분산 애플리케이션은 하나 이상의 컴퓨터에서 동시에 실행되고 네트워크를 통해 통신하는 프로그램입니다. 이 블로그 게시물에서는 분산 애플리케이션의 작동 방식, 독립형 애플리케이션 또는 기존 애플리케이션과의 차이점, 사용 방법, 장단점, 애플리케이션을 구축하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 도구와 기술에 대해 자세히 설명합니다.
분산 애플리케이션은 어떻게 작동하나요?
분산 컴퓨팅의 애플리케이션은 특정 목표나 작업을 달성하기 위해 상호 작용합니다. 이러한 애플리케이션은 서버 또는 클라우드 인프라 플랫폼에 저장할 수 있습니다. 분산 애플리케이션은 단일 클라이언트 컴퓨터와 서버를 포함하는 비교적 단순한 형태일 수도 있고, 여러 클라이언트 컴퓨터와 서버를 포함하는 복잡한 형태일 수도 있는데, 이는 주로 사용 계획에 따라 달라집니다.
네트워크를 통해 연결된 분산 애플리케이션
또한 일부 분산 애플리케이션은 프론트엔드(클라이언트)와 백엔드(서버) 애플리케이션으로 구성된 두 개의 개별 소프트웨어 프로그램이라는 점에 유의해야 합니다. 프런트엔드는 클라이언트 컴퓨터에서 실행되며 최소한의 처리 능력이 필요한 반면, 백엔드는 훨씬 더 많은 처리 능력과 전용 시스템이 필요하며 서버 컴퓨터에서 실행됩니다.
다른 분산 애플리케이션에서는 기능이 더 작고 독립적인 부분으로 분리됩니다. 이러한 애플리케이션은 개별 마이크로서비스 를 사용하여 더 광범위한 애플리케이션 내에서 다양한 문제를 처리합니다. 에서 클라우드 네이티브 환경와 같이 개별 구성 요소는 일반적으로 클러스터에서 컨테이너로 실행됩니다. 이 블로그의 뒷부분에서 분산 애플리케이션이 어떻게 구축되는지에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
독립형 애플리케이션과 분산형 애플리케이션
독립형 애플리케이션은 단일 시스템에 의존하여 실행됩니다. 따라서 모든 처리, 데이터 저장 및 검색이 단일 시스템 또는 서버에서 이루어집니다. 애플리케이션이 클라이언트-서버 모델인 경우, 소프트웨어는 클라이언트 또는 클라이언트가 액세스한 서버에서 실행됩니다. 이러한 애플리케이션은 유지 관리 및 개발이 훨씬 간단하며 서로 다른 시스템 간의 통신 및 조정을 위한 인프라가 필요하지 않습니다. 애플리케이션은 통신을 위해 네트워크에 의존하지 않기 때문에 네트워크 오류로 인한 통신 장애가 발생하지 않습니다.
그러나 이는 또한 이러한 시스템의 기능이 제한되어 있고 확장성이 없다는 것을 의미합니다. 단일 시스템에서 실행되는 애플리케이션은 단일 장애 지점이며, 시스템에 장애가 발생하면 애플리케이션을 더 이상 사용할 수 없게 됩니다. 또한 경계가 명확하지 않은 공유 코드베이스에서 더 많은 개발자가 작업해야 하기 때문에 성장하는 개발자의 속도에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
반면에 분산 애플리케이션은 여러 시스템을 통해 처리, 데이터 저장 및 검색이 가능한 상호 연결된 시스템입니다. 서버와 클라이언트 모두에서 동시에 실행할 수 있습니다. 분산 애플리케이션 사용의 장점은 애플리케이션을 실행하는 시스템이 다운되더라도 다른 시스템이 작업을 재개할 수 있는 안정성을 제공한다는 것입니다. 전체 시스템이 더 많은 애플리케이션 오류를 견딜 수 있습니다. 또한 수평 스케일링독립형 애플리케이션에서는 불가능합니다. 그러나 이러한 장점은 복잡성과 운영 오버헤드가 증가한다는 대가를 치릅니다.
분산 애플리케이션을 사용하려면 어떻게 해야 하나요?
병원, 은행 또는 기타 서비스 중심 조직에서 실행되는 애플리케이션을 생각해 보세요. 동일한 소프트웨어가 여러 컴퓨터에서 실행되기 때문에 사람들은 동일하거나 다른 위치에서 데이터 로깅, 주소 업데이트, 거래 정보 검색 등 기록의 다양한 측면을 편집하면서 동일한 기록에 대해 작업할 수 있습니다.
분산 애플리케이션의 일반적인 사용 사례는 다음과 같습니다:
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- 웹 브라우저(Tor)
- 전자상거래 웹사이트(아마존, 이베이)
- 블록체인 애플리케이션(비트코인, 이더리움)
- 클라우드 컴퓨팅 플랫폼(AWS, Microsoft Azure)
- 분산 데이터베이스 (카우치베이스, 아파치 카산드라)
- P2P 파일 공유 네트워크(BitTorrent)
한 위치에서 데이터를 저장하고 다른 위치에서 데이터를 검색하는 모든 애플리케이션은 분산 애플리케이션으로 간주할 수 있습니다. 특정 사용 사례에 적합한 아키텍처가 무엇인지 이해하려면 개발자가 만들 수 있는 다양한 유형의 분산 애플리케이션을 살펴봐야 합니다.
분산 애플리케이션 예시
분산 애플리케이션은 분산 시스템의 원리를 활용합니다. 가장 일반적으로 사용되는 애플리케이션 아키텍처는 기본 네트워크 아키텍처에 따라 크게 다음과 같은 범주로 분류할 수 있습니다:
클라이언트-서버 아키텍처: 서버와 클라이언트가 통신하는 가장 기본적인 분산 시스템입니다. 통신에는 메시지 전달, 데이터 수집 및 계산이 포함됩니다.
