고가용성과 내결함성은 모두 시스템 운영성을 유지하기 위한 전략이지만 접근 방식과 복잡성에서 차이가 있습니다. 고가용성은 신속한 복구를 통해 다운타임을 최소화하는 데 중점을 두는 반면, 내결함성은 장애 발생 시에도 중단 없는 운영을 보장합니다. 각각은 시스템 요구 사항, 비용, 위험 허용 범위에 따라 사용 사례, 이점, 한계가 다릅니다. 이 두 가지를 함께 사용하면 최신 분산 환경에서 탄력적인 상시 가동 인프라를 구축할 수 있는 기반을 마련할 수 있습니다.
고가용성이란 무엇이며 어떻게 작동하나요?
고가용성(HA) 은 가능한 한 100%에 가까운 시간 동안 액세스 및 작동 상태를 유지할 수 있는 시스템의 기능을 의미합니다. 분산 시스템과 NoSQL 데이터베이스에서 HA는 단일 장애 지점을 제거하고 하드웨어 장애, 네트워크 중단, 유지보수 또는 예기치 않은 중단으로부터 신속하게 복구할 수 있는 탄력적인 인프라를 구축함으로써 달성할 수 있습니다. 여기에는 일반적으로 다음과 같은 전략을 사용합니다. 데이터 복제 노드 또는 지역 간 로드 밸런싱, 자동화된 상태 확인을 통해 실시간으로 장애를 감지하고 대응할 수 있습니다.
고가용성 사용 사례
지속적인 가동 시간이 필요한 시스템에는 고가용성이 필수적입니다. 최소한의 다운타임으로도 심각한 운영 중단과 매출 손실이 발생할 수 있는 산업에서는 '99.9991% 가동 시간'의 가용성을 달성하는 것이 최고의 표준입니다. 다음은 몇 가지 중요한 애플리케이션입니다:
전자상거래
In 전자상거래다운타임은 매출 손실, 장바구니 이탈, 브랜드 신뢰도 하락으로 이어질 수 있습니다. 고가용성은 반짝 세일이나 휴일과 같이 트래픽이 많은 이벤트 기간에도 제품 카탈로그, 고객 데이터, 재고 수준, 결제 서비스에 연중무휴 24시간 액세스할 수 있도록 보장합니다.
헬스케어
의료 시스템 전자 의료 기록(EHR), 예약 시스템, 환자 모니터링 데이터에 대한 지속적인 액세스에 의존하고 있습니다. HA는 의사, 간호사, 응급 구조대원이 중단이나 데이터 손실 없이 언제든지 중요한 정보에 액세스할 수 있도록 보장하는 데 매우 중요합니다.
통신
통신 사업자 는 수백만 명의 사용자가 전화를 걸고, 메시지를 보내고, 데이터를 사용할 수 있도록 상시 가동되는 네트워크를 유지해야 합니다. 고가용성을 갖춘 NoSQL 데이터베이스는 실시간 서비스 프로비저닝, 통화 라우팅, 청구 및 고객 계정 관리를 지원합니다.
은행 및 금융
에서 금융 서비스 부문가용성은 신뢰와 수익에 직접적인 영향을 미칩니다. HA는 ATM, 모바일 뱅킹 앱, 사기 탐지 시스템, 거래 처리 시스템이 항상 정상적으로 작동하도록 보장하여 활동량이 많은 기간 동안 서비스 중단이나 데이터 불일치의 위험을 최소화합니다.
클라우드 서비스
클라우드 플랫폼은 호스팅된 애플리케이션, API, 고객 데이터에 대해 안정적인 가동 시간을 보장해야 합니다. NoSQL 데이터베이스의 고가용성은 멀티테넌트 아키텍처, 글로벌 복제, 자동 확장을 지원하여 서비스 수준 협약(SLA)을 충족하고 원활한 성능을 보장할 수 있도록 합니다.
정부 서비스
세금 시스템부터 비상 대응 네트워크까지, 정부 서비스 시민에게 서비스를 제공하기 위해서는 시스템 안정성에 의존해야 합니다. HA는 기록, 애플리케이션 및 공공 안전 시스템에 대한 실시간 액세스를 지원하여 서비스를 지연시키거나 공공의 신뢰를 위태롭게 할 수 있는 다운타임을 줄여줍니다.
고가용성 혜택 및 제한 사항
HA는 성능과 비즈니스 연속성에 상당한 이점을 제공하지만 복잡성, 비용 및 인프라 요구 사항의 상충 관계도 있습니다. 고가용성과 관련된 장점과 한계에 대해 자세히 살펴보세요:
혜택
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- 서비스 중단 최소화: 기본 제공 복제 및 장애 조치 기능을 통해 개별 노드에 장애가 발생하더라도 데이터베이스를 온라인 상태로 유지할 수 있습니다.
- 수평적 확장성: NoSQL의 HA 아키텍처는 스케일아웃 설계와 일치하는 경우가 많으므로 가동 시간을 유지하면서 용량을 쉽게 추가할 수 있습니다.
- 지리적 중복성: 많은 NoSQL 시스템이 글로벌 가용성과 지연 시간 단축을 위해 다중 지역 복제를 지원합니다.
- 자동화된 장애 조치: Couchbase와 같은 시스템 노드 장애 감지 트래픽을 자동으로 리디렉션하여 수동 개입의 필요성을 줄입니다.
- 실시간 앱 지원: 지속적인 데이터 가용성은 온라인 거래, 개인화, IoT 스트리밍과 같은 사용 사례를 지원합니다.
제한 사항
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- 최종적인 일관성 트레이드오프: 고가용성을 유지하기 위해 일부 NoSQL 시스템에서는 일관성 보장을 완화하여 일시적인 데이터 차이가 발생할 수 있습니다.
- 운영 복잡성: 분산된 노드에서 복제본, 장애 조치 로직 및 클러스터 상태를 관리하는 데는 어려움이 있을 수 있습니다.
- 리소스 비용 증가: 중복 인프라(예: 여러 노드 또는 리전)를 유지하면 하드웨어 및 클라우드 비용이 증가합니다.
- 데이터 충돌 위험: 네트워크 파티션이나 동시 쓰기가 발생하는 경우, 시스템에서 데이터 불일치를 방지하기 위해 충돌 해결 전략이 필요할 수 있습니다.
- 데이터 손상에 대한 보호 기능이 없습니다: HA는 가용성을 보장하지만 추가적인 보호 장치가 없으면 손상되거나 유효하지 않은 데이터가 여전히 전파될 수 있습니다.
고가용성 도구
다운타임을 최소화하고 애플리케이션과 데이터에 대한 지속적인 액세스를 보장하도록 설계된 도구와 아키텍처 전략의 조합을 통해 NoSQL 환경에서 고가용성을 달성할 수 있습니다. 이러한 도구는 구성 요소가 오프라인 상태가 되더라도 장애를 감지하고 트래픽을 재라우팅하며 서비스 가용성을 유지합니다.
