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클라우드 네이티브
클라우드 네이티브(Cloud native)는 애플리케이션을 개발, 배포, 관리하는 방식으로 클라우드 환경에서 그 장점을 최대한 활용할 수 있도록 설계된 방법론과 기술들을 포함하는 개념이다. 클라우드 네이티브는 애플리케이션이 확장성과 민첩성을 갖추고 클라우드 기반으로 최적화되도록 하는 것을 목표로 한다. 컨테이너화, 마이크로서비스 아키텍처, 데브옵스(DevOps), 지속적 통합과 배포(CI/CD) 등이 그 대표적 요소이다.
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목차
개요
클라우드 네이티브 기술은 조직이 퍼블릭, 프라이빗, 그리고 하이브리드 클라우드와 같은 현대적이고 동적인 환경에서 확장 가능한 애플리케이션을 개발하고 실행할 수 있게 해준다. 컨테이너, 서비스 메쉬, 마이크로서비스, 불변(Immutable) 인프라, 그리고 선언형(Declarative) API가 이러한 접근 방식의 예시들이다. 이 기술은 회복성, 관리 편의성, 가시성을 갖춘 느슨하게 결합된 시스템을 가능하게 한다. 견고한 자동화 기능을 함께 사용하면 엔지니어는 영향이 큰 변경을 최소한의 노력으로 자주, 예측 가능하게 수행할 수 있다. 클라우드 네이티브라는 용어는 2015년에 리눅스에서 처음으로 사용했다. 이후 CNCF(Cloud native Computing Foundation)라는 비영리 재단을 만들어 클라우드 네이티브 소프트웨어가 지속적으로 발전할 수 있도록 관리하고 있다. 참여 멤버사와 프로젝트가 빠르게 증가하여 현재는 740개 이상의 멤버사가 참여하여 운영되고 있다.[1][2]
주요 요소
컨테이너화
컨테이너화(Containerization)는 소프트웨어를 작은 단위로 분리해, 독립적으로 실행될 수 있도록 만드는 기술이다. 각 컨테이너는 해당 애플리케이션이 필요한 라이브러리와 의존성들을 포함하여 시스템 전반에서 격리된 환경을 제공한다. 도커(Docker)와 쿠버네티스(Kubernetes) 같은 컨테이너 기술은 다양한 환경에서의 일관된 성능을 보장하며, 리소스 사용의 효율성을 높인다. 컨테이너화는 애플리케이션의 가벼운 배포와 유연성을 극대화하여, 클라우드 환경에서의 스케일링과 운영을 효율적으로 관리할 수 있도록 한다.[3]
마이크로서비스 아키텍처
마이크로서비스 아키텍처(MicroService Architecture, MSA)는 애플리케이션을 독립적인 작은 기능들로 분해하여 구축하는 기술이다. 클라우드 네이티브는 마이크로서비스 아키텍처와 밀접한 관련이 있다. 전통적인 모놀리식 구조와 달리, 마이크로서비스는 애플리케이션을 작은 단위의 서비스로 분리하고, 각 서비스가 독립적으로 개발, 배포 및 확장될 수 있도록 한다. 각 마이크로서비스는 특정 기능이나 작업을 수행하며, 다른 서비스와 API를 통해 소통하여 전체 애플리케이션을 형성한다. 이는 클라우드 환경에서 특정 서비스의 유연한 확장과 관리가 가능하게 하며, 장애 발생 시에도 서비스 전체에 미치는 영향을 줄인다. 또한 프로그래밍 언어에 구속받지 않는 API를 통해 통신하며, 이는 개발자가 새로운 애플리케이션 구성 요소를 기존 아키텍처에 통합하는 방식을 간소화한다.[3]