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- 3계층 아키텍처: 프레젠테이션, 애플리케이션, 데이터 계층의 세 계층으로 구성된 클라이언트-서버 아키텍처입니다. 프로그램의 각 기능에 대해 별도의 레이어를 사용합니다. 프레젠테이션 계층은 사용자 인터페이스를 표시하고, 애플리케이션 계층은 데이터베이스의 데이터 액세스 및 처리를 담당하며, 데이터 계층은 모든 데이터와 정보가 호스팅 및 저장되는 곳입니다.
- N-티어 아키텍처: 각 기능이 별도의 머신 또는 클러스터에서 실행되므로 3계층 아키텍처와 다릅니다.
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피어 투 피어 아키텍처: 이 시스템에서 각 컴퓨터는 통신을 위한 노드 역할을 합니다. 통신을 위한 노드로 작동한다는 것은 각 컴퓨터가 서버이자 클라이언트라는 것을 의미합니다. 이전 아키텍처와 같은 중앙 집중식 서버가 없습니다. 각 시스템은 피어 투 피어 네트워크에서 스스로를 관리하므로 설정과 처리가 더 쉽습니다.
마이크로서비스 아키텍처: 이 아키텍처는 애플리케이션을 느슨하게 결합되고 독립적으로 배포 가능한 소규모 서비스 모음으로 구성합니다. 애플리케이션은 응집력이 높은 서비스로 분해될 수 있으며, 각 서비스는 특정 비즈니스 기능 또는 기능을 나타냅니다.
서비스 지향 아키텍처: 이 접근 방식에서는 애플리케이션이 표준화된 프로토콜을 통해 서로 통신하는 서비스 모음으로 구축되어 서비스의 느슨한 결합과 재사용성을 촉진합니다.
분산 애플리케이션의 장점
분산 애플리케이션 사용의 장점은 다음과 같습니다:
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- 수평적으로 확장할 수 있는 기능이 있습니다. 분산 시스템의 확장 기능을 활용하여 네트워크의 용량과 운영을 증가시키는 새로운 서버와 시스템을 추가함으로써 스스로 확장할 수 있습니다. 수평적 확장을 통해 기존 네트워크에 영향을 주지 않고 새로운 시스템에서 애플리케이션을 쉽게 구현할 수 있습니다.
- 장애나 소프트웨어 결함에 대한 내성이 강해 복원력이 뛰어납니다. 애플리케이션이 여러 시스템에서 실행되기 때문에 독립적으로 작동할 수 있습니다. 애플리케이션의 장애나 시스템의 고장은 네트워크의 다른 애플리케이션에 영향을 미치지 않습니다.
- 애플리케이션의 분산된 특성으로 인해 응답 시간이 훨씬 빨라져 지연 시간이 짧다는 장점이 있습니다.
- 자율성은 분산 애플리케이션의 또 다른 장점입니다. 시스템이 데이터를 공유하므로 각 사용자 또는 사이트는 로컬에 저장된 데이터와 리소스에 대한 제어권을 유지합니다. 또한 시스템 전체의 장애나 데이터 조작의 위험도 줄어듭니다.
- 분산 애플리케이션은 여러 대의 컴퓨터가 네트워크를 통해 리소스를 공유하여 함께 작동하므로 장기적으로 비용 효율적일 수도 있습니다.
분산 애플리케이션의 단점
분산 애플리케이션의 단점은 다음과 같습니다:
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- 분산 애플리케이션은 설계 복잡성을 증가시킵니다. 유지 관리, 구현 및 문제 해결에 많은 운영 오버헤드가 발생합니다.
- 수많은 서버, 시스템, 데이터베이스를 사용하면 보안 침해, 데이터 문제, 정보 유출의 위험이 높아집니다. 하지만 보안 조치를 취하고 모든 위치의 시스템과 서버에 보호 프로그램을 실행하면 이에 대응할 수 있습니다.
- 분산된 애플리케이션은 단일 네트워크를 통해 연결되므로 문제나 결함이 발생하면 애플리케이션 간의 통신이 중단될 수 있습니다.
분산 애플리케이션 구축을 위한 도구 및 기술
분산 애플리케이션을 구축하려면 분산 시스템 아키텍처, 프레임워크, 미들웨어 아키텍처 및 데이터베이스에 대한 상당한 기술과 이해가 필요합니다. 선택하는 도구는 애플리케이션의 요구 사항에 따라 달라집니다, 프로그래밍 언어와 원하는 기능 및 특성을 선택합니다. 대부분의 사람들은 Docker와 같은 도구를 사용하거나 Kubernetes 분산 애플리케이션을 배포하고 관리할 수 있습니다. 이러한 플랫폼은 확장, 로드 밸런싱, 분산 배포 관리를 위한 컨테이너화 접근 방식과 오케스트레이션 기능을 제공합니다. AWS 및 Microsoft Azure와 같은 클라우드 플랫폼에는 확장 가능한 분산 애플리케이션을 구축하는 데 사용할 수 있는 IaaS 및 SaaS 기능도 있습니다,
결론
이 블로그에서는 분산 애플리케이션의 기본 사항, 기존 독립형 애플리케이션과의 차이점, 사용 방법과 위치, 이러한 애플리케이션을 구현할 때의 장단점에 대해 설명했습니다. 나만의 분산 애플리케이션을 만드는 데 관심이 있다면 다음 리소스를 확인해 보세요:
분산 데이터베이스의 작동 방식이나 Couchbase가 분산 캐싱을 통해 고성능 애플리케이션을 지원하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 다음 리소스를 읽어보세요:
