이제 나도 MSA 전문가: 개념부터 실무까지

Strangler Pattern은 마이크로서비스 아키텍처로 전환하는 과정에서 가장 효과적인 전략 중 하나입니다. 이 패턴의 핵심은 기존의 모놀리식(monolithic) 시스템을 한꺼번에 폐기하고 새롭게 구축하는 것이 아니라, 점진적으로 새로운 마이크로서비스를 추가하며 기존 시스템을 서서히 대체하는 방식입니다. 이렇게 하면 큰 규모의 리팩토링에서 발생할 수 있는 리스크를 최소화하면서도, 비즈니스 연속성을 유지할 수 있습니다.

Strangler Pattern의 개념은 2004년 마틴 파울러(Martin Fowler)가 호주 정부의 레거시 시스템 현대화 사례를 분석하며 공식화했습니다. 당시 호주 정부는 대규모 모놀리식 애플리케이션을 재작성하려 했으나, 빅뱅 방식의 실패 위험성과 비용 문제로 인해 점진적 전환 방식을 선택했습니다. 이 패턴의 이름은 호주의 열대우림에서 발견되는 덩굴 식물(Strangler Fig)이 기존 나무를 감싸면서 서서히 대체하는 자연의 원리에서 착안되었습니다. 즉, 기존 시스템을 점진적으로 감싸면서 새로운 아키텍처로 이동하는 것입니다. 이 접근 방식은 기존 시스템을 완전히 재작성(rewrite)하는 데 필요한 대규모 자원과 시간을 절약하는 동시에, 운영 중인 시스템에 미치는 영향을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

이 당시에는 많은 기업들이 거대한 모놀리식 시스템을 유지보수하는 데 어려움을 겪고 있었습니다. 이러한 시스템은 변경하기 어렵고, 배포에도 많은 시간이 소요되며, 기술 스택의 발전 속도를 따라가지 못하는 문제가 있었습니다. 스트랭글러 패턴은 이러한 문제에 대한 해결책으로 등장했으며, 기존 시스템을 완전히 중단시키지 않고도 점진적으로 현대적인 시스템으로 전환할 수 있는 방법을 제시했습니다.

기존의 모놀리식 시스템을 운영하는 조직은 시간이 지나면서 기술적 부채(technical debt)가 누적되며 유지보수 비용이 증가하는 문제에 직면하게 됩니다

Strangler Pattern을 적용하지 않고 기존 시스템을 그대로 유지할 경우, 기술적 부채가 점점 더 쌓이게 됩니다. 새로운 기능을 추가하는 속도가 느려지고, 장애 발생 시 복구가 어려워지며, 궁극적으로 시스템 전체가 혁신의 발목을 잡게 되는 상황이 발생할 수 있습니다.

스트랭글러 패턴은 단순히 권장되는 패턴이 아니라, 복잡한 시스템을 MSA로 전환하는 데 있어 필수적인 전략입니다. 다음과 같은 이유로 스트랭글러 패턴은 매우 중요합니다.

• 위험 감소: 전체 시스템을 한 번에 교체하는 방식은 큰 위험을 수반합니다. 예측하지 못한 문제로 인해 시스템 전체가 중단될 수 있으며, 복구에 많은 시간과 비용이 소모될 수 있습니다. 스트랭글러 패턴은 작은 단위로 점진적으로 전환하기 때문에 위험을 크게 줄일 수 있습니다.
• 지속적인 가치 제공: 기존 시스템을 중단하지 않고 전환을 진행할 수 있기 때문에 사용자에게 지속적으로 새로운 기능을 제공할 수 있습니다. 이는 비즈니스 가치를 창출하고, 경쟁력을 유지하는 데 매우 중요합니다.
• 기술 도입의 유연성: 스트랭글러 패턴을 통해 새로운 기술 스택을 점진적으로 도입할 수 있습니다. 이를 통해 최신 기술을 활용하여 시스템을 더욱 유연하고 효율적으로 만들 수 있습니다.
• 팀의 학습 기회: 새로운 아키텍처와 기술에 대한 학습 기회를 제공합니다. 새로운 기술을 점진적으로 도입함으로써 팀원들은 새로운 환경에 적응하고 기술력을 향상시킬 수 있습니다.

스트랭글러 패턴은 점진적 시스템 전환을 위해 변환 → 공존 → 제거 단계로 구성됩니다. 각 단계는 고유한 특징과 목적을 가지고 있으며, 성공적인 MSA 전환을 위해 순차적으로 적용됩니다.

1. 변환(Transform)

기존 모놀리식 시스템에서 독립적인 기능을 식별하고, 이를 새로운 마이크로서비스로 구현합니다. 이 과정에서 API 게이트웨이 또는 프록시를 활용하여 특정 요청을 새로운 서비스로 리다이렉트합니다.

2. 공존(Coexist)

기존 시스템과 새로운 서비스가 동시에 운영됩니다. 기존 시스템의 일부 기능은 새로운 서비스로 대체되었지만, 전환되지 않은 기능은 기존 시스템에서 계속 실행됩니다. 이 단계에서 데이터 동기화, 트랜잭션 관리 등의 기술적 과제가 발생할 수 있습니다.

