클라우드 네이티브 아키텍처:개발의 미래

클라우드 네이티브는 이미 소프트웨어 개발의 미래로 입증되었습니다. 2025년까지 엔터프라이즈 앱의 80%가 클라우드 기반이 되거나 클라우드 네이티브 앱으로 전환하는 과정에 있을 것입니다.

IT 부서는 비용을 절감하고 설계를 오프사이트에서 안전하게 유지하기 위해 클라우드로 마이그레이션하고 있습니다. 이러한 전환에 대해 생각하기 전에 해당 애플리케이션의 아키텍처를 이해해야 합니다.

클라우드 네이티브 아키텍처란 무엇입니까?

클라우드 네이티브 애플리케이션은 클라우드 컴퓨팅 인프라에서 실행되는 컨테이너에 패키징된 마이크로서비스로 구성됩니다. 이러한 애플리케이션은 클라우드에서 개발, 테스트 및 배포됩니다. 따라서 프라이빗, 퍼블릭, 하이브리드 또는 멀티 클라우드 인프라에서 실행됩니다.

클라우드 네이티브 애플리케이션에는 함께 작동하는 느슨하게 결합된 서비스 모음인 마이크로서비스 아키텍처 설계가 있습니다. 각 서비스에는 기능이 있으며 독립적인 구성 요소를 나타냅니다. 컨테이너 오케스트레이션 시스템은 이러한 재사용 가능하고 탄력적이며 확장 가능한 기능 모델을 관리합니다. 이러한 시스템이 있으면 클라우드 네이티브 애플리케이션은 필요할 때 리소스를 추가하거나 제거하여 수평적으로 리소스를 확장할 수 있습니다.

클라우드 네이티브 아키텍처를 사용하여 앱을 개발하고 실행한다는 것은 다양한 플랫폼 및 클라우드 공급자와 호환된다는 것을 의미합니다. 이를 통해 비즈니스에 필요한 유연성과 활용할 수 있는 다양한 리소스를 제공합니다. 예를 들어 phoenixNAP의 Bare Metal Cloud는 기존 인프라와 통합할 수 있는 클라우드 네이티브 지원 IaaS 플랫폼입니다.

이러한 시스템은 개발자에게 지속적인 통합 및 지속적 배포를 보장할 수 있는 플랫폼을 제공합니다. 클라우드 네이티브 아키텍처의 원칙에 따라 애플리케이션을 설정함으로써 개발자는 다운타임이나 가용성에 대한 걱정 없이 사용자 경험을 개선하고 새로운 기능을 추가하기 위해 노력합니다.

클라우드 네이티브 디자인의 유형

• 기본. 기본 클라우드 네이티브 설계는 클라우드에서 시스템을 주기적으로 백업합니다. DNS를 통해 애플리케이션에 연결합니다. DNS는 앱으로 이동하는 로드 밸런서 중 하나에 액세스합니다. 주요 데이터는 애플리케이션과 통신하는 마스터 및 슬레이브 데이터베이스에 보관됩니다.
• 멀티 클라우드. 하나의 애플리케이션 구성 요소는 여러 클라우드 플랫폼에서 실행할 수 있습니다. DNS를 통해 액세스합니다. 이러한 설정에는 중복 시스템이 필요하지 않습니다. 구성 요소가 여러 환경에서 작동하는 동안 데이터는 플랫폼에 저장됩니다.
• 하이브리드. DNS를 통해 애플리케이션에 액세스합니다. DNS는 앱으로 이동하는 로드 밸런서 중 하나에 연결합니다. 앱이 마스터 데이터베이스로 푸시하는 동안 복제본은 슬레이브 데이터베이스, 다른 클라우드 플랫폼 또는 건물에 저장됩니다.

클라우드 네이티브 아키텍처의 5가지 원칙

클라우드 네이티브 아키텍처를 기반으로 애플리케이션을 설계하고 실행한다는 것은 최적화된 성능과 빠른 제공을 보장하기 위해 특정 원칙을 따르는 것을 의미합니다.

자립형 컨테이너

클라우드 네이티브 아키텍처는 특정 마이크로서비스에 필요한 모든 것(라이브러리, 종속성, 경량 런타임)을 보유하는 컨테이너로 구성됩니다. 격리된 컨테이너 안에 모든 요구 사항이 패키지되어 있으므로 개발자는 환경 간에 신속하게 이동할 수 있습니다.

이러한 이동성과 독립성은 외형화된 구성의 결과이기도 하다. 컨테이너 자체에는 특정 환경에 대해 구성된 변경할 수 없는 인프라가 있습니다.

가장 일반적으로 사용되는 컨테이너 기술은 Docker이며 Kubernetes는 컨테이너화된 애플리케이션을 배포, 확장 및 관리하는 데 사용됩니다.

