인 운영: 마이크로서비스 아키텍처는 각 서비스를 자체 운영 셀로 분할합니다. 독립적인 운영을 가능하게 하여, 한 서비스의 워크플로가 다른 워크플로를 침해할 위험이 없습니다.

마이크로서비스는 많은 이점을 제공하지만 전반적인 복잡성으로 인해 사용 과정에서 발생하는 여러 문제의 근본 원인이 되기도 합니다.

• 복잡한 테스트: 마이크로서비스 환경에서는 애플리케이션의 각 구성요소가 완전히 테스트되기 전에는 디버깅 작업을 시작할 수 없습니다. 여기에는 종속성, 캐싱 작업, 데이터 접근성 점검 등이 포함됩니다. 모든 구성요소가 정상적으로 작동해야 하며 서로 연동되어야 합니다.

• 보안 문제: 마이크로서비스 시스템 내의 다양한 프로세스 간 통신은 API Gateway를 통해 이루어집니다. 이로 인해 인증 등 주요 프로세스에서 보안 취약성이 생길 수 있습니다.

• 지연 시간 증가: 마이크로서비스는 애플리케이션 확장에 뛰어나지만 그 대가로 응답 지연과 처리 지연이 늘어날 수 있습니다. 확장 과정의 모든 요소가 시스템의 복잡성과 데이터 양을 증가시켜 처리 속도를 저하시킬 수 있습니다.

마이크로서비스의 등장으로, 소프트웨어 개발은 신흥 마이크로서비스 아키텍처와 기존 모놀리식 아키텍처 간의 치열한 경쟁 구도로 바뀌었습니다.

겉으로 보면 마이크로서비스가 더 최근에 개발되었기 때문에 더 우수한 아키텍처라고 생각할 수 있습니다. 그러나 이러한 가정은 근시안적이라는 점이 곧 드러납니다. 모놀리식 아키텍처의 단순성에서 이점을 얻을 수 있는 컴퓨팅 상황이 여전히 많습니다.

또한 두 아키텍처 모두 장단점이 있습니다. 조직은 둘 중 한 시스템을 도입하기 전에 두 유형을 면밀히 검토하고 앞으로의 애플리케이션 개발 요구를 미리 고려해야 합니다.

직접적으로 비교할 수 있는 여러 주요 측면에서 모놀리식 아키텍처와 마이크로서비스는 많은 차이를 보입니다.

• 구조: 모놀리식 애플리케이션은 하나의 일체형 단위로 구축되는 반면, 마이크로서비스 아키텍처는 더 작고 독립적으로 운영되는 여러 배포 가능한 서비스 모음으로 구성되어 전혀 다른 접근 방식을 취합니다.

• 구축: 모놀리식 시스템은 전체 구조가 단순한 덕분에 마이크로서비스 아키텍처를 기반으로 하는 시스템보다 구축하기가 더 쉽습니다. 마이크로 서비스 아키텍처는 계획 및 구축 단계에서 훨씬 더 복잡한 준비가 필요합니다.

• 복잡성: 시스템의 복잡성이 증가할수록 향후 다른 기능과 새로운 기능 추가를 수용할 수 있는 동적 프로그래밍 기반을 제공하는 마이크로서비스 아키텍처 모델에 더 적합해집니다.

• 확장성: 마이크로서비스 아키텍처는 잘 정의된 개별 서비스들이 느슨하게 결합되어 모듈식 형태로 쉽게 분리될 수 있고, API를 통해 서로 통신할 수 있도록 설계되어 있습니다. 모놀리식 아키텍처는 두껍게 구성된 코어 구조와 긴밀하게 결합된 소프트웨어 덕분에 적응성이 떨어집니다.

• 디버깅: 디버깅(또는 소프트웨어를 사용해 코딩 문제를 탐지하는 작업)은 책임감 있는 운영의 중요한 부분입니다. 마이크로서비스가 확실한 이점을 갖고 있는 영역이라고 생각할 수도 있지만 사실은 그 반대입니다. 디버깅은 보다 단순한 환경에서 더 효율적이며, 이것이 바로 모놀리식 아키텍처가 제공하는 특징입니다.