3. 제거(Eliminate)

모든 기능이 새로운 서비스로 이전되면, 기존 시스템을 완전히 제거하여 최종적으로 마이크로서비스 기반 시스템을 완성합니다.

스트랭글러 패턴을 성공적으로 구현하기 위해서는 다음과 같은 핵심 요소를 고려해야 합니다.

1. 기능 식별 및 우선순위 결정

기존 시스템에서 독립적인 기능들을 정확하게 식별하고, 전환 우선순위를 결정해야 합니다. 비즈니스 가치, 복잡도, 의존성 등을 고려하여 가장 적합한 기능부터 점진적으로 전환해야 합니다.

2. API 게이트웨이 및 프록시 서버 활용

클라이언트 요청을 새로운 마이크로서비스로 라우팅하기 위해 API 게이트웨이 또는 프록시 서버를 도입합니다. 이는 기존 시스템의 변경을 최소화하고, 시스템 간의 인터페이스를 관리하는 데 중요한 역할을 합니다.

3. 마이크로서비스 개발 및 배포

선택된 기능에 대해 마이크로서비스를 개발하고, 독립적으로 배포합니다. 각 서비스는 독립적으로 작동해야 하며, 다른 서비스에 대한 의존성을 최소화해야 합니다.

4. 트래픽 점진적 전환

초기에는 기존 시스템과 새로운 서비스가 공존하는 상태로 운영하면서, 점진적으로 새로운 서비스로 트래픽을 전환합니다. 이는 시스템 안정성을 확보하고, 문제 발생 시 빠르게 대응할 수 있도록 해줍니다.

5. 기존 코드 및 시스템 제거

새로운 서비스가 완전히 운영되면, 기존 시스템에서 해당 기능을 제거하고 최종적으로 모놀리식 시스템을 폐기합니다.

스트랭글러 패턴을 구현하는 데 유용한 기술 솔루션은 다음과 같습니다.

1. API 게이트웨이

API 게이트웨이는 클라이언트 요청을 받아 적절한 서비스로 라우팅하는 역할을 수행하며, 기존 시스템과 새로운 시스템 간의 인터페이스를 관리할 수 있습니다.

2. 프록시 서버

특정 엔드포인트에 대한 요청을 새로운 서비스로 리다이렉트하여, 기존 시스템과 새로운 시스템 간의 트래픽을 관리합니다. 프록시 서버는 API 게이트웨이보다 단순한 기능에 초점을 맞추고 있습니다.

3. 데이터베이스 추상화

기존 시스템과 새로운 시스템이 동일한 데이터베이스를 공유하는 경우, 데이터베이스 추상화 계층을 도입하여 데이터 동기화 문제를 해결할 수 있습니다. 이를 통해 데이터 모델 변경에 대한 영향을 최소화할 수 있습니다.

4. 메시지 큐

비동기 통신을 위해 메시지 큐를 사용할 수 있습니다. 메시지 큐를 통해 시스템 간의 의존성을 줄이고 확장성을 높일 수 있습니다.

5. BFF (Backend For Frontend)

클라이언트 애플리케이션의 요구 사항에 맞춰 API를 구성하는 패턴입니다. BFF는 클라이언트 애플리케이션에 필요한 데이터를 최적화하여 불필요한 데이터 전송을 줄이고 성능을 향상시키는 데 도움을 줍니다. 스트랭글러 패턴에서는 기존 시스템과 새로운 시스템 간의 인터페이스를 추상화하는 데 활용될 수 있습니다.

스트랭글러 패턴을 성공적으로 적용하기 위해서는 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다.

• 데이터 동기화 문제 해결: 기존 시스템과 새로운 마이크로서비스 간의 데이터 일관성을 유지하는 것이 핵심 과제입니다. CDC(Change Data Capture)나 이벤트 소싱(Event Sourcing) 등의 기법을 활용하여 데이터 동기화를 관리할 수 있습니다.
• 분산 트랜잭션 처리: 기존 시스템과 새로운 마이크로서비스 간의 트랜잭션을 효과적으로 처리하기 위해, SAGA 패턴과 같은 분산 트랜잭션 관리 기법을 적용할 수 있습니다.
• 모니터링 및 로깅: 전환 과정에서 발생하는 문제를 신속하게 감지하고 대응하기 위해, Prometheus, Grafana, OpenTelemetry와 같은 모니터링 및 로깅 솔루션을 활용해야 합니다.

스트랭글러 패턴은 기존 모놀리식 시스템을 마이크로서비스 아키텍처로 전환하는 가장 현실적인 방법 중 하나입니다. 이 패턴을 활용하면, 대규모 리팩토링 없이 점진적으로 시스템을 개선하고 클라우드 네이티브 환경으로 전환할 수 있습니다. 성공적인 적용을 위해서는 프록시 설정, 데이터 동기화, API 게이트웨이 활용, 분산 트랜잭션 관리 등의 요소를 신중하게 고려해야 합니다. CNCF에서 제공하는 다양한 클라우드 네이티브 기술과 함께 Strangler Pattern을 적용하면, 보다 유연하고 확장 가능한 시스템을 구축할 수 있을 것입니다.