데브옵스와 CI/CD
클라우드 네이티브 환경에서 데브옵스는 개발과 운영을 통합하여 지속적인 개선과 업데이트를 빠르고 안정적으로 수행하는 데 필수적이다. CI/CD(Continuous Integration/Continuous Deployment)는 코드의 변동 사항을 자동으로 통합하고 배포하는 과정을 자동화하여 소프트웨어 출시 주기를 단축하고, 코드 변경 사항이 실시간으로 애플리케이션에 반영되도록 한다. CI/CD를 통해 개발팀과 운영팀은 동일한 목표를 향해 협력하며, 더 자주 배포하는 동시에 안정성을 유지할 수 있다.[3]
오토스케일링과 탄력성
클라우드 네이티브 애플리케이션은 자원 사용량에 따라 자동으로 인프라를 확장하거나 축소할 수 있는 오토스케일링(Auto-Scaling) 기능을 활용하여 비용 효율성을 높인다. 이는 클라우드 서비스 제공자들이 제공하는 기능과 밀접하게 연관되며, 쿠버네티스 등의 컨테이너 오케스트레이션 툴이 이를 지원한다. 트래픽 급증 시 자동으로 인스턴스를 확장하고, 필요하지 않을 때는 인프라 규모를 축소해 리소스를 최적화할 수 있다.[3]
장점
- 확장성 : 클라우드 네이티브 애플리케이션은 요구에 맞춰 확장 가능하도록 설계되어 있으며, 특정 기능이나 서비스가 추가 리소스를 필요로 할 때 별도로 확장할 수 있어 효율적인 리소스 사용이 가능하다.
- 민첩성 : 애플리케이션을 작은 단위로 관리하므로 새로운 기능을 더 빠르게 추가하고 배포할 수 있다. 이는 기업이 시장 변화에 더 빠르게 대응할 수 있도록 돕는다.
- 유연한 관리와 효율성 : 클라우드 네이티브는 코드의 빠른 배포와 기능의 신속한 업데이트를 지원해 관리 효율성을 높인다. 데브옵스 및 CI/CD는 오류를 사전에 탐지하고 즉시 해결할 수 있도록 해 운영 효율성 또한 높인다.
- 독립성: 이 아키텍처는 클라우드 네이티브 애플리케이션을 서로 독립적으로 구축할 수 있도록 한다. 이는 각각의 애플리케이션을 개별적으로 관리하고 배치할 수도 있다는 것을 의미한다.
- 복원성: 잘 설계된 클라우드 네이티브 애플리케이션은 인프라스트럭쳐가 중단되어도 온라인 상태를 유지할 수 있다.
- 표준 기반: 상호 운용성과 작업 로드 이식성을 위해 클라우드 네이티브 서비스는 오픈 소스 및 표준 기반 기술에 기반하는 경우가 많다. 이를 통해 벤더 종속성이 줄어들고 이동성이 향상된다.
- 자동화: 클라우드 네이티브 애플리케이션은 데브옵스 자동화 기능을 사용하여 정기적으로 릴리스되는 소프트웨어 변경 사항을 지속적으로 전달 및 배포할 수 있다. 또한 개발자는 blue-green 및 카나리아 배포와 같은 방법을 사용하여 사용자 경험을 방해하지 않고 앱을 개선할 수 있다.[4]
사례
넷플릭스
넷플릭스는 데이터센터 기반의 모놀리식 애플리케이션에서 클라우드 네이티브로 전환하는 대규모 프로젝트를 진행하였다. 기존 모놀리식 구조는 확장성과 유연성이 제한되었고, 단일 데이터베이스 의존으로 인해 서비스 중단의 위험이 있었다. 넷플릭스는 클라우드 네이티브 전환을 통해 마이크로서비스 아키텍처를 도입하여 서비스가 독립적으로 확장될 수 있도록 개선하였다. 각 서비스가 독립적으로 기능하고 자동 확장되도록 설정하여, 트래픽 급증 시에도 안정적인 성능을 유지할 수 있게 되었다. 또한, 넷플릭스는 '풀 사이클 개발자' 개념을 도입하여 데브옵스 문화를 강화했다. 이를 통해 개발자들이 자신이 작성한 코드를 직접 배포하고 운영하며 문제 발생 시 직접 해결하는 구조를 마련했다. 넷플릭스 클라우드&플랫폼 엔지니어링 부사장 유리 이즈라일레브스키는 클라우드 네이티브 전환이 기술적 변화에 국한되지 않고 회사의 운영방식, 조직 구조에도 큰 변화를 가져왔다고 강조하였다. 이 전환을 통해 넷플릭스는 2021년 기준, 2008년 대비 회원 수가 8배, 월간 스트리밍 시간이 1000배 증가하는 등 서비스 확장에 성공할 수 있었다.[5]
아마존
아마존은 빠른 성장에 따른 비즈니스 요구를 충족하기 위해 클라우드 네이티브로 전환하였다. 초기에는 모놀리식 아키텍처와 서비스 지향 아키텍처(SOA)를 통해 시스템을 운영했으나, 성장과 함께 데이터베이스 비대화, 시스템 장애의 위험성, 빌드와 배포 시간의 지연 등 여러 제약이 발생했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 아마존은 마이크로서비스 아키텍처를 도입하고, 개별 서비스에 자율적인 데브옵스 팀을 구성하여 개발과 운영의 독립성을 강화하였다. 이 데브옵스 팀은 기획, 개발, 운영, 보안 등 서비스를 중심으로 자율적인 관리를 가능하게 하여 빠른 혁신을 지원하였다. 또한, 아마존은 CI/CD 파이프라인을 자동화하여, 지속적인 통합 및 배포를 가능하게 하고 애플리케이션 품질을 유지하면서도 빠른 릴리즈 사이클을 구현하였다. 이와 같은 구조는 아마존이 글로벌 시장에서 경쟁력을 유지하는 데 큰 기여를 하였다.[6]
우버
2009년 설립된 우버는 모바일 승차공유 플랫폼으로 빠르게 성장하며 글로벌 서비스를 제공하게 되었다. 그러나 초기의 모놀리식 구조는 기능을 하나로 통합하여 운영하였기 때문에 확장성과 유지보수에 어려움이 많았다. 기하급수적인 서비스 확장을 겪으며, 기존 구조로는 특정 기능을 수정하거나 배포하기 위해 전체를 재패키징해야 하는 비효율이 발생하였다. 우버는 클라우드 네이티브 아키텍처로 전환하여 마이크로서비스로 기능을 분리하고, 각 기능이 독립적으로 작동할 수 있도록 하였다. 이를 통해 애플리케이션이 탄력적으로 확장될 수 있도록 개선하였으며, 글로벌 서비스 제공을 위한 다양한 지역에서의 애플리케이션 관리 및 운영이 용이해졌다. 이러한 변화로 우버는 고객과 드라이버 간의 연결을 원활하게 유지할 수 있었으며, 전 세계적으로 지속적인 서비스 성장을 이룰 수 있었다.[6]
행정안전부
대한민국 행정안전부는 국토정보 플랫폼, 고용산재보험 서비스 등 여러 정보 시스템을 클라우드 네이티브 방식으로 전환하였다. 전환 과정에서 행정안전부는 서버와 저장소 같은 IT 자원을 클라우드에 맞게 최적화하여, 특정 기능에 대한 트래픽이 증가하더라도 자동 확장을 통해 원활한 서비스 제공이 가능하도록 하였다. 행안부는 단순히 클라우드로 인프라를 이전하는 것에서 나아가 시스템을 여러 작은 애플리케이션으로 분할하여 전환하는 방식을 채택하였다. 이로 인해 시스템 중단 시간은 95% 감소, 서비스 요청 처리 시간은 26% 단축되었고, 사용자가 폭증할 경우에도 처리 용량을 자동으로 4.5배 확장할 수 있게 되었다. 행정서비스의 안정성과 효율성이 크게 개선된 이 사례는 다른 공공기관에 클라우드 네이티브 전환의 좋은 본보기가 되었다.[7]