상호작용 및 협업을 위해 설계된 관리형 서비스

클라우드 네이티브 서비스는 서로 및 타사 애플리케이션과 통신해야 합니다. 클라우드 네이티브 앱은 RESTful API와 같은 API를 사용하여 서비스와 외부 애플리케이션 또는 레거시 프로그램 간의 통신을 설정합니다.

내부 통신 및 관리와 관련하여 마이크로서비스는 모든 내부 통신을 처리하는 전용 인프라 계층을 추가할 수 있는 가능성을 제공합니다. 이 레이어를 서비스 메시라고 합니다. 주요 역할은 클라우드 네이티브 아키텍처 내에서 서비스를 연결, 보호 및 관찰하는 것입니다. Istio가 가장 인기 있는 선택인 만큼 다양한 오픈 소스 서비스 메시 구현이 있습니다.

상태 비저장 및 확장 가능한 구성요소

클라우드 네이티브 아키텍처를 사용하려면 애플리케이션에 상태 독립 구성 요소가 있어야 합니다. 즉, 상태를 외부에 저장하므로 서비스 내의 모든 인스턴스가 지정된 요청을 처리할 수 있습니다. 분산 클라우드 네이티브 애플리케이션을 설계할 때 가능한 한 많은 상태 비저장 구성 요소가 필요합니다.

데이터 지속성 또는 세션을 유지하지 않고 시스템은 쉽게 확장, 복구, 롤백 및 로드 밸런싱할 수 있습니다. 워크로드에 따라 클라우드 네이티브 앱은 수평으로 확장되어 필요할 때 인스턴스를 추가 및 제거합니다. 또한 상태 비저장 특성을 통해 개발자는 교체품을 가동하여 가동 중지 시간을 최소화하면서 기존 인스턴스를 복구할 수 있습니다. 상태 비저장 구성 요소를 사용하면 애플리케이션의 이전 버전으로 롤백하고 인스턴스 간의 로드 밸런싱도 더 간단합니다.

자동화된 프로세스 및 CI/CD 파이프라인

클라우드 네이티브 시스템의 주요 장점 중 하나는 인프라가 자동화하기 쉽다는 것입니다. 개발자는 더 빠른 수리, 확장 및 배포를 위해 CI/CD 파이프라인을 통해 자동화를 활용할 수 있습니다. 따라서 구축, 테스트 및 배포를 자동화해야 합니다. 또한 롤백, 카나리아 배포, 확장 및 축소, 모니터링, 복구는 모두 자동화할 수 있는 프로세스입니다.

탄력적인 아키텍처

앱 개발의 주요 초점은 탄력적인 애플리케이션을 설계하는 것입니다. 여기에는 고가용성 및 효율적인 재해 복구 계획이 포함된 시스템 구축 및 구성이 포함됩니다. 실패는 불가피하므로 미래에 발생할 수 있는 문제에 대처하는 가장 좋은 방법은 미리 계획하는 것입니다.

마이크로서비스를 중심으로 한 클라우드 네이티브 아키텍처는 복원력을 보장하는 강력한 시스템을 제공합니다. 자동화된 복구 및 상태 비저장 확장 가능한 구성 요소를 사용하여 필요할 때 여러 인스턴스가 작업을 인수할 수 있습니다. 따라서 다운타임을 최소화하고 앱을 계속 실행하여 최상의 사용자 경험을 제공할 수 있습니다.

클라우드 네이티브 아키텍처의 장점과 단점

클라우드 네이티브 애플리케이션의 기본 원칙과 아키텍처에 대해 학습한 후 주요 장점과 잠재적인 어려움을 검토하십시오.

장점:

• 느슨하게 결합된 마이크로서비스를 통해 개발자는 전체 앱에 영향을 주지 않고 각 마이크로서비스에서 독립적으로 작업합니다.
• Kubernetes와 같은 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼을 사용하면 개발자가 전체 애플리케이션을 분해하지 않고도 버그를 찾을 수 있으므로 문제 해결이 간소화됩니다.
• 마이크로서비스는 플랫폼에 구애받지 않기 때문에 애플리케이션 요구 사항에 가장 적합한 언어와 프레임워크로 작성할 수 있습니다.
• 중앙 컨테이너 오케스트레이터는 수요에 따라 자동 일정 및 리소스 할당을 관리하여 성능을 향상시킵니다.
• 기업은 단일 제공업체에 의존할 필요가 없습니다. 마이크로서비스 아키텍처를 통해 멀티 클라우드 또는 하이브리드 클라우드 전략을 채택할 수 있습니다.

단점:

• 팀은 마이크로서비스의 CI/CD를 보장하기 위해 DevOps 파이프라인을 설정하고 이에 적응해야 합니다.
• 급속한 확장으로 인한 보안 위험과 클라우드 네이티브 아키텍처의 동적 특성으로 인해 마이크로서비스를 모니터링하고 관리해야 합니다.
• 일부 마이크로서비스는 운영 체제나 시스템에 종속되게 만드는 특정 기능이 필요할 수 있습니다.

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