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- 기본 HA가 지원되는 NoSQL 데이터베이스
- 여러 노드 또는 영역에 걸쳐 데이터 자동 복제
- 기본 제공 장애 조치 및 복구 메커니즘 제공
- 예시: 카우치베이스 카펠라, 아마존 다이너모DB, 몽고DB 아틀라스
- 로드 밸런서
- 정상 노드 또는 서비스에 수신 트래픽 분산
- 장애 감지 및 사용 불가능한 인스턴스로부터 트래픽 경로 재지정
- 수요를 분산하여 과부하 방지
- 컨테이너 오케스트레이션 플랫폼
- 컨테이너화된 서비스 관리 및 장애 인스턴스 자동 교체
- 자동 확장 및 자가 복구를 통한 서비스 연속성 보장
- 예시: 쿠버네티스, 도커 스웜
- 모니터링 및 알림 시스템
- 시스템 상태, 지연 시간 및 오류율 추적
- 서비스 성능 저하 시 알림 및 자동화된 조치 트리거
- 예시: 프로메테우스, 그라파나, 데이터독
- 분산 파일 및 스토리지 시스템
- 스토리지 노드에 장애가 발생하더라도 데이터에 계속 액세스할 수 있도록 지원
- 데이터 이중화 및 자동 복제 제공
- 예시: Amazon S3, GlusterFS, Ceph
- DNS 장애 조치 서비스
- 서비스에 연결할 수 없게 되면 자동으로 DNS 레코드 업데이트
- 사용자 트래픽을 정상 엔드포인트로 리디렉션
- 예시: Amazon Route 53, Cloudflare DNS
- 기본 HA가 지원되는 NoSQL 데이터베이스
이러한 도구를 함께 사용하면 하드웨어 장애, 네트워크 문제 또는 트래픽 급증에도 높은 가동 시간과 원활한 사용자 경험을 제공하는 탄력적인 NoSQL 시스템을 구축할 수 있습니다.
내결함성이란 무엇이며 어떻게 작동하나요?
내결함성은 하나 이상의 구성 요소에 장애가 발생하더라도 시스템이 계속 올바르게 작동할 수 있는 기능을 말합니다. NoSQL 데이터베이스에서 내결함성은 장애를 감지하고 자동으로 요청 경로를 재지정하거나 워크로드를 재할당하여 연속성을 보장하는 분산 아키텍처를 통해 달성되는 경우가 많습니다. 다운타임 최소화를 목표로 하는 고가용성과 달리, 내결함성은 하드웨어, 소프트웨어 또는 네트워크 장애 발생 시에도 중단이나 성능 저하 없이 전체 기능을 유지하는 데 중점을 둡니다.
내결함성 사용 사례
내결함성은 시스템 장애로 인해 데이터 손실, 서비스 중단 또는 안전 위험이 발생할 수 있는 환경에서 매우 중요합니다. 원활한 운영을 보장하므로 금융, 의료 및 대규모 클라우드 인프라의 핵심 요구 사항입니다. 자세한 사용 사례 목록은 다음과 같습니다:
금융 서비스
뱅킹 및 거래 시스템은 다운타임 제로와 절대적인 데이터 정확성을 요구합니다. 내결함성 NoSQL 아키텍처는 중단 없는 트랜잭션 처리와 엄격한 규제 요건 준수를 보장합니다.
의료 시스템
전자의무기록(EMR), 환자 모니터링, 진단 시스템은 높은 안정성을 갖춰야 합니다. 내결함성은 인프라 장애 시에도 생명에 중요한 애플리케이션이 온라인 상태를 유지하도록 보장합니다.
통신
통신 네트워크는 실시간 통신 및 과금을 지원하기 위해 상시 가용성이 필요합니다. 내결함성 데이터베이스는 정전이나 트래픽 급증 시 서비스 중단을 방지합니다.
전자상거래 플랫폼
온라인 리테일러는 매출 손실을 방지하고 고객 신뢰를 유지하기 위해 지속적인 가동 시간에 의존합니다. 내결함성을 갖춘 NoSQL 시스템은 실시간 재고, 결제 처리, 개인화된 쇼핑 경험을 지원합니다.
클라우드 인프라 및 SaaS
클라우드 서비스 제공업체와 서비스형 소프트웨어 플랫폼에는 탄력적인 백엔드 시스템이 필요합니다. 내결함성은 자동 페일오버를 지원하고 로드 밸런싱 분산된 데이터 센터에 걸쳐 있습니다.
정부 및 국방
국가 안보, 비상 대응, 중요 인프라 애플리케이션은 모든 조건에서 안정적으로 작동해야 합니다. 내결함성 시스템은 불리한 시나리오에서도 중요한 데이터와 의사 결정 도구에 대한 지속적인 액세스를 보장합니다.