모범 사례
클라우드 네이티브 애플리케이션 개발에서 성공하기 위해서는 적절한 기술과 함께 개발 및 운영 관행을 철저히 따르는 것이 중요하다. 다음은 클라우드 네이티브 성공을 위한 몇 가지 핵심 모범 사례이다. 첫 번째 모범 사례는 마이크로서비스 아키텍처를 수용하는 것이다. 애플리케이션을 작은 단위로 분리하여 독립적으로 배포 가능하도록 함으로써, 팀 간 협업을 강화하고 서비스 단위로 확장할 수 있다. 두 번째는 컨테이너화된 애플리케이션의 배포를 추구하는 것이다. 컨테이너는 애플리케이션과 그 의존성을 패키징하여 일관된 실행을 보장하며, 쿠버네티스를 통한 컨테이너 오케스트레이션으로 배포, 확장, 관리를 자동화할 수 있다. 세 번째는 지속적인 통합 및 지속적인 배포(CI/CD) 파이프라인을 구축하는 것이다. 지속적인 통합 및 배포를 자동화하여 애플리케이션 품질을 유지하면서도 빠른 배포 주기를 가능하게 한다. 이를 통해 코드 변경 사항이 빠르게 반영되어 기능이 신속히 개선된다. 네 번째 모범 사례는 애플리케이션과 인프라의 모니터링 및 로깅 전략을 구현하는 것이다. 애플리케이션 성능 모니터링(APM) 도구와 로깅 솔루션을 통해 애플리케이션 상태를 실시간으로 감시하고, 문제를 신속하게 해결할 수 있다. 마지막으로, 보안을 애플리케이션 개발의 초반 단계부터 고려하는 것도 중요하다. 보안은 개발 생명주기 전반에 걸쳐 통합되어야 하며, 개발 초반부터 보안을 강화하는 것이 중요하다. 이와 같은 사례와 모범 관행을 통해 클라우드 네이티브는 디지털 전환을 추진하는 많은 기업과 기관이 IT 인프라의 민첩성과 확장성을 높이도록 돕고 있다.[8]
해결과제
- 마이크로서비스로 인한 복잡성
클라우드 네이티브의 핵심인 마이크로서비스 아키텍처는 애플리케이션을 여러 개의 독립된 서비스로 분리한다. 이는 각 기능을 독립적으로 배포, 확장할 수 있게 해주지만 동시에 각 서비스가 독립적으로 배포되면서 여러 팀 간의 조율과 의존성 관리가 필요하다. 실제로 서비스가 수백, 수천 개로 나뉘면 의사소통과 디버깅 과정에서 복잡성이 크게 증가하게 된다. 예를 들어, 문제 발생 시 여러 서비스가 얽혀 있어 원인을 파악하기가 쉽지 않으며, 이를 해결하는 데 시간이 오래 걸릴 수 있다. 따라서, 각 서비스 간의 상호작용을 철저히 모니터링하고 관리할 수 있는 시스템이 필수적이다.
- 컨테이너 오케스트레이션의 운영 복잡성
클라우드 네이티브 환경에서 흔히 사용하는 컨테이너는 애플리케이션과 그 종속성을 패키징하여 환경에 구애받지 않고 실행할 수 있도록 해준다. 그러나 컨테이너는 그 자체로 일시적인 특성을 가지기 때문에 자주 생성되었다가 삭제되는 과정에서 오케스트레이션 도구, 특히 쿠버네티스와 같은 시스템이 필요하다. 쿠버네티스는 다수의 컨테이너를 관리하며 자동 확장, 로드 밸런싱, 롤링 업데이트를 지원하지만 이를 설정하고 유지하는 과정이 복잡하고 기술적 전문성이 요구된다. 이 때문에 엔지니어에게 추가적인 부담이 발생할 수 있으며, 시스템이 커질수록 관리와 유지보수가 점점 어려워진다.
- 서비스 간 데이터 일관성 및 통합 문제
마이크로서비스 아키텍처에서는 각 서비스가 독립된 데이터베이스를 가지며, 데이터 일관성과 통합이 도전 과제가 된다. 특히 분산된 시스템 내에서 서비스가 서로 다른 상태를 가질 때 데이터 일관성을 보장하는 것은 매우 어려운 문제다. 이 문제를 해결하기 위해서는 이벤트 기반의 아키텍처나 데이터 일관성 보장을 위한 추가 기술들이 필요하다.
- 보안과 컴플라이언스
클라우드 네이티브 아키텍처는 온프레미스보다 보안에 더 큰 노력을 요구한다. 데이터가 퍼블릭 클라우드에 저장되며, 각 서비스가 외부 API와 연동되는 과정에서 보안이 취약해질 수 있다. 이를 해결하기 위해 제로 트러스트 모델을 도입하여 인증과 접근 제어를 강화하고, DevSecOps를 통해 개발 초기부터 보안을 통합하는 방식이 요구된다. 또한 산업 표준 규정에 맞춰 클라우드 환경을 구성하고, 정기적인 감사와 검토가 필요하다.[9]
각주
- ↑ 류다혜, 〈클라우드 원어민? 클라우드 네이티브(Cloud Native)와 4가지 핵심 기술〉, 《KT엔터프라이즈》, 2022-03-17
- ↑ 〈클라우드 네이티브 컴퓨팅〉, 《위키백과》
- ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 〈클라우드 네이티브란?〉, 《신시웨이》, 2024-02-14
- ↑ 〈클라우드 네이티브란?〉, 《오라클 대한민국》
- ↑ 〈클라우드 네이티브 정의부터 사례까지.zip〉, 《가비아 라이브러리》
- ↑ 6.0 6.1 일잘러 김프로의 업무노하우, 〈IT트렌드 알아보기 - 클라우드 네이티브(Cloud Native) 적용 사례〉, 《티스토리》, 2023-06-09
- ↑ 이성훈 기자, 〈정부 시스템 클라우드 네이티브(Native)로 더 빠르게 개선하고 안정적으로 제공한다〉, 《트루진》, 2024-10-26
- ↑ F-Lab, 〈클라우드 네이티브 애플리케이션 개발의 모범 사례〉, 《F-Lab》, 2024-03-19
- ↑ 이수현 기자, 〈'성공의 필수 요소' 클라우드 네이티브, 장단점은 무엇〉, 《한국클라우드신문》, 2023-08-17
참고자료
- 〈클라우드 네이티브 컴퓨팅〉, 《위키백과》
- 〈클라우드 네이티브란?〉, 《오라클 대한민국》
- 〈클라우드 네이티브 정의부터 사례까지.zip〉, 《가비아 라이브러리》
- 류다혜, 〈클라우드 원어민? 클라우드 네이티브(Cloud Native)와 4가지 핵심 기술〉, 《KT엔터프라이즈》, 2022-03-17
- 일잘러 김프로의 업무노하우, 〈IT트렌드 알아보기 - 클라우드 네이티브(Cloud Native) 적용 사례〉, 《티스토리》, 2023-06-09
- 이수현 기자, 〈'성공의 필수 요소' 클라우드 네이티브, 장단점은 무엇〉, 《한국클라우드신문》, 2023-08-17
- 〈클라우드 네이티브란?〉, 《신시웨이》, 2024-02-14
- F-Lab, 〈클라우드 네이티브 애플리케이션 개발의 모범 사례〉, 《F-Lab》, 2024-03-19
- 이성훈 기자, 〈정부 시스템 클라우드 네이티브(Native)로 더 빠르게 개선하고 안정적으로 제공한다〉, 《트루진》, 2024-10-26
같이 보기