• 시장 출시 시간: 시장 출시 시간은 상품을 얼마나 빠르게 제조하고 유통 채널에 투입할 수 있는지를 측정하는 상거래 분야의 핵심 지표입니다. 모놀리식 애플리케이션은 단일 코드베이스만 사용하므로 개발자는 여러 서비스의 소프트웨어를 통합할 필요가 없어 더 빠른 출시가 가능합니다.

• 비즈니스 역량: 두 아키텍처 모두 조직이 처음 도입할 때는 충분히 효과적일 수 있습니다. 문제는 비즈니스가 성장하여 더 큰 규모의 운영이 요구되는 기업 수준의 니즈가 등장할 때 발생합니다. 바로 이때, 모놀리식 아키텍처보다 더 다양한 운영 확장 방법을 제공하는 마이크로서비스 아키텍처의 진가가 드러납니다.

건축 스타일을 언제 사용해야 하는지와 필요한 용도에 따라 가장 적합한 시스템을 파악하는 것은 매우 중요합니다. 다음은 모놀리식 시스템이 가장 잘 활용되는 경우입니다.

• 스타트업: 스타트업은 빠른 비즈니스 결정을 내려야 하면서도 귀중한 스타트업 자금도 보존해야 합니다. 이런 이유로, 모놀리식 아키텍처 모델은 신생 기업에 이상적입니다. 모놀리식 시스템은 배우기 쉽고 빠르게 저비용으로 사용할 수 있는 반면, 마이크로서비스 아키텍처로 전환하는 것은 비용과 시간이 더 많이 소요될 수 있습니다.

• 기본 프로젝트: 모놀리식 아키텍처는 애플리케이션이나 프로토타입 개발(개발하려는 앱이나 프로토타입이 단순한 경우에 한정)에 매우 적합합니다. 이는 단일 코드베이스를 사용하면 개발이 한층 쉬워지기 때문입니다. 여러 소스를 통합할 필요 없이 소프트웨어 전체를 개발할 수 있어 사용도 훨씬 간단해집니다.

마이크로서비스는 가장 복잡한 애플리케이션을 비롯해 다양한 프로젝트에 적용할 수 있습니다.

• 전자 상거래: 전자 상거래는 비교적 짧은 기간에 눈에 띄게 발전했으며, 오프라인 매장 운영의 높은 비용에서 벗어난 수많은 소매업체들의 판매 전략을 완전히 바꿔놓았습니다. 2023년 전자상거래 시장 규모는 아마존(AWS)과 같이 시장을 주도하며 변화에 빠르게 대응하는 글로벌 소매업체들에 힘입어 5조 8천억 달러라는 놀라운 수준으로 성장했습니다.¹

• 엔터테인먼트 플랫폼: 글로벌 규모의 엔터테인먼트 플랫폼을 운영하려면, 경량 및 고부하 작업 모두를 안정적으로 처리할 수 있어야 합니다. 2009년 스트리밍 영상 서비스 대기업인 Netflix는 시스템을 모놀리식 아키텍처에서 클라우드 기반 마이크로서비스 아키텍처로 전환했습니다. 현재 Netflix의 백엔드는 Apache, Cassandra, Chukka, Gluster, Hadoop, Hive, JavaTM, MySQL 등 다양한 애플리케이션으로 구성되어 있으며 부하 분산을 충분히 지원할 수 있습니다.

• 전문가 팀: 앞서 언급했듯이 마이크로서비스 아키텍처는 모놀리식 아키텍처만큼 단순하게 사용할 수 있는 구조가 아닙니다. 이러한 구조를 다루기 위해서는 검증된 기술 역량을 갖춘 개발자가 필요합니다. 또한 마이크로서비스 아키텍처는 운영의 전반적인 복잡성으로 인해 여러 기술 전문가의 지원이 필요한 경우가 많습니다. 이러한 이유로, 충분한 인력이 갖추어진 전문가 팀이 마이크로서비스 아키텍처 구축과 애플리케이션 개발에 가장 적합합니다.