내결함성 혜택 및 제한 사항
내결함성을 구현하면 시스템 중단을 방지하여 서비스 연속성과 데이터 무결성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 하지만 이러한 수준의 복원력을 달성하려면 중복 시스템, 아키텍처 복잡성 증가, 지속적인 유지보수에 상당한 투자가 필요합니다. 다음은 이 솔루션의 장점과 한계에 대해 자세히 설명한 목록입니다:
혜택
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- 다운타임이 없습니다: 구성 요소 장애 또는 하드웨어 중단 시에도 서비스 중단 없이 시스템이 계속 작동할 수 있습니다.
- 데이터 무결성: 이중화 및 복제 메커니즘은 장애 발생 시 데이터가 손실되거나 손상되지 않도록 보장합니다.
- 더 높은 신뢰성: 내장된 안전 장치를 통해 시스템이 자동으로 장애를 감지하고 복구하여 전반적인 신뢰성을 향상시킵니다.
- 사용자 투명성: 최종 사용자는 서비스가 일관되고 안정적으로 계속 작동하기 때문에 근본적인 문제를 인식하지 못합니다.
제한 사항
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- 비용이 많이 듭니다: 내결함성을 구현하려면 중복 하드웨어, 인프라 및 라이선싱에 상당한 투자가 필요한 경우가 많습니다.
- 복잡한 설치: 내결함성 아키텍처를 설계하고 구성하는 것은 전문 지식이 필요한 기술적으로 까다로운 작업입니다.
- 리소스 집약적입니다: 지속적인 모니터링, 복제 및 장애 조치 기능은 더 많은 컴퓨팅 및 스토리지 리소스를 소비합니다.
- 오버엔지니어링: 가용성 요구 사항이 낮은 소규모 애플리케이션의 경우, 내결함성은 불필요한 복잡성과 비용을 초래할 수 있습니다.
내결함성 도구
NoSQL 시스템의 내결함성에는 구성 요소에 장애가 발생하더라도 시스템이 계속 작동할 수 있도록 하는 강력한 도구와 전략이 필요합니다. 이러한 도구는 이중화, 장애 조치에 중점을 둡니다, 데이터 복제및 장애 발생 시 시스템 무결성과 성능을 유지하기 위한 자가 복구 기능을 제공합니다.
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- 내결함성 아키텍처를 갖춘 분산형 NoSQL 데이터베이스
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- 여러 노드 또는 데이터센터에 걸쳐 데이터 저장 및 복제
- 노드 장애 감지 및 요청 자동 경로 재지정
- 예시: 카우치베이스 카펠라, 아마존 다이내모DB, 아파치 카산드라
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- 복제 및 샤딩 메커니즘
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- 장애 영역에 걸쳐 여러 데이터 복사본 만들기
- 부분적인 시스템 중단 시에도 가용성 및 일관성 보장
- MongoDB, Riak, ScyllaDB와 같은 데이터베이스에서 흔히 볼 수 있습니다.
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- 합의 알고리즘
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- 일관성을 보장하기 위한 분산 노드 간의 합의 조정
- 시스템이 노드 또는 네트워크 파티션 장애를 견딜 수 있도록 지원
- 예시: Raft(etcd, Consul에서 사용), Paxos 및 ZAB(ZooKeeper에서 사용)
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- 자가 복구 인프라 도구
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- 장애가 발생한 노드 또는 서비스 자동 감지 및 교체
- 최소한의 수동 개입으로 원하는 시스템 상태 유지
- 예시: 쿠버네티스, 해시코프 노매드
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- 메시지 대기열 및 이벤트 스트리밍 플랫폼
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- 서비스 간 탄력적인 커뮤니케이션 제공
- 중단 중 메시지 버퍼링 및 재시도로 데이터 손실 방지
- 예시: 아파치 카프카, RabbitMQ, 아마존 심플 큐 서비스(SQS)
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- 데이터 백업 및 재해 복구 솔루션
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- 치명적인 장애로부터 복구 지원
- 특정 시점 스냅샷 및 오프사이트 복제 제공
- 예시: Veeam, AWS 백업, Rubrik
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이러한 도구는 함께 작동하여 NoSQL 시스템이 서비스 중단 없이 장애를 흡수하여 불리한 조건에서 가동 시간과 데이터 무결성을 모두 보호하도록 지원합니다.
고가용성과 내결함성의 차이점은 무엇인가요?
고가용성과 내결함성은 특히 분산된 NoSQL 환경에서 운영 및 복원력 있는 시스템을 유지하기 위해 사용되는 전략입니다. 다운타임을 최소화한다는 목표는 공유하지만 시스템 설계, 장애 복구, 운영 복잡성에 대한 접근 방식이 다릅니다. 다음은 고가용성과 내결함성의 다른 주요 차이점을 분석한 비교 차트입니다:
| 기능 | 고가용성 | 내결함성 |
| 주요 목표 | 장애 발생 시 신속한 복구로 다운타임 최소화 | 장애 발생 시에도 운영을 계속하여 다운타임 방지 |
| 복구 접근 방식 | 대기 또는 이중화 구성 요소로의 장애 조치 | 중단 없는 원활한 운영 |
| 장애 발생 시 시스템 동작 | 잠시 중단되거나 지연될 수 있습니다. | 사용자가 인지하는 중단 없음 |
| 복잡성 | 보통 - 이중화 및 모니터링에 의존함 | 높음 - 중복 시스템 및 동기화 필요 |
| 비용 | 내결함성에 비해 낮은 내결함성 | 하드웨어 및 소프트웨어 중복성으로 인해 더 높음 |
| 사용 사례 예시 | 웹 애플리케이션, 전자상거래, 클라우드 플랫폼 | 금융 시스템, 항공우주, 중요 인프라 |
| 공통 도구 | 로드 밸런서, 모니터링 도구, 복제된 클러스터 | 합의 알고리즘, 자가 복구 시스템, 리플리케이트된 노드 |
마무리
고가용성과 내결함성은 모두 탄력적인 상시 가동 시스템을 구축하는 데 필수적인 전략이지만, 그 목적은 서로 다릅니다. 고가용성은 빠른 복구를 통해 다운타임을 최소화하는 데 중점을 두는 반면, 내결함성은 장애 발생 시에도 중단 없는 운영을 보장합니다. 시스템의 중요도, 복잡성, 비용 제약에 따라 어느 쪽을 우선시할지, 아니면 두 가지를 결합할지 결정해야 합니다.
주요 요점
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- HA는 복제, 장애 조치, 부하 분산 기능을 활용하여 장애 발생 시 신속하게 복구함으로써 다운타임을 최소화합니다.
- 내결함성은 구성 요소에 장애가 발생하더라도 사용자에게 중단 없이 지속적인 작동을 보장합니다.
- HA는 가동 시간이 매출과 신뢰에 큰 영향을 미치는 이커머스, 의료, 클라우드 서비스 등의 산업에서 활용됩니다.
- 내결함성은 안정성이 타협할 수 없는 금융, 국방, 통신 분야의 중요도가 높은 시스템에 매우 중요합니다.
- HA 시스템은 일반적으로 비용이 적게 들고 복잡하지만, 내결함성 시스템은 더 많은 리소스와 아키텍처의 엄격함을 필요로 합니다.
- 일반적인 HA 도구에는 로드 밸런서, 모니터링 플랫폼, 컨테이너 오케스트레이션 시스템(예: Kubernetes) 등이 있습니다.
- 내결함성 아키텍처는 합의 알고리즘, 자가 복구 인프라, 이중화된 NoSQL 데이터베이스를 사용하여 원활한 성능을 유지합니다.
추가 리소스
아래 리소스를 검토하여 비즈니스 연속성에 대해 자세히 알아보세요: