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기술이야기 엣지 컴퓨팅을 위한 CNCF 프로젝트, KubeEdge 활용법 기술이야기 엣지 컴퓨팅을 위한 CNCF 프로젝트, KubeEdge 활용법 최근 몇 년 간 IT 분야는 급속한 발전을 거듭하고 있습니다. 특히 2010년대 중반부터 데이터를 온라인에 저장하는 기존 방식을 넘어서, 보다 진보된 컴퓨팅 기술이 등장하며 클라우드 컴퓨팅이 중요한 역할을 하게 되었습니다. 아마존 웹 서비스(AWS), 마이크로소프트(Microsoft), 구글(Google) 등의 대형 기업들이 클라우드 서비스를 주도해 나갔죠. 하지만 점점 IT 산업이 커지고 사물인터넷(IoT) 기술이 발전하면서 IT 장비에서 생성되는 데이터양이 기하급수적으로 많아졌습니다. IDC의 2018년 자료에 따르면, 2025년에는 전 세계에서 생성되는 데이터가 175ZB(*제타바이트1)에 도달할 예정이라고 합니다. 이처럼 수많은 데이터가 생성되고 중앙 서버에 저장/연산이 될 경우, 서버에 부하가 증가하는 문제가 발생하게 됩니다. *1. 1 ZB = 1021 bytes = 1,000,000,000,000,000,000,000 bytes 이를 해결하기 위해 2020년부터 중앙 서버에만 저장하지 않고, 클라우드 하위개념인 '클라우드렛'을 통해 데이터를 분산 처리하는 새로운 기술이 등장했는데요. 그 기술이 바로 엣지 컴퓨팅(Edge Computing)입니다. │엣지 컴퓨팅(Edge Computing)이란? 엣지 컴퓨팅은 데이터를 중앙 집중형 데이터 센터나 클라우드 대신, 데이터가 생성되는 가장 가까운 곳에서 처리하는 기술입니다. 쉽게 말해 중앙 서버가 아닌 데이터가 발생하는 '엣지(가장자리)'에서 직접 처리하는 것을 의미하죠. 엣지 컴퓨팅의 목적은 데이터 처리 응답 지연을 없애고, 실시간 성능을 개선하는 것입니다. 따라서 엣지 컴퓨팅의 가장 큰 특징이 '분산 처리 기능'이기도 합니다. 즉 가까운 곳에서 데이터를 처리하여, 부하를 분산하고, 통신 지역을 최소화하는 것이 엣지 컴퓨팅의 주목적입니다. │Edge Computing 필요성 그렇다면 엣지 컴퓨팅은 왜 점점 중요해지고 있을까요? 앞에서 언급했던 것처럼, IoT 시대가 도래하면서 다양한 디바이스에서 처리하는 데이터의 양이 폭발적으로 증가하고 있습니다. 이에 따라 요구되는 처리 속도와 응답 속도도 높아지고 있죠. 방대한 양의 데이터를 처리하기 위해서는 대규모 데이터 센터가 필요하지만, 각 위치에 데이터 센터를 두는 것보다 한 곳에서 중앙 집중식으로 처리하는 것이 더 효율적입니다. 이것이 클라우드 컴퓨팅이 대중화된 이유 중 하나입니다. 그러나 인터넷을 통해 클라우드로 데이터를 전송하고 처리한 후 반환할 때, 약간의 시간 지연이 발생합니다. 물론 로봇과 산업 장비의 센서 기술은 나날이 발전하고 있어, 어느 순간에도 상황을 정확하게 파악할 수 있게 되었습니다. 하지만 데이터 처리와 반응 사이에 시간 지연이 발생하면 정교한 *센싱 기술2 은 아직 어려운 편이죠. *2. 센싱 기술: 다양한 센서를 활용해 물리적 환경으로부터 데이터를 감지하고 수집하는 기술 이처럼 정밀하고 복잡한 동작을 수행하는 디바이스에는 고정밀 IoT가 필요한데요. 이를 위해서는 최대한 실시간에 가깝게 정보와 데이터를 주고받아야 하는데, 엣지 컴퓨팅가 이를 가능하게 합니다. 따라서 엣지 컴퓨팅은 IoT가 다음 단계로 나아가기 위해 필요한 기술로 주목받고 있죠. │Edge Computing 장점 엣지 컴퓨팅의 구체적인 이점은 무엇일까요? 엣지 컴퓨팅을 활용하면 얻을 수 있는 이점을 살펴보겠습니다. • 네트워크 트래픽 감소: 엣지 컴퓨팅은 데이터를 중앙 클라우드 서버로 보내지 않고 엣지(사용자 근처 단말기)에서 직접 처리하기 때문에, 네트워크 트래픽이 큰 폭으로 감소합니다. • 빠른 데이터 처리 응답시간: 데이터를 단말기에서 바로 처리하므로, 데이터 처리 응답 시간이 매우 빠릅니다. 실시간 응답이 중요한 애플리케이션에서는 큰 이점이죠. • 향상된 보안성: 개인정보 등 중요한 데이터를 중앙 데이터 센터로 전송하지 않아도 되므로 보안성이 높아집니다. 데이터가 로컬에서 처리되기 때문에 데이터 유출 위험이 줄어듭니다. • 장애 포인트 감소: 서버에 장애가 발생할 경우, 전체 서비스로 장애가 확대되는 클라우드 컴퓨팅과 달리 엣지 컴퓨팅은 개별 엣지의 장애가 다른 엣지로 전파되지 않게 합니다. 따라서 전체 시스템의 안정성이 향상되고 장애 포인트가 감소됩니다. │Edge Computing 활용 분야 엣지 컴퓨팅 활용분야는 다양하지만, 대표적인 엣지 컴퓨팅 적용사례로 스마트팩토리가 있습니다. 스마트 팩토리는 IoT, AI를 활용해 공정을 자동화하고 최적화하는 공장을 의미하는데요. 스마트팩토리에서는 제품 생산 과정에서 발생하는 모든 데이터를 중앙 클라우드 서버에 저장하면, 서버에 부하가 걸리기 쉽습니다. 이를 해결하기 위해 단순히 매일 반복되는 프로세스는 근처 엣지서버에 저장하고 데이터 연산 작업을 진행하죠. 반면 복잡하고 자주 처리되지 않는 데이터는 중앙 클라우드 서버에 저장합니다. 이렇게 하면 AI가 기기를 운영할 때 실시간 데이터 처리가 가능하여 지연 시간을 줄이고 효율성을 높일 수 있습니다. 여기서 엣지 서버는 지사 개념으로, 중앙 클라우드 서버는 본사 개념으로 이해할 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅 활용 분야는 계속해서 확대되고 있습니다. 스마트팩토리 외에도 에너지 스트리밍, 게임, 헬스케어, 농업, 데이터센터, 자율주행, 스마트 시티 등 대규모 산업분야에 많이 사용되고 있습니다. │Edge Computing 도전 과제 하지만 엣지 컴퓨팅 기술에는 여러 도전과제가 있는데요, 대표적으로 애플리케이션 배포관리가 있습니다. 다양한 엣지 환경에서 애플리케이션을 배포하고 관리하는 것은, 생각만 해도 복잡한 프로세스이기 때문이죠. 이때 애플리케이션 버전 관리를 일관되게 하고 다양한 엣지 장치와 위치에서 호환성을 유지하려면, 효율적인 오케스트레이션 배포 시스템이 필요합니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 여러 솔루션들이 연구되고 있는데요. 그중 하나가 쿠버네티스(Kubernetes, K8s)입니다. 쿠버네티스는 컨테이너화된 애플리케이션을 자동 배포하고, 확장하며, 관리하기 위한 오픈 소스 플랫폼입니다. 이때 쿠버네티스 기술에 + Edge를 접목한 것이 바로 KubeEdge입니다. 좀 더 자세히 알아볼까요? │KubeEdge란? KubeEdge는 쿠버네티스를 확장하여 엣지 컴퓨팅 환경을 지원하는 오픈 소스 플랫폼입니다. 엣지 컴퓨팅의 잠재력을 최대한 활용할 수 있는 플랫폼이죠. KubeEdge는 클라우드 컴퓨팅과 엣지 컴퓨팅의 경계를 허물기 위해 설계되었는데요. CNCF 재단에서 엣지 컴퓨팅 커뮤니티 구성원에 의해 개발되었고, 2018년 11월 상하이 KubeCon에서 처음 발표되었습니다. 쿠버네티스 기반으로 설계된 KubeEdge는, 2019년 3월에 첫 릴리즈 이후로 점차 안정화되고 있습니다. │KubeEdge 주요 기능 KubeEdge는 쿠버네티스를 사용해 클라우드와 엣지 리소스를 일관되게 관리할 수 있습니다. 또한 클라우드에서 운영하던 애플리케이션과 서비스를 동일한 방식으로 다룰 수 있죠. 이 밖에도 KubeEdge 주요 기능은 다음과 같습니다. • 엣지 클러스터 관리: KubeEdge는 엣지 환경에서도 쿠버네티스 클러스터를 효율적으로 관리할 수 있습니다. • 데이터 처리: 엣지에서 생성된 데이터를 로컬에서 처리하여, 네트워크 대역폭을 절약하고 응답 시간을 단축합니다. • 애플리케이션 오케스트레이션: 클라우드와 유사한 방식으로 엣지 애플리케이션을 배포하고 관리할 수 있습니다. • 보안: 엣지와 클라우드 간의 안전한 통신을 보장하여, 데이터 보안을 강화합니다. │KubeEdge 주요특징 KubeEdge 기능이 좀 더 원활하게 작업을 할 수 있도록 도와주는 주요 특징이 있는데요. 자세히 살펴보겠습니다. • 분산 아키텍처: KubeEdge는 클라우드와 엣지를 각각 포함하는 분산된 환경을 지원합니다. 클라우드에는 Kube-apiserver가 있으며, 엣지에는 실제 IoT 디바이스가 있습니다. 이를 통해 중앙 집중식 관리와 로컬 처리를 모두 가능하게 합니다. • 쿠버네티스 API 호환성: KubeEdge는 쿠버네티스 API와 호환됩니다. 이를 통해 기존에 쿠버네티스에 익숙한 사용자는 엣지 컴퓨팅 환경을 쉽게 관리할 수 있죠. • 리소스 제약 환경 지원: 엣지 디바이스는 일반적으로 제한된 컴퓨팅 자원을 가지고 있습니다. KubeEdge는 이러한 환경을 고려하여 설계되었기 때문에, 리소스가 제한된 환경에서도 효율적으로 작동합니다. • 오프라인 작동 지원: 엣지 노드는 네트워크에 연결되어 있지 않더라도, 일정 부분을 독립적으로 작동할 수 있습니다. 이는 인터넷 연결이 불안정한 환경에서 매우 유용합니다. • 경량화된 엣지 컴포넌트: KubeEdge는 엣지 측에 'EdgeCore'라는 경량화된 컴포넌트를 사용합니다. EdgeCore는 IoT 디바이스와의 통신/관리를 담당합니다. • 효율적인 통신: 클라우드와 엣지 사이의 통신은 *MQTT3와 같은 프로토콜을 사용하여 효율적으로 이루어집니다. 이는 데이터의 신속한 전송과 처리를 가능하게 합니다. *3. MQTT: Message Queuing Telementry Transport의 약자로 경량 메시지 전송 프로토콜 │KubeEdge 구성도 KubeEdge 구성도를 살펴보면 크게 Cloud, Edge, Device로 나누어져 있는데요. 각각 구성요소에 대한 설명은 아래와 같습니다. • Edged: Edge에서 컨테이너화된 애플리케이션을 관리합니다. 이는 엣지 디바이스에서 애플리케이션을 배포하고 실행하는 역할을 합니다. • EdgeHub: Edge에 위치한 통신 인터페이스 모듈로, 엣지 컴퓨팅을 위해 클라우드 서비스와 상호 작용하는 *웹 소켓4 클라이언트입니다. 클라우드와 실시간 데이터 통신을 담당합니다. • CloudHub: 클라우드에서의 통신 인터페이스 모듈입니다. 클라우드 측의 변경 사항을 감시하고, EdgeHub에 메시지를 캐싱하고 보내는 역할을 담당하는 웹 소켓 서버입니다. • Edge Controller: Edge 노드를 관리하는 모듈입니다. 이 모듈은 데이터를 특정 엣지 노드로 전달될 수 있도록, 엣지 노드와 포드 *메타데이터5를 관리합니다. 즉 Edge Controller는 쿠버네티스 컨트롤러 역할을 확장하여, 엣지 컴퓨팅 환경에서도 효율적인 노드 관리와 데이터 흐름을 가능하게 합니다. • EventBus: MQTT를 사용하여 내부 엣지 통신을 처리하는 모듈입니다. 이는 MQTT 서버와 상호 작용하여 다른 구성 요소에 게시와 구독 기능을 제공하는 MQTT 클라이언트 역할을 합니다. • Device Twin: 장치 메타 데이터를 처리하는 장치용 소프트웨어 미러입니다. 이 모듈은 장치 상태를 처리하고 이를 클라우드에 동기화하는 데 도움을 줍니다. 또한 경량 데이터베이스(SQLite)에 연결되어, 애플리케이션에 대한 쿼리 인터페이스도 제공합니다. • MetaManager: Edge 노드에서 메타데이터를 관리하는 모듈입니다. 이는 Edged와 EdgeHub 사이의 메세지 프로세서로, 경량 데이터베이스(SQLite)와의 메타데이터를 저장/검색하는 역할을 담당합니다. *4. 웹 소켓: 웹 브라우저와 서버 간의 실시간 양방향 통신을 가능하게 하는 프로토콜 *5. 포드 메타데이터: 파일 원본 데이터 외에 추가적인 속성이나 정보를 포함하는 메타데이터 이러한 각 구성 요소는 엣지와 클라우드 간의 원활한 통신, 애플리케이션 배포, 데이터 관리 등을 담당하여 엣지 컴퓨팅의 성능과 효율성을 극대화합니다. 이를 통해 실시간 데이터 처리와 안정적인 시스템 운영이 가능하죠. │엣지 컴퓨팅과 KubeEdge 미래 전망 그렇다면 엣지컴퓨팅과 KubeEdge 미래 전망은 어떨까요? 엣지 컴퓨팅과 KubeEdge의 결합은 데이터 생성 지점에서 즉시 처리를 가능하게 하여 지연 시간을 줄이고, 클라우드 네이티브 애플리케이션을 엣지 환경에서도 원활하게 실행할 수 있도록 지원합니다. 따라서 이러한 기술의 결합은 5g와 함께 자율주행차, 스마트 시티 등 다양한 분야에서 혁신을 이끌며, 향후 지속적인 성장이 예상됩니다. IDC에 따르면, 전 세계 엣지 컴퓨팅 지출은 2023년 2080억 달러에서 2026년까지 연평균 13.1%씩 성장하여 3170억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 디지털 전환 이니셔티브의 중요한 요소로 엣지 컴퓨팅의 역할이 확대되면서 더욱 가속화될 예정입니다. 국내에서도 엣지 컴퓨팅과 관련한 기술 발전과 시장 확장이 활발히 이루어지고 있습니다. 정부가 민간사업에게 5G 주파수를 할당하면서 이음 5G(5G 특화망) 서비스가 시작되었고, 이를 통해 자율 주행 로봇 등의 엣지 컴퓨팅 관련 서비스가 확대되고 있습니다. 결론적으로 엣지 컴퓨팅과 KubeEdge의 결합은, 미래의 디지털 트랜스 포메이션을 가속화할 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 전망하고 있습니다. 이들의 발전은 다양한 산업 분야에서 새로운 비즈니스 모델과 기회를 창출하여, 우리의 생활 방식을 더욱 안전하고 편리하게 만들어 줄 것입니다. 📚참고 자료 • MichaelShirer, "New IDC Spending Guide Forecasts Edge Computing Investments Will Reach $232 Billion in 2024", IDC • GordonHaff, "Edge computing: 4 trends for 2023", enterprisersproject • ShirleyStark, "Future Of Edge Computing: Top 6 Trends 2023", justtotaltech • TonyFyler, "Edge computing trends in 2023", techhq • Bluefriday, "KubeEdge concept", tistory • Mansoor Ahmed, "Kubernetes Native Edge Computing Framework, KubeEdge", linkedin • "TDK의 고급 HDD 헤드 기술은 사회의 디지털 변혁을 가속화합니다", shunlongwei • 양대규기자, 엣지에서 AI와 시각적 처리가 증가하는 이유, aitimes 2024.07.26
기술이야기 옵저버빌리티(Observability) vs APM, 우리 기업에 맞는 솔루션은?! 기술이야기 옵저버빌리티(Observability) vs APM, 우리 기업에 맞는 솔루션은?! 지난 글을 통해 웹 애플리케이션을 전반적으로 모니터링하고 관리하기 위한 좋은 도구인, APM의 핵심요소와 기능에 대해서 알아봤습니다(지난 글 보기). APM은 분명 좋은 도구이지만 문제 원인이 애플리케이션, 웹, WAS, DB가 아닌 특정한 시스템 오류이거나 클라우드 네이티브 환경에서의 장애일 경우 문제 발생 원인을 명확히 밝히기 어려울 수 있습니다. 따라서 이번 시간에는 APM의 한계성은 무엇이고, 이를 보완하기 위한 방법은 무엇인지 자세히 살펴보겠습니다. │APM 한계성 불과 얼마 전까지만 해도 예상치 못한 장애를 탐지하고 분석하는 것은, 기존 APM만으로 충분했었습니다. 기존에는 모놀리식 구조로 되어있어 애플리케이션이 적은 수로 구성되어 있었고, Web-WAS-DB가 모두 단일 구조로 구성되어 있었기 때문입니다. 하지만 현재 대다수 기업들은 MSA 환경에서 서비스를 구축하고, DevOps 구조로 업무를 진행하는 경우가 많습니다. 즉 클라우드 네이티브 환경에서는 기존 모놀리식 구조의 APM의 한계가 하나둘씩 보이기 시작한 것이죠. 이러한 이유로 클라우드 네이티브 방식에는 서비스 장애 원인을 분석하기 위한 새로운 모니터링 툴이 필요했습니다. 이때 등장하는 것이 바로 옵저버빌리티(Observability)입니다. │Observability란? 그렇다면 Observability란 무엇일까요? 옵저버빌리티는 IT 인프라에 대한 근본적인 장애 원인을 분석하기 위한 방법론입니다. 관찰 가능성이라고 표현되기도 하죠. Obsevability는 비교적 최근에 사용한 용어이지만, 옵저버빌리티를 위한 고민은 오래전부터 지속되어왔습니다. 시스템이 내가 의도한 대로 작동하고 있을까? 예상치 못한 장애 탐지와 장애 근본 원인은 어떻게 분석할 수 있을까? IT 인프라 운영 환경에 문제가 발생했을 때, 문제 식별을 위해 필요한 객관적인 지표는 어떻게 도출할 수 있을까? 하지만 소프트웨어 애플리케이션에서 Observability는, 위와 같은 고민이 발생하거나 겪어보지 못했던 현상이 생길 때 이를 이해하고 설명할 수 있는 지표를 분석해 줍니다. │Obsevability의 등장배경 및 필요성 앞에서 옵저버빌리티가 무엇인지 살펴봤는데요. 이어서 Observability가 등장하게 된 이유와 필요성에 대해 자세히 살펴보겠습니다. MSA 전환에 따른 복잡성 증가 옵저버빌리티가 등장하게 된 첫 번째 이유는, 모놀리식 아키텍처에서 MSA 환경으로 전환함에 따라 복잡성이 증가했기 때문입니다. 우선 그림을 통해 자세히 살펴보겠습니다. [그림(왼)]은 모놀리식 아키텍처를 나타내는데요. 애플리케이션의 모든 구성 요소가 하나의 인프라로 통합되어 있는 형태입니다. 배포가 간단하며, 확장성이 쉽고, E2E 테스트가 용이하다는 장점이 있습니다. 하지만 조그마한 수정 사항이 있으면, 다시 구성 환경을 빌드하고 배포해야 한다는 단점이 있습니다. 또한 일부 오류가 전체 아키텍처에 영향을 미친다는 치명적인 단점도 존재하죠. 반면 [그림(오)]에 해당하는 MSA(Micro Service Architecture)는 하나의 큰 애플리케이션을 여러 개의 작은 애플리케이션으로 쪼개어, 변경과 조합이 가능합니다. 작은 서비스의 독립적 배포라는 강력한 장점을 앞세워 Netflix, PAYCO와 같은 다양한 기업들이 앞다투어 MSA를 받아들였습니다. 여기서 문제는 MSA로 변화함에 따라 통합 테스트나 E2E 테스트 검증이 필요해졌는데요. 이처럼 여러 서비스의 API를 검증해야 하므로, 복잡성이 증가하고 많은 시간과 비용이 소모되었습니다. 무엇보다 각 서비스 별로 자체적인 데이터베이스가 있어, 트랜잭션에 대한 파악이 어려워지기도 했죠. 따라서 기존 APM이 담당하는 트랜잭션 모니터링의 복잡성은 더욱 증가했고, Observability의 필요성이 대두되었습니다. DevOps와 클라우드 네이티브 환경으로서의 전환 옵저버빌리티가 등장하게 된 두 번째 이유는, DevOps와 클라우드 네이티브 환경으로 전환하기 위해 필요한 도구이기 때문입니다. DevOps의 핵심은 소프트웨어의 개발(Deployment)과 운영(Operation)을 분리하는 것이 아닌, 하나로 통합된 업무 처리 방식으로 진행됩니다. 이때 관리하는 서비스 전반에 대한 가시성이 충분히 확보되지 않으면, DevOps 조직은 근본적인 원인을 찾는 데 어려움을 겪게 됩니다. 이러한 어려움을 해결하기 위해서는 서비스를 구성하는 아키텍처부터 트랜잭션까지 가시성이 확보되어야 합니다. 이를 통해 DevOps의 목표인 지속적인 개발과 운영의 통합을 만들어낼 수 있죠. 또한 Observability는 클라우드 네이티브 환경으로 전환하기 위한 필수 조건입니다. 기업에서 운영 중인 서비스/IT 인프라가 클라우드 네이티브 환경으로 전환되면서, 이전에 발생하지 않았던 모든 장애 가능성에 대한 인지를 위해 Observability가 선행되어야 합니다. │Observability와 Monitoring 차이점 그렇다면 기존의 모니터링(Monitoring)과 옵저버벌리티(Observability)의 차이점은 무엇일까요? 기존의 모니터링 역할은 IT 인프라의 '정상 작동 확인'을 위한 도구 역할에 초점이 맞춰져 있었습니다. 모니터링 구성 요소인 대시보드와 사용자 알람을 통해 가시성을 확보하고, 장애를 쉽게 감지할 수 있었죠. 즉 모니터링은 인프라 성능 지표, 구성 관리, 사용자 알람에 주 목적을 둔 IT 운영 담당자에 포커스를 맞춘 도구입니다. Observability는 기존 모니터링이 맡는 알람(Alerting), 메트릭(Metric) 외에도 로그(시스템, 애플리케이션), 트레이스, 디버깅과 같은 작업이 가능합니다. 이를 통해 앞으로 발생할 수 있는 장애를 미리 예측하고, 발생한 장애에 대한 근본적인 원인을 찾아내는 데 초점이 맞춰져 있습니다. │Observability 확보를 위한 핵심 구성 요소 옵저버빌리티는 앞서 언급했듯이 메트릭(Metric), 로깅(Logging), 트레이싱(Tracing) 등 작업이 가능한데요. 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. Metric 모니터링 분야에서 Metric(메트릭)이란, 인프라 혹은 서비스 성능과 상태를 나타내는 지표입니다. 여기서 중요한 점은 단순히 현재 상태를 보기 쉽게 표현하는 것에서 더 나아가 '시계열 데이터' 형태로 변화하는 데이터를 보여줘야 합니다. 예를 들어 CPU 사용률, 메모리 사용률, 스레드 사용률과 같이 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는지 효율적으로 보여줄 수 있어야 하죠. 또한 메트릭은 여러 AI 분석툴과 오픈소스와 결합하여, 직관적인 파라미터를 통해 시계열 데이터의 다양한 패턴을 자동 감지할 수 있어야 합니다. 운영자와 개발자에게 필요한 리소스를 선택할 수 있도록 성능 예측하는 지표도 필요합니다. Logging Logging(로깅)은 운영 중인 시스템과 애플리케이션에서 발생하는 다양한 이벤트와 에러 등을 기록하는 과정입니다. Observability는 여기서 더 나아가 클라우드 시스템의 모든 로그를 수집하여, 해당 로그를 통해 문제 원인을 식별할 수 있어야 합니다. 물론 각 로그 스트림은 단일 인스턴스에 대한 이벤트를 알려주기 때문에, 마이크로 서비스 환경에서 전체적인 문제 원인을 파악하기 어려울 수 있습니다. 하지만 중앙 집중식 로깅을 사용하면, 애플리케이션 로그를 한곳에 저장할 수 있습니다. 이를 통해 여러 서비스로 구성된 MSA 환경에서 로그를 효과적으로 검색하고 모니터링할 수 있죠. 이러한 작업을 하기 위해서 ELK Stack1 과 같은 로그 수집 활용 도구가 필요한데요. 이 도구는 로그 관리를 단순화화여, 전체 시스템 문제를 더 쉽게 분석할 수 있도록 도와줍니다. *ELK Stack1: Elastic Search. Logstash, Kibana의 약자로 데이터를 수집하고 분석하는 도구 모음 Tracing 트레이싱은 애플리케이션 실행 정보를 기록하는 '특별한 로깅' 방식을 의미합니다. 사실 로깅과 트레이싱을 구분하는 것에 큰 의미는 없습니다. 하지만 Observability 관점에서 트레이싱은, 전체 로그 중 문제를 일으키는 특정 로그들을 시각화하고 이를 선택적으로 관찰하는데 의미가 있습니다. Debugging Observability에서 말하는 디버깅은, 시스템과 서비스 성능을 확인하고 검사할 수 있는 다양한 도구입니다. 장애 원인을 찾을 경우 그 장애 원인뿐만 아니라, 연관관계를 가진 여러 인프라와 애플리케이션을 함께 보여줄 수 있어야 하죠. RUM RUM은 Real User Monitoring 약자로, 사용자의 인터랙션을 추적하여 웹사이트나 애플리케이션 성능을 실시간으로 모니터링하는 기술입니다. 옵저버빌리티는 앞서 언급했듯, 더 이상 IT 인프라 운영자를 위한 도구가 아닙니다. DevOps를 위한 통합적인 가시성을 제공하는 도구이죠. 따라서 운영자와 개발자를 위한 '실제 사용자 관점'에서 모니터링을 제공해야 합니다. 이처럼 옵저버빌리티 시스템은 애플리케이션의 전체적인 상태를 깊이 있게 파악하고, 문제 원인을 분석하는 데 중점을 두는 접근 방식입니다. 그렇다면 애플리케이션 성능 관리 시스템인 APM 도구와는 어떤 차이점이 있을까요? │APM과 Observability 차이점 어떻게 보면 APM과 Observability는 비슷해 보이지만, 문제 원인과 인프라를 분석하는 시각에 따라서 다양한 차이점을 지니고 있습니다. 우선 첫 번째 차이점으로는 모니터링 목적 대상에 따른 차이가 있습니다. APM은 E2E(End-to-End) 성능 구간에 주목합니다. WEB-WAS-DB에 걸친 이 과정을 실제 서비스 사용자의 *액티브 서비스2에 초점을 맞춰, 애플리케이션 성능을 분석하고 모니터링하죠. *액티브 서비스: 현재 시점에서 사용자에게 제공되고 있는 상태 Observability는 APM에서 주목하는 E2E보다, 더 많은 범위를 모니터링합니다. 시스템 인프라, WAS, DB에 대한 정밀 성능 분석과 장애 감지는 물론. 운영 중인 인프라와 서비스를 통합하여 문제 원인을 찾는 데 집중합니다. [그림] Zenius-APM 사용자 정의 실시간 모니터링 상황판 따라서 두 번째 차이점으로는, 측정하는 지표에도 많은 차이가 있는데요. APM은 사용자 요청에 따른 응답 시간과 응답 분포, 액티브 서비스 상태, 트랜잭션 처리율, 이슈 중심으로 '사용자 요청' 관점에 따라 주요 지표를 확인할 수 있습니다. Observability는 사용자의 요청 관점이 아닌, 발생할 수 있는 '모든 이벤트 지표'에 주목합니다. 보다 더 전방위적인 모니터링이 가능하죠. 또한 옵저버빌리티는 기존 APM에서 발생하는 주요 장애 원인뿐 아니라, 예측하지 못한 장애를 객관적인 지표로 보여줍니다. 정리한다면 인프라와 서비스를 분석하고 장애를 탐지한다는 점에서 APM과 Observability는 동일한 역할을 갖지만, 결국 사용자가 무엇을 더 초점에 맞추느냐에 따라 사용 목적은 아래와 같이 달라질 수 있습니다. 우리 기업은 Observability가 맞을까, APM가 맞을까? APM Type Observability Type 애플리케이션 성능 최적화가 필요한 경우 애플리케이션 코드 내의 문제를 식별하고 해결하는 데 중점을 둘 경우 MSA 환경이 아닌 모놀리식 아키텍처에서 서비스를 구성하고 있는 경우 MSA 환경에서의 분산 시스템을 통해 서비스를 구성하는 경우 단순한 애플리케이션 성능을 넘어 전체 IT 인프라 환경에 대한 통찰력 확보가 필요한 경우 인프라 운영자, 개발자, 보안담당자 모두가 통합 모니터링 환경이 필요한 경우 이번 글에서는 옵저버빌리티의 중요성과 APM의 차이점을 자세히 살펴보았습니다. 결론적으로 옵저버빌리티와 APM 중 어느 하나를 더 좋다고 할 수 없으며, 각 조직의 요구사항과 사용 편의성에 맞춰 선택해야 합니다. 그러나 점점 복잡해지는 IT 환경을 고려한다면, 옵저버빌리티를 기반으로 한 Zenius-APM과 같은 도구를 활용하여 좀 더 효율적으로 웹 애플리케이션을 관리해 보는 것은 어떨까요? 🔍더보기 Zenius APM 더 자세히 보기 📝함께 읽으면 더 좋아요 • APM에서 꼭 관리해야 할 주요 지표는?! • APM의 핵심요소와 주요기능은?! 2024.07.24
기술이야기 APM의 핵심요소와 주요기능은?! 기술이야기 APM의 핵심요소와 주요기능은?! 지난 글을 통해서 APM의 필요성과 '트랜잭션' 현황 파악의 중요성에 대해서 알아봤습니다. 이번 시간에는 트랜잭션을 어떤 방식으로 추적하는지 APM 동작 과정을 통해 살펴보고, APM 시스템을 최적화하는 핵심 요소와 기능은 무엇인지 자세히 알아보겠습니다. │APM 동작 과정 APM은 Client-Web Application-DBMS와 같은 구성요소 사이에 트랜잭션1을 추적할 수 있어야 합니다. 이를 통해 웹 서비스 전반적인 성능을 모니터링하고, 문제가 발생했을 때 원인을 신속하게 진단할 수 있기 때문인데요. 그렇다면 각 단계별로 APM가 어떻게 트랜잭션1을 추적하는지 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. *트랜잭션1: 쉽게 말해 데이터베이스에 실행되는 작업 단위를 의미합니다. 트랜잭션은 작은 여러 작업들을 하나의 그룹으로 묶어 처리하기 때문에, A라는 작업에서 일부가 성공했다고 하더라도 하나의 트랜잭션 처리가 비정상적으로 종료되면 모두 실패한 것이죠. 클라이언트(Client) 웹 서비스 사용자가 이용하는 디바이스 또는 브라우저입니다. 클라이언트에서 발생하는 요청과 응답을 추적하여 페이지 로딩 시간, 사용자 활동, 에러 발생 등을 파악할 수 있습니다. 이 정보들을 통해 사용자 경험을 분석하고 개선하는데 기초 자료로 사용되죠. 웹서버(Web Server) 클라이언트 요청을 받아, 적절한 답을 생성하여 보내는 서버입니다. 이 단계에서 APM은 서버(예: Apache, Nginx) 로그와 성능 지표를 분석하여 요청 처리 시간, 데이터 전송량, 서버 오류 등 정보를 모니터링하고 기록합니다. 웹 애플리케이션 서버(WAS) WAS는 Web Application Server의 약자로, 애플리케이션에서 사용하는 데이터를 저장하고 관리하는 시스템입니다. 이 단계에서 APM은 데이터베이스 성능을 모니터링하여 DB 쿼리 실행시간과 DB 서버 부하 등을 측정하고, 성능 문제를 파악하는 데 도움을 줍니다. WAS 종류로는 WebLogic, Websphere, JEUS, Tomcat 등이 있습니다. 데이터베이스(DBMS) DBMS(Database Management System)는 기업에서 발생하는 모든 데이터를 저장하고 관리하는 소프트웨어입니다. 이 단계에서는 DB 성능 관리 솔루션을 통해, 애플리케이션 개발자가 작성한 SQL 튜닝과 DBMS 소프트웨어 병목 현상 등을 모니터링할 수 있습니다. 특히 데이터베이스는 IT 인프라에서 필수 요소입니다. 기업 서비스 대부분이 데이터베이스에 접근하여, 데이터를 조회하고 수정해야 하기 때문에 DB 관리는 매우 중요하다 할 수 있죠. 이처럼 APM은 Client-Web Server-Was-DB 각 구성요소 사이에 있는 트랜잭션을 추적하여 웹 서비스 성능을 평가할 수 있습니다. 그다음으로는 APM 시스템 전체적인 성능을 평가하고 최적화하는 핵심 요소는 무엇인지 살펴보겠습니다. │APM 성능을 최적화하는 핵심요소 APM 시스템은 크게 5가지 요소를 통해, 전체적인 성능을 최적화할 수 있습니다. 우선 Resource는 시스템 성능과 안정성을 평가하는데 중요한 역할을 하며, DataBase는 SQL 쿼리의 실행 계획이나 DB 연결 상태와 같은 세부 정보를 분석하여 데이터베이스 성능을 최적화합니다. Alert는 모니터링된 데이터에서 문제를 식별하고 사용자나 운영자에게 경고를 보내며, User 경험과 행동을 추적하여 서비스 품질을 평가합니다. WAS는 서버 내부에서 발생하는 이벤트를 모니터링하고, 서버 성능을 평가하는 역할을 합니다. Resource-Database-Alert-User-WAS 이 5가지 요소는 APM 아키텍처를 구성하는 핵심 요소이기도 한데요. 다음 내용을 통해 APM 아키텍처를 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. │APM 아키텍처 APM 아키텍처는 Agent를 통해 WAS(관리대상) 실시간 데이터를 수집하고 → Manager에서 데이터를 수집/분석/가공 한 뒤 → 다양한 UI로 시각화합니다. 특히 꼭 기억해야 할 APM 아키텍처 핵심 3가지는 에이전트, 데이터베이스, 통신방식인데요. 좀 더 자세히 알아보겠습니다. 에이전트 APM 관리대상(예시: WebSphere, WebLogic, JBoss, JEUS, Tomcat 등)에 Agent라고 불리는 소프트웨어를 설치합니다. 그다음 모니터링 대상 시스템(WAS)에서 데이터를 수집하죠. 에이전트는 애플리케이션 내부 동작을 모니터링하고, 성능 데이터를 수집하는 역할을 합니다. 이러한 데이터를 활용하여 에이전트는 서비스 구간별 현황과 초당 처리 건수, 서비스 응답시간, 동시 접속자 수, 트랜잭션 거래량, 에러 등 상세한 지표를 제공해 주죠. 데이터베이스 수집된 데이터를 보관하고 분석하기 위해서는, 데이터베이스(DataBase)를 사용합니다. 이 데이터베이스는 대규모 데이터를 저장하고 관리하는 구조여야 하며, 분석하고 보고서를 생성하는데 필요한 데이터를 효율적으로 쿼리 할 수 있어야 합니다. 통신방식 APM 시스템은 보통 다양한 통신 프로토콜(Communication Protocol)을 사용하여, 데이터를 수집하고 전송합니다. 예를 들어 웹 소켓(WebSocket)을 통해 실시간 데이터를 전송하거나 http(s)를 사용하여 주기적으로 데이터를 전송하는 방식이 일반적입니다. 그다음으로는 APM은 어떤 주요 기능을 제공하는지 알아보도록 하겠습니다. │APM 주요기능 APM은 대표적으로 웹사이트와 소프트웨어 애플리케이션 및 서비스에서, 성능을 모니터링하고 분석하는 기능이 있는데요. 좀 더 자세한 APM 기능을 살펴보겠습니다. 실시간 성능 통합 모니터링 [그림] Zenius-APM 토폴로지 맵 APM은 Tomcat, Jboss, WebLogic, JEUS 등 다양한 애플리케이션 서버(WAS) 환경에서 실행되는 애플리케이션 통합 모니터링을 제공합니다. 시스템 간의 처리 성능과 현황 정보는 토폴로지 뷰를 통해 시각적으로 파악할 수 있죠. [그림] Zenius-APM 모니터링 상황판 또한 각 서버의 트랜잭션 처리량, 처리 속도, 자원 사용량을 실시간으로 분석하여 시스템 성능을 관리합니다. 특정 트랜잭션 실행 경로를 추적하고 분석하여, 성능 병목 현상도 식별할 수 있습니다. [그림] Zenius-APM 모니터링 서비스 응답분포 APM은 서비스 응답 분포도를 제공하여, 비정상적인 트랜잭션을 집중적으로 조회하고 분석할 수 있습니다. 장애관리 APM은 메모리 누수, 서비스 응답 지연과 같은 장애 원인을 실시간으로 추적하고 분석하는 기능을 제공합니다. Rawdata를 기반으로 장애 발생 시점을 재현하여, 문제의 근본 원인을 파악하는 데 도움을 주죠. 또한 자동 이벤트 처리는 장애 관리 규칙(Rule)에 따라 이루어지며, 문제 발생 시에는 사용자에게 즉각적인 알림을 제공합니다. 성능 분석과 통계 APM은 애플리케이션 성능을 다양한 지표(예: 성능비교, 기간비교, 증설 필요성, 시간대별 등)를 통해 분석하고, 여러 파일 형식의 보고서로 제공합니다. 또한 애플리케이션 성능 문제와 SQL 쿼리 간의 연관성을 분석하여 성능 개선 방안을 제안합니다. 다양한 환경 지원 레거시 시스템에서 클라우드 인프라에 이르기까지, APM은 다양한 IT 환경을 효과적으로 지원합니다. 또한 WAS 중심 성능 관리와 MSA(마이크로 서비스 아키텍처) 환경 모니터링을 가능하게 하는 기술을 제공하죠. 이번 시간에 알아본 내용처럼 APM은 다양한 애플리케이션 서버(WAS) 환경에서 실행되며, 트랜잭션 성능을 관리하는 통합 모니터링 제품입니다. Zenius-APM와 같이 다양한 WAS 환경에서의 통합 모니터링과 트랜잭션 처리 현황을 체계적으로 파악할 수 있는 APM을 통해, 효과적으로 웹 애플리케이션을 관리해 보세요! 2024.07.19
기술이야기 GPU 모니터링의 중요성과 솔루션 선택 기준은?! 기술이야기 GPU 모니터링의 중요성과 솔루션 선택 기준은?! 인공지능(AI), 클라우드 컴퓨팅, 가상 현실(VR) 및 증강 현실(AR), 빅데이터 분석 등 정말 다양한 분야의 기술이 고도화 됨에 따라서 GPU(Graphic Processing Unit, 그래픽 처리 장치) 시장도 빠르게 커지고 있습니다. GPU 시장은 2024년부터 2029년까지 32.9%의 CAGR(연평균 성장률)을 기록하며, 2029년에 280조 원을 돌파할 것으로 예측됩니다. GPU의 활용도가 커지면서 그와 동시에 GPU를 효율적으로 관리하는 'GPU 모니터링'의 중요성도 점점 더 부각되고 있는데요, 자세한 이유부터 살펴보겠습니다. │GPU 모니터링이 필요한 이유는?! GPU 모니터링이 필요한 가장 큰 이유는 효율적인 자원 관리와 성능 최적화입니다. GPU는 고성능을 제공하기 때문에 리소스를 많이 소모합니다. 따라서 실시간 모니터링을 통해 GPU의 사용량, 소모 전력, 온도, 메모리 사용량 등을 파악하고 대응해야 합니다. 이는 곧 시스템이 과열되거나 과부하 되는 것을 막아주고 GPU 성능을 최적의 상태로 유지시켜주기 때문이죠. 이와 더불어서 빠른 문제 진단과 해결을 위해서도 모니터링이 필요합니다. GPU 관련 문제나 오류는 단순한 시스템 성능 저하를 넘어서 서비스/비즈니스 전반의 문제로 확대될 수 있습니다. 따라서 GPU 모니터링 솔루션을 사용하여 메모리 누수 등의 이상 징후를 빠르게 발견하고 조치할 수 있어야 합니다. 또한 실시간 GPU 모니터링을 통해서 에너지 사용량 최적화하면 전체 시스템의 에너지 효율도 향상시킬 수 있습니다. 그렇다면 구체적으로 어떤 GPU 모니터링 솔루션을 선택해야 할까요?! │GPU 모니터링 솔루션 선택 방법?! GPU 솔루션 선택 시 가장 중요하게 확인해야 할 부분은, 'GPU의 특성을 고려한 모니터링이 가능한가?'입니다. GPU는 한 개 서버라 하더라도 각각의 GPU 별로 모니터링이 되어야 하고, 온도 상승에 따른 성능 저하와 'Out of memory'와 같은 문제를 신속하게 파악해야 하는 특성이 있습니다. [그림] 제니우스의 GPU 모니터링 화면 예시 예를 들어 브레인즈컴퍼니의 제니우스(Zenius) EMS는 GPU의 특성을 고려하여 GPU 별 모니터링을 제공하고 있습니다. 또한 GPU 온도의 추이 분석 및 감시 기능도 제공하여 일정치 이상으로 온도가 상승하거나 메모리가 증가하면 즉각적인 알림을 제공합니다. 이와 더불어서 프로세스 별 GPU 사용량과 OS 관점의 네트워크 트래픽, CPU 등 전반적인 상태에 대한 모니터링 기능도 함께 제공합니다. 제니우스 EMS와 같이 GPU 특성에 맞춘 모니터링 솔루션을 활용하면, GPU 성능을 최적화하고 효율도 최대한 높일 수 있습니다. GPU가 점점 더 중요한 역할을 맡고 있고, 그에 따른 비용도 크게 들어가는 만큼 모니터링 솔루션을 활용한 실시간 관리는 더 중요해지고 있습니다. 또한 GPU뿐 아니라 다른 IT 인프라도 통합 관리할 수 있는 솔루션을 사용하는 것도 경쟁력을 높일 수 있는 좋은 방법입니다. 애플리케이션, GPU, 네트워크 서버, 트래픽, 클라우드, 무선 AP 등 모든 IT 인프라 환경을 통합 관리할 수 있는 제니우스 같은 솔루션 도입을 통해 한 발 더 앞서 나가시기 바랍니다. 2024.07.15
기술이야기 APM에서 꼭 관리해야 할 주요 지표는? 기술이야기 APM에서 꼭 관리해야 할 주요 지표는? 웹 애플리케이션, 모바일 애플리케이션, 데스크탑 소프트웨어, 그리고 클라우드 기반 서비스까지 애플리케이션 서비스의 범위는 점점 더 광범위해지고 있습니다. 온라인 쇼핑, OTT, 게임, 금융, SNS, 기업 ERP 서비스 등 거의 모든 산업 분야에서 애플리케이션을 활용하는 가운데 애플리케이션 서비스가 원활하게 제공되지 않으면 기업은 고객의 신뢰를 잃고, 브랜드 이미지와 매출에도 큰 타격을 입게 됩니다. 이에 따라서 애플리케이션의 성능을 지속적으로 모니터링하고 문제를 신속하게 감지하고 해결하게 해주는 APM(Application Performance Monitoring)의 중요성이 빠르게 커지고 있습니다. 그렇다면 구체적으로 APM이 왜 필요한지와 APM을 통해 꼭 살펴봐야 하는 지표들에 대해서 자세히 알아보겠습니다. │APM(Application Performance Monitoring)의 필요성 앞서 언급한 것처럼 APM은 애플리케이션의 성능을 추적하여, 사용자 만족도를 높이기 위한 필수적인 도구입니다. APM이 왜 점점 더 중요해졌는지 좀 더 구체적으로 살펴볼게요. 시스템 복잡성 관리 현대 IT 환경은 마이크로서비스(MSA), 클라우드, 서버리스 컴퓨팅 등 다양한 기술을 복합적으로 사용합니다. 이로 인해 시스템은 점점 더 복잡해지고, 전통적인 모니터링 도구로는 파악하기 어려운 문제가 발생할 수 있는데요. APM은 이러한 복잡한 시스템에서 발생하는 성능 저하나 오류를 정확히 파악하고, 문제의 근원지를 신속하게 찾아내는 데 도움을 줍니다. 예를 들어 대형 은행이 APM을 통해 실시간 거래 처리 시스템의 성능 저하를 조기에 발견하고 해결하여, 고객 불편을 최소화한 사례가 있습니다. 비즈니스 효율성 및 비용절감 오늘날 기업들은 웹사이트, 모바일 앱, 클라우드 서비스 등 다양한 디지털 플랫폼을 원활하게 운영하기를 원합니다. 동시에 어떻게 하면 이 많은 플랫폼들을 효율적으로 운영하면서, 비용을 절감할지 고민하는데요. APM은 이러한 고민을 해결해 줍니다. 예를 든다면 APM은 클라우드 환경에서 비효율적으로 사용되는 리소스를 식별하고, 필요한 경우에만 리소스를 확장하거나 축소할 수 있도록 지원합니다. 이를 통해 클라우드 비용을 절감하면서도, 시스템 성능을 유지할 수 있게 도와주죠. 고객 경험 개선 다양한 웹/모바일 서비스들이 생겨나면서 소비자들은 점점 더 빠르고, 안정적이며, 개인에게 특화된 맞춤형 서비스를 원하고 있습니다. 애플리케이션의 성능을 개선할수록 사용자 만족도 역시 높아지죠. 만약 소비자 입장에서 필요한 물건을 구매하려고 할 때 버그가 발생하여 구매페이지가 넘어가지 않거나, 결제 과정에 문제가 생긴다면, 고객은 구매를 포기할 수도 있습니다. 이러한 상황에서 APM은 웹 애플리케이션의 성능을 실시간으로 감시하고 문제를 빠르게 해결해 줍니다. 이를 통해 사용자 만족도를 높이고 기업의 잠재적인 매출을 방지할 수 있습니다. 이번엔 개발자/운영자의 관점으로 보는 APM의 필요성을 살펴보겠습니다. 개발자: 개발자는 APM을 통해 애플리케이션의 성능 저하를 유발하는 코드 문제점을 상세히 파악합니다. 예를 들어 느린 데이터베이스 쿼리라던지, 비효율적인 로직, 예기치 않은 오류나 버그 등을 실시간으로 개선합니다. 운영자: 웹/모바일 서비스에 성능 저하나 장애가 발생할 경우 운영자는 APM을 사용하면 어떤 부분이 원인인지 신속하게 진단하고, 필요한 조치를 취할 수 있습니다. 예를 들어 시스템의 디스크, 네트워크, 애플리케이션 등 어느 부분이 문제인지 빠르게 파악할 수 있죠. 또한 시스템의 리소스 사용률을 분석하여, 비효율적으로 사용되는 리소스를 조정합니다. 이처럼 APM을 적극적으로 활용하는 기업은, 웹 애플리케이션 성능을 효과적으로 관리할 수 있어 고객 만족을 높일 수 있습니다. 그렇다면 APM을 통해 웹 애플리케이션을 효율적으로 관리하기 위해서는 어떤 지표를 구체적으로 확인하고 관리해야 할까요? │APM에서 꼭 확인해야 할 주요 지표들 APM으로 웹 애플리케이션을 효과적으로 관리하기 위해서는, 먼저 트랜잭션(Transaction) 처리 현황을 확인하는 것이 중요합니다. APM을 통해 사용자가 웹페이지를 조회하거나, API 호출을 통해 특정 작업을 요청할 때, 이 요청이 정상적으로 활성화되고 완료되기까지 전 과정을 살펴볼 수 있어야 하죠. 이밖에도 확인해야 할 주요 지표들이 있는데요. 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. 트랜잭션 처리량 [그림] Zenius-APM 서비스 처리 현황 이 차트는 시스템이 일정 시간동안 처리할 수 있는 트랜잭션의 수를 말합니다. 쉽게 말해 웹 애플리케이션이 얼마나 많은 일을 할 수 있는지를 보여주는 지표이죠. 예를 든다면 온라인 쇼핑몰에는 초당 몇 건의 주문을 처리할 수 있는지를 나타냅니다. 여기서 트랜잭션 처리량이 높다는 것은 그만큼 많은 작업을 빠르게 처리할 수 있다는 것을 의미합니다. 정리한다면 시스템 부하가 증가할 경우 처리량이 어떻게 변화하는지 파악하여, 시스템이 사용자 요구와 피크 타임에 충분한 성능을 발휘할 수 있는지 확인하는데 유용합니다. 트랜잭션 상세 성능 : CPU, 힙메모리 등 [그림] Zenius-APM CPU, 힙 메모리 사용률 APM은 트랜잭션의 상세 성능인 CPU 사용률, 힙 메모리 사용률 등 같은 중요한 지표들을 측정합니다. 'CPU 사용률'은 애플리케이션이 얼마나 많은 리소스를 사용하는지를 보여줍니다. '힙 메모리 사용률'은 애플리케이션의 메모리 관리 효율성을 진단하는 지표인데요. 높은 사용률은 메모리 누수를, 낮은 사용률은 리소스 부족과 성능 저하를 나타낼 수 있죠. 이 지표를 모니터링함으로써 개발자는 메모리 관리를 최적화할 수 있습니다. 트랜잭션 응답 분포 : 응답시간 [그림] Zenius-APM 서비스 응답분포 트랜잭션 응답 분포는 사용자의 요청에 대한 시스템의 응답 시간을 말합니다. 사용자가 웹 애플리케이션에 어떤 요청을 했을 때, 시스템이 얼마나 빨리 응답하는지를 나타내주죠. 예를 들어 웹사이트에서 페이지를 클릭했을 때, 그 페이지가 얼마나 빨리 응답하는지에 대한 시간을 말합니다. 응답 시간이 짧으면 사용자는 웹사이트에 더 오래 머무르고, 더 많은 페이지를 탐색하게 해, 사용자의 이탈률을 줄일 수 있겠죠. 사용자 수 모니터링 지표 제공 : 동시 접속 사용자 수, 시간당 방문자 수, 액티브 사용자 수 [그림] Zenius-APM 동시 사용자수, 시간대별 방문자 수 등 이 지표는 웹 애플리케이션을 이용하는 사용자 활동을 측정합니다. 여기서 꼭 확인해야 하는 세 가지 지표가 있는데요. '동시 접속 사용자 수'는 특정 시점에 애플리케이션을 이용하는 사용자 수를 나타내며, 시스템의 부하를 파악하는 데 중요한 지표입니다. '시간당 방문자 수'는 한 시간 동안 애플리케이션 트래픽 패턴을 이해하는 데 도움을 주며 '액티브 사용자 수'는 일정 기간 동안 활동적으로 애플리케이션을 이용하는 사용자 수를 의미하죠. 예를 든다면 온라인 게임 서버에 동시 접속 사용자 수가 급격히 증가하는 시간대를 파악하여, 그 시간대에 서버 리소스를 늘리거나 최적화하여 끊김 없는 게임을 경험할 수 있게 하죠. 이처럼 APM은 트랜잭션을 모니터링하여, 애플리케이션의 성능을 측정하고 분석할 수 있어야 합니다. 이를 통해 웹 애플리케이션에 문제가 발생했을 때 어디서부터 해결해야 할지에 대한 방향을 잡을 수 있죠. │APM, 효과적으로 활용하고 있으신가요? 이번 시간에는 APM이 왜 점차 중요해지고, 웹 애플리케이션을 효과적으로 관리하기 위해 어떤 APM 핵심 지표를 살펴봐야 하는지 알아보았습니다. 다양한 분야에서 애플리케이션 활용이 필수가 되고 있고 AI와 클라우드 컴퓨팅 기술 채택으로 인한 복잡성이 증가하고 있습니다. 이에 따라서 Mordor Intelligence는 APM 시장의 가치가 2024년에 약 94억 달러에 이른 후 2029년까지 연평균 성장률(CAGR) 31%로 급성장할 것으로 예측했습니다. 이처럼 급격하게 중요성과 활용도가 커지는 APM. 혹시 아직 도입하지 않으셨다면 Zenius-APM과 같은 효율적인 솔루션을 통해 애플리케이션 성능을 최적화 하시기 바랍니다. 2024.07.12
기술이야기 성공적인 네트워크 관리의 세 가지 조건! 기술이야기 성공적인 네트워크 관리의 세 가지 조건! 한 기업에서 네트워크 지연 및 접속 오류 등의 장애가 생기면 어느 정도의 피해 비용이 발생할까요? Gartner 리포트에 따르면, 1분당 평균 700만 원 이상의 비용이 발생한다고 합니다. 여기에 브랜드 신뢰도나 이미지 추락 등 당장 보이지 않는 부분까지 포함하면 피해 비용은 기하급수적으로 늘어납니다. 따라서 IT 산업에 속한 기업뿐 아니라 다른 분야의 민간기업, 그리고 정부기관과 공기업에 이르기까지 안정적으로 네트워크를 관리하기 위한 노력을 이어가고 있습니다. [그림] 네트워크 장애를 막기 위한 정부 차원의 노력 네트워크 활용도와 중요성이 증가함에 따라서 NMS(Network Management System) 시장의 규모도 빠르게 확대되고 있습니다. 전 세계적인 NMS 시장의 규모는 2022년 12조 원을 넘어서 2027년에는 19조 원에 이를 것으로 예상됩니다. 하지만 NMS를 사용한다고 네트워크 관리가 무조건 수월해지는 것은 아닙니다. 성공적인 네트워크 관리를 위한 도구로써 NMS가 갖춰야 할 세 가지 필수 항목이 있는데요, 지금부터 자세히 알아보겠습니다. ㅣNMS(네트워크 관리 시스템)의 세 가지 필수 조건 NMS 솔루션 선택 시 아래 세 가지를 꼭 점검해 보시기 바랍니다. 첫 번째, 유/무선/가상 네트워크 환경에 대한 성능 모니터링이 가능한가? NMS는 네트워크 장비부터 무선 엑세스 포인트(AP), 소프트웨어 정의 네트워크(SDN)에 이르기까지 다양한 네트워크 환경에 대해서 통합적으로 모니터링할 수 있어야 합니다. 또한 라우터, 스위치, 서버, 애플리케이션 등 네트워크로 연결된 모든 환경에 대한 가시성 확보가 중요합니다. 이를 통해서 트래픽, CPU 사용률, 지연시간, 장비의 다운타임 등 주요 지표들에 대한 모니터링을 통해 네트워크 성능을 최적화할 수 있게 때문이죠. [그림] NMS 예시화면 (제니우스: 전체 네트워크에 대한 통합 모니터링) 두 번째, 연관 장비에 대한 복합적인 관리가 가능한가? NMS는 네트워크 장비 관점의 트래픽과, 네트워크 장비에 연결된 서버 관점의 트래픽까지 복합적으로 분석할 수 있어야 합니다. 이러한 기능을 통해 하드웨어 오류 및 소프트웨어 장애 관리를 넘어서 서비스의 통신 상태, 트래픽 양과 흐름을 모니터링하여 전체 서비스에 대한 가용성 및 병목현상을 확인할 수 있기 때문입니다. [그림] NMS 예시화면(제니우스: 네트워크 장비 요약 view) 세 번째, 다양한 이벤트에 대한 관리가 가능한가? NMS는 임계치 기반의 즉각적인 문제 원인 식별과 정상 범위 이탈 시의 통보 기능을 통해 문제 해결 및 예방에 활용될 수 있어야 합니다. 이뿐 아니라 이벤트가 발생할 경우 스크립트를 통한 자동화 프로세스로 관리자의 업무 효율도 향상시킬 수 있어야 합니다. 더불어서 보안 취약점을 관리하여 보안 위협을 사전에 막고, 사용자의 접근으로부터 보호하는 기능도 반드시 필요합니다. 지금까지 살펴본 NMS의 세 가지 조건은 네트워크의 안정성, 보안성, 효율성을 보장하기 위한 필수조건입니다. 네트워크의 중요성과 활용도가 커지는 가운데 '제대로 된' NMS의 활용을 통해 높은 경쟁력을 확보하시기 바랍니다. 2024.05.10
기술이야기 SDN(소프트웨어 정의 네트워크)의 주요 특징과 성공사례는?! 기술이야기 SDN(소프트웨어 정의 네트워크)의 주요 특징과 성공사례는?! 지메일, 유튜브, 구글맵스, 구글 클라우드까지.. 구글은 자사의 다양한 서비스들이 어디에서나 원활하게 돌아갈 수 있도록, 전 세계 곳곳의 수많은 데이터 센터를 운영하고 있습니다. 구글의 한 데이터 센터 전경(출처ⓒ google.com) 그리고 이 데이터 센터간의 효율적이고 안정적인 '네트워크' 구축을 위해, 다양한 노력을 펼치고 있습니다. 사용자에게 빠른 서비스를 제공하기 위해선 데이터 센터간의 높은 연결성과 효율성이 필수조건이기 때문이죠. 구글의 네트워크 운영은 2012년에 큰 전환점을 맞이합니다. 이 변화의 중심에는 SDN(Software Defined Network, 소프트웨어 정의 네트워크)이란 기술이 있는데요. 구글의 네트워크 운영 효율과 안정성을 극적으로 개선시킨 SDN은 과연 무엇일까요? 우선 SDN의 주요 특징부터 살펴보겠습니다. ㅣSDN의 두 가지 핵심특징 SDN은 네트워크 관리를 간소화하고 네트워크 구성의 유연성을 높이기 위해 고안된 기술입니다. SDN에는 두 가지 핵심적인 특징이 있는데요. 첫 번째 특징, 컨트롤 플레인과 데이터 플레인의 분리 SDN을 대표하는 첫 번째 특징은, 네트워크 장비의 전반적인 데이터를 중앙 집중적으로 관리할 수 있는 컨트롤 플레인(Control Plane)과, 트래픽 전송 역할을 하는 데이터 플레인(Data Plane)이 분리된 것입니다. 이러한 분리에 따른 두 가지 효과를 살펴보겠습니다. (1) 최적의 로드밸런싱이 가능해짐 기존에는 라우터와 스위치 등의 네트워크 장비가 경로를 결정했었습니다. 이 장비들은 주로 최단 경로 알고리즘을 통해 패킷을 전달하기 때문에, 네트워크 관리자가 특정 경로를 원하는대로 설정하기엔 어려움이 있었습니다. 즉 '로드밸런싱'이 어려웠었죠. 하지만 SDN은 이러한 상황의 변화를 가져왔습니다. [그림] SDN 로드밸런싱 예를 들어 보겠습니다. 기존에는 경로 정보가 있을 때 U에서 나가는 트래픽을 V와 X에 각각 분산시키고 싶을 경우, 기존의 최단 알고리즘을 통하면 항상 최단의 경로로만 라우팅할 수 있었습니다. 하지만 위 [그림]처럼 SDN을 사용하면 네트워크 관리자는 전체 네트워크의 상태를 실시간으로 파악하고, 트래픽을 V와 X로 균등하게 분산시키는 등 세밀한 조정을 할 수 있습니다. 이를 통해 네트워크의 효율성을 극대화하고, 트래픽 과부하나 장애 발생 시 빠르게 대응할 수 있게 되었죠. (2) 비용 절감과 효율성 증대 SDN을 통해 기업들은 고가의 전용 네트워크 장비를 사용하지 않고도, 필요한 네트워크 기능을 구현할 수 있게 되었습니다. 이에 따라서 초기 장비 투자 비용(CapEx)과 네트워크의 운영 비용(OpEx)을 모두 줄일 수 있습니다. 또한 네트워크 관리의 자동화와 최적화로 운영의 효율성을 높여주며, 장기적으로는 인적 자원에 대한 비용 절감으로도 이어집니다. 두 번째 특징, 중앙 집중식 관리 시스템 SDN을 대표하는 또다른 특징은 소프트웨어(SDN 컨트롤러)가 중앙에서 제어한다는 것입니다. 이 소프트웨어가 네트워크의 '두뇌' 역할을 하며, 네트워크의 각 기능이 어떻게 동작할지 지시합니다. 이러한 특징으로 인한 대표적인 효과를 살펴보겠습니다. (1) 유연성과 신속한 대응 기존 네트워크 시스템은 하드웨어 중심으로 돌아가기 때문에, 이 변화에 적응하기 위해선 실제 장비를 교체하거나 수동으로 설정을 변경해야 했습니다. 하지만 SDN에서는 모든 제어 기능이 '중앙'에서 소프트웨어로 이루어지기 때문에, 변경 사항이나 새로운 요구 사항이 발생했을 경우 관리자는 물리적 장비에 접근하거나 개별 설정을 조정할 필요없이 소프트웨어를 통해 네트워크를 즉시 업데이트할 수 있게 되었습니다. 이 덕분에 기존에 며칠이나 몇 주가 걸리던 네트워크 변경 작업을 몇 분 안에 할 수 있게 됐습니다. (2) 보안과 성능 최적화 기존의 전통적인 네트워크 관리 방식에서는, 네트워크의 각 부분에 대해서 심층적으로 들여다 보는 것이 어려웠습니다. 네트워크 장비와 시스템이 서로 다른 플랫폼과 프로토콜을 사용했기 때문에, 전체적인 네트워크 상태의 모니터링이 사실상 불가능했었죠. 하지만 SDN은 소프트웨어를 통한 중앙집중식 관리 시스템으로 이루어져 있기에, 네트워크의 모든 부분에 대한 실시간 통합 관리가 가능합니다. 이를 통해서 보안 위협을 빠르게 식별하고 대응할 수 있게 되었죠. 또한 트래픽 패턴을 정밀하게 분석하여 재분배하고, 트래픽 병목 현상을 예방하여 전반적인 네트워크 성능도 개선할 수 있게 됐습니다. SDN의 두 가지 특징과 그로 인한 효과를 알아봤는데요. 이제 SDN의 아키텍처와 구현 방식에 대해서도 한번 살펴보겠습니다. ㅣSDN의 아키텍처와 구현 방식 SDN 아키텍처: 세 가지 주요 계층 SDN은 네트워크 관리를 더 유연하고 효율적으로 만들기 위해, '세 가지' 주요 계층으로 구성되어 있습니다. 세 가지 계층은 앞서 언급했던 Control Plane(컨트롤 플레인)과 Data Plane(데이터 플레인), 그리고 Application Plane(응용 프로그램 계층)입니다. 각 계층은 네트워크를 관리하고 운영하는데 있어 중요한 역할을 하는데요. 각 계층별 역할과 연관성에 대해서 알아보겠습니다. 우선 아래 [그림]에 가장 하단에 위치한 Data Plane(데이터 플레인)은 Control Plane(컨트롤 플레인)이 내린 결정에 따라 실제 데이터 패킷(Data packet)을 전송하는 역할을 합니다. 데이터 플레인은 스위치, 라우터 같은 물리적 장비를 통해 구현되며, 이들 장비는 데이터 패킷을 처리하고 전달하죠. [그림] SDN 아키텍처 중간에 위치한 Control Plane(컨트롤 플레인)은 네트워크에서 어떤 데이터가 어디로 가야 하는지 결정하는 역할을 합니다. 즉 Control Plane(컨트롤 플레인)은 네트워크 트래픽을 어디로 보낼지 결정하는 역할을 합니다. 가장 위에 위치한 Application Plane(응용 프로그램 계층)은 사용자에게 서비스를 제공하는 소프트웨어 애플리케이션을 말합니다. 이 계층은 SDN의 나머지 두 계층 위에 있으며, 네트워크의 다양한 리소스를 활용해 실제 사용자에게 서비스를 제공합니다. 클라우드 스토리지 서비스나 스트리밍 서비스 같은 것이 여기에 해당됩니다. 이 서비스들은 Control Plane(컨트롤 플레인)과 Data Plane(데이터 플레인)을 통해 데이터를 주고 받으며, 사용자에게 콘텐츠를 제공하죠. 이처럼 세 계층은 서로 밀접하게 연결되어 있습니다. 다시 말해 Control Plane(컨트롤 플레인)이 네트워크의 전반적인 관리와 결정을 담당하면, Data Plane(데이터 플레인)은 그 결정을 바탕으로 실제 데이터를 전송하죠. 그리고 Application Plane(응용 프로그램 계층)은 이 모든 네트워크 인프라 위에서 동작하며, 최종 사용자에게 서비스를 제공합니다. SDN의 구현 방식 위에서 살펴본 것 처럼 SDN은 세 개의 층으로 이루어져 있는데요. 이 각각의 층이 '제대로' 역할을 수행하기 위해서 꼭 필요한 것이 SDN Controller, OpenFlow 프로토콜입니다. OpenFlow 프로토콜은 SDN 컨트롤러와 네트워크 장비 사이에서 동작하는 프로토콜입니다. 컨트롤 플레인과 데이터 플레인 사이의 소통을 담당하고 있죠. OpenFlow 프로토콜은 컨트롤 플레인이 네트워크 장비에 구체적인 지시를 내리고, 그 지시에 따라 트래픽을 어디로 보낼지 결정할 수 있게 해줍니다. [그림] SDN 컨트롤러, OpenFlow 프로토콜 SDN 컨트롤러는 이 모든 과정을 조율하는 '중앙 집중식 지휘소'라 할 수 있는데요. 컨트롤러는 네트워크의 전반적인 상황을 파악하고, 데이터 플로우를 최적화하기 위한 결정을 내리며, OpenFlow를 통해 그 결정을 네트워크 장비에 전달합니다. 컨트롤러가 없다면 마치 중앙 교통 관리 시스템이 없이 각자의 판단에 따라 움직이는 차량들처럼 혼란스러워 지겠죠. 이처럼 SDN 컨트롤러와 OpenFlow 프로토콜을 통해 구현된 중앙 집중식 네트워크 관리는 효율적이고 유연한 트래픽 조정을 가능하게 합니다. 이제 마지막으로 맨 앞에서 잠시 살펴 본 구글(Google)의 사례를 자세히 들여다보겠습니다. ㅣ사례를 통해 보는 SDN: 구글의 G-Scale 구글의 'G-Scale SDN 프로젝트(2012)'는 SDN을 가장 효과적으로 활용한 대표적인 사례입니다. 이 프로젝트는 구글이 2010년부터 진행한 OpenFlow 프로젝트의 일환으로, 구글 데이터센터 백본(BackBone)1 구간을 SDN 기반으로 전환하는 대담한 시도였죠. 구글 이 프로젝트를 통해 성취한 결과는 인상적인 수준을 넘어, 네트워크 관리 방식에 혁신을 일으켰다고 평가받고 있습니다. 구글은 얻은 대표적인 세 가지 이득을 살펴보겠습니다. *1: 백본: 전산망 속에서 근간이 되는 네트워크를 연결시켜주는 대규모 전송회선 [그림] 구글 G-Scale 프로젝트를 통해 구축된 데이터 센터(2012) 1. 인프라 리소스의 최적 활용 구글은 OpenFlow를 기반으로 한 SDN을 적용해 기존에 40~50% 수준에 머물렀던 네트워크 인프라의 활용도를 거의 100% 가까이 끌어올렸습니다. 기존 네트워크 시스템에서는 다양한 벤더의 장비들이 서로 완벽하게 호환되지 않은 문제로 인해, 전체 네트워크 장비의 효율성이 제한되곤 했었죠. 하지만 구글의 SDN 구현은 이러한 한계를 넘어서, 네트워크 자원을 훨씬 유연하게 관리할 수 있는 방법을 제시할 수 있게 했습니다. 2. WAN 대역의 경로 최적화 WAN(Wide Area Network)에서의 데이터 전송 속도와 효율성은, 전 세계 사용자들에게 고품질의 서비스를 제공하는 데 핵심적인 요소인데요. 구글은 SDN을 통해 이러한 WAN 대역의 데이터 전송 경로를 최적화하여, 사용자 경험을 크게 향상시킬 수 있었습니다. 이는 전 세계 서비스를 제공하는 구글에게 있어 대단히 중요한 성과였죠. 3. 네트워크 구축 비용의 절감 구글은 SDN 컨트롤러와 화이트박스 스위치의 조합을 통해, 데이터센터 내 네트워크 구축 비용을 대폭 낮출 수 있었습니다. 화이트박스 스위치는 사용자가 네트워크 장비의 동작방식을 직접 결정할 수 있게 하는 개방형 장비로, 구글은 이를 통해 더 효율적이고 경제적인 네트워크 인프라를 구축할 수 있게 됐습니다. 또한 구축 비용의 절감 뿐 아니라 전반적인 서비스 품질의 향상 효과도 거둘 수 있었습니다. [그림] 구글의 다양한 SDN 기술 이처럼 구글의 'G-Scale SDN 프로젝트'는 단순히 기술적 성공을 넘어서, 전 세계 통신사와 네트워크 장비 제조사들이 SDN을 도입하고 네트워크 가상화에 뛰어들게 만든 결정적 계기가 되었습니다. 구글은 여기서 한 발자국 더 나아가 BGP, Espresso, B4, Andromeda, Jupiter 등 다양한 SDN 기술을 적극적으로 활용하고 있습니다. 이러한 노력은 네트워크의 효율성을 극대화하고, 비용을 최적화하여, 데이터 중심의 세계에서 경쟁력을 유지하고, 사용자에게 더 나은 서비스를 제공하는 성과를 만들어내고 있습니다. 구글의 G-Scale 프로젝트라는 큰 성공을 만들어낸 SDN도 '어떻게 하면 안정적으로 네트워크를 관리하고 운영할 수 있을까?'라는 고민에서 시작됐습니다. 네트워크 관리의 중요성은 더욱 더 커지고 있습니다. SDN이라는 혁신적인 기술을 바로 도입하는 것도 물론 좋지만, 그 전에 현재의 네트워크를 제대로 모니터링 하고 있는지 부터 점검해봐야 합니다. 여러분의 네트워크는 제대로 관리되고 있나요? 2024.05.09
기술이야기 쿠버네티스(K8s) 모니터링에서 가장 중요한 두 가지?! 기술이야기 쿠버네티스(K8s) 모니터링에서 가장 중요한 두 가지?! 2022년 CNCF의 연간 조사에 따르면 전 세계 기업의 96%가 쿠버네티스를 활용 중이거나 활용을 고려 중인 것으로 나타났습니다. 또한 가트너는 쿠버네티스(Kubernetes, K8s) 시장의 규모가 올해 1조 2천억 원대를 돌파할 것으로 내다봤습니다. 이처럼 쿠버네티스가 '대세'로 자리 잡고 있는 가운데, 쿠버네티스 활용에 대한 어려움을 겪는 기업도 많아지고 있습니다. 클러스터 내의 리소스 할당/운영과 쿠버네티스 콘솔(대시보드)의 구성이 가장 큰 어려움으로 꼽히는데요, 이러한 어려움을 극복하기 위한 첫 번째 조건은 바로 올바른 '쿠버네티스 모니터링'입니다. 효과적이고 올바른 쿠버네티스 모니터링을 위해선 두 가지를 '꼭' 기억해야 하는데요, 지금부터 그 두 가지를 자세히 알아보겠습니다. ㅣ올바른 쿠버네티스 모니터링을 위한 두 가지 조건 첫 번째, 쿠버네티스의 주요 항목을 한눈에 볼 수 있어야 합니다 쿠버네티스 환경은 규모가 크고 동적이며 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 그렇기 때문에 리소스 사용률, 에러 로그 등의 중요 정보를 실시간으로 파악할 수 있어야 합니다. 따라서 쿠버네티스 모니터링을 효과적으로 수행하기 위해 첫 번째로 기억해야 할 것은 '쿠버네티스 환경을 한 화면에서 종합적으로 볼 수 있어야 한다는 점'입니다. 우선 종합적인 모니터링을 통해 리소스 사용률, 트래픽 패턴 등의 중요 정보를 실시간으로 파악할 수 있어 문제 발생 시 빠르게 원인을 진단하고 해결할 수 있습니다. 또한 쿠버네티스 운영의 핵심은 효율적인 리소스 관리인데, 종합적인 모니터링을 통해 리소스 낭비를 줄이고 애플리케이션의 성능을 최적화할 수 있습니다. 이와 더불어 시스템의 이상 유무를 지속적으로 모니터링함으로써, 예기치 않은 다운타임 등의 오류를 방지할 수도 있죠. 따라서 쿠버네티스 모니터링 솔루션에는 각 구성요소들 간의 관계와 영향도를 '한 눈'에 파악할 수 있는 모니터링 View가 반드시 필요합니다. 더불어 쿠버네티스 환경을 관리하는 운영자나 조직마다 중요하게 생각하는 데이터 지표가 다릅니다. 때문에 운영자가 자신의 필요에 따라 모니터링 화면을 자유롭게 구성할 수 있다면, 더욱 효과적으로 시스템을 관리할 수 있습니다. [그림1] (왼) 클러스터 상세 모니터링 View, (중) 클러스터 메인 모니터링 View, (오) 주요 Service 모니터링 View 더 자세한 설명을 위해 제니우스(Zenius)의 쿠버네티스 모니터링 솔루션인 Zenius-K8s을 예로 살펴보겠습니다. 우선 [그림1]에 나와있는 것처럼 쿠버네티스 모니터링 솔루션은 여러 클러스터 현황을 한눈에 확인할 수 있는 요약 뷰를 제공해야 합니다. 이를 통해 클러스터의 상세한 현황과 노드, 파드, 컨테이너, 서비스 등을 통합적으로 모니터링할 수 있기 때문이죠. 이러한 기능은 운영자로 하여금 시스템 전반에 대한 신속한 이해를 가능하게 하고, 업무 효율성을 크게 높여줍니다. [그림2] (왼) Zenius-K8s 운영현황 오버뷰 (오) 사용자가 직접 정보를 구성할 수 있는 컴포넌트 수정창 여기에 더해서 Zenius-K8s처럼 쿠버네티스 주요 데이터 지표를 '사용자 관제 목적'에 따라 자유롭게 구성이 가능하고 가시성 높은 다양한 차트와 컴포넌트를 포함한 오버뷰를 제공한다면, 더욱더 성공적인 쿠버네티스 활용이 가능해집니다. 두 번째, 클러스터 별로 상세한 성능을 확인할 수 있어야 합니다 효과적이고 올바른 쿠버네티스 모니터링을 위한 두 번째 조건은, '클러스터 별로 상세한 성능을 확인할 수 있어야 한다는 것'입니다. 특히 쿠버네티스 환경을 관리하고 최적화함에 있어서 핵심적인 역할을 하는 클러스터 현황(노드, 파드, 컨테이너), 성능 지표(CPU 사용량, Memory 사용량), 이벤트 현황을 연관 지어 직관적으로 모니터링할 수 있어야 합니다. 이를 통해서 운영자는 클러스터의 전반적인 상태를 실시간으로 모니터링하고, 발생 가능한 문제를 조기에 식별하여 시스템의 안정성과 성능을 지속적으로 높일 수 있기 때문이죠. 또한 클러스터의 각 구성 요소가 서로 다른 역할을 수행하기 때문에 각 노드, 파드, 컨테이너별로 상세히 모니터링하는 것도 매우 중요합니다. [그림3] 클러스터 별 상세정보 요약 뷰 지금 살펴본 내용을 Zenius-K8s 예시 화면을 통해 다시 한번 되짚어 보겠습니다. 먼저 위 [그림3]에서 보이는 것처럼 주요 클러스터 현황(노드, 파드, 컨테이너 등), 주요 성능 지표(CPU, Memory 사용률 등), 이벤트 현황 등을 한 화면에서 확인할 수 있는 요약 뷰가 있어야 합니다. [그림4] Zenius-K8s 토폴로지 맵 특히, Zenius-K8s의 경우 수집한 데이터를 기반으로 자동으로 각 구성요소 간의 연관관계와 서비스 상태를 토폴로지 맵(Topolgy Map) 형태로 구성할 수 있습니다. 또한 다양한 조회 기준(노드, 네임스페이스, 서버)과 상세 정보 조회 기능을 제공하고 있죠. 쿠버네티스 모니터링 솔루션에는, 직관적이고 효율적인 모니터링을 위해 반드시 위와 같은 기능이 포함되어 있어야 합니다. [그림5] 노드(Node) 별 상세 모니터링 [그림6] 파드(Pod) 별 상세 모니터링 [그림7] 컨테이너(Container) 별 상세 모니터링 마지막으로 위의 Zenius-K8s의 예시 화면들처럼, 클러스터 내 각각의 구성요소에 대한 상세한 모니터링이 필요합니다. 이를 통해 산재된 데이터에 대한 효율적인 관리가 가능하기 때문이죠. 。。。。。。。。。。。。 지금까지 성공적인 쿠버네티스 모니터링을 위한 두 가지 조건을 살펴봤습니다. 쿠버네티스의 활용도와 중요성이 더 커지는 가운데, 운영의 안정성과 효율성을 높여주는 쿠버네티스 모니터링 솔루션 도입은 이제 선택이 아닌 필수가 되었습니다. 쿠버네티스 현황을 한눈에 볼 수 있고, 세부 요소를 세밀하게 들여다볼 수 있는 모니터링 솔루션을 통해서 성공적으로 쿠버네티스를 활용하시기 바랍니다. 2024.04.05
기술이야기 EMS, NPM, AIOps까지! NMS의 진화 자세히 보기 기술이야기 EMS, NPM, AIOps까지! NMS의 진화 자세히 보기 앞선 글들을 통해서 NMS의 기본 개념, 구성요소와 기능, 정보 수집 프로토콜에 대해서 알아봤었는데요. 이번 글에서는 NMS의 역사와 진화 과정, 그리고 최근 트렌드에 대해서 자세히 알아보겠습니다. EMS, NPM, 그리고 AIOps에 이르기까지 네트워크의 빠른 변화에 발맞추어 진화하고 있는 NMS에 대해서 하나씩 하나씩 살펴보겠습니다. ㅣNMS의 역사와 진화 과정 우선 NMS의 전반적인 역사와 진화 과정을 살펴보겠습니다. [1] 초기 단계 (1980년대 이전) 초기에는 네트워크 관리가 수동적이었습니다. 네트워크 운영자들은 네트워크를 모니터링하고 문제를 해결하기 위해 로그 파일을 수동으로 분석하고 감독했습니다. [2] SNMP의 등장 (1988년) SNMP(Simple Network Management Protocol)의 등장으로 네트워크 장비에서 데이터를 수집하고 이를 중앙 집중식으로 관리하는 표준 프로토콜을 통해 네트워크 관리자들이 네트워크 장비의 상태를 실시간으로 모니터링하고 제어할 수 있게 됐습니다. [3] 네트워크 관리 플랫폼의 출현 (1990년대 중후반) 1990년대 후반부에는 상용 및 오픈 소스 기반의 통합된 네트워크 관리 플랫폼이 등장했습니다. 이러한 플랫폼들은 다양한 네트워크 장비와 프로토콜을 지원하고, 시각화된 대시보드와 경고 기능 등을 제공하여 네트워크 관리의 편의성을 높였습니다. [4] 웹 기반 NMS (2000년대 중반) 2000년대 중반에는 웹 기반의 NMS가 등장했습니다. 이러한 시스템은 사용자 친화적인 웹 인터페이스를 통해 네트워크 상태를 모니터링하고 관리할 수 있게 했습니다. [5] 클라우드 기반 NMS (2010년대 이후) 최근 몇 년간 클라우드 기반 NMS의 등장으로 네트워크 관리의 패러다임이 변화하고 있습니다. 또한 빅데이터 기술과 인공지능(AI) 기술을 활용하여 네트워크 성능을 최적화하고, 향후 성능을 예측할 수 있는 성능 예측 기능까지 NMS에서 제공하고 있습니다. ㅣNMS에서 EMS로의 진화 네트워크 환경은 빠르게 변화하게 되고, 이에 따라서 NMS도 EMS로 진화하게 됩니다. NMS의 진화는 총 세 가지 세대로 나눌 수 있습니다. 1세대: 디바이스 관리 시스템 기존의 NMS는 외산 제조사에서 제공하는 전용 네트워크 솔루션이 주를 이루었습니다. CISCO의 시스코웍스(CiscoWorks), IBM의 넷뷰(NetView) HP의 네트워크 노드 매니저(Network Node Manager) 등 다양한 벤더들이 자사의 제품에 대한 모니터링 서비스를 제공하기 위해 특화된 디바이스 관리 솔루션을 내놓았죠. HP Network Node Manager 예시 화면(출처ⓒ omgfreeet.live) 물론 자사의 제품을 관리하기 위한 목적에서 출발한 솔루션이었기에, 대규모 이기종 IT 인프라 환경에 대한 모니터링 기능은 제공하지 못했습니다. 2세대: IT 인프라 관리 시스템 EMS의 등장 1세대의 NMS의 경우 빠르게 급변하는 네트워크 트렌드를 따라갈 수 없었습니다. 가상랜(VLAN), 클라이언트-서버 기술이 발달하게 되자, IP 네트워크 관계만으로 실제 토폴로지를 파악하기 어려웠습니다. 또한 네트워크장비 및 회선의 상태뿐 아니라, 서버 등의 이기종 IT 인프라 통합 모니터링에 대한 니즈와 함께 EMS(Enterprise Management System)의 시대가 시작됩니다. 이에 따라 서비스 관리 차원의 통합 관제 서비스가 등장합니다. 기존의 네트워크 모니터링뿐 아니라 서버, DBMS, WAS 등 IT 서비스를 이루고 있는 모든 인프라들에 대한 통합 모니터링에 대한 관심과 니즈가 증가했기 때문입니다. 3세대: 클라우드 네이티브 환경의 EMS 2010년 중 이후 서버, 네트워크 등 IT 인프라에 대한 클라우드 네이티브로의 전환이 가속화되었습니다. 기존의 레거시 환경에 대한 모니터링과 함께 퍼블릭, 프라이빗 클라우드에 대한 모니터링 니즈가 증가하면서 모든 환경에 대한 통합적인 가시성을 제공해 줄 수 있는 EMS가 필요하게 되었죠. 이외에도 AI의 발전을 통해 AIOps, Observability라는 이름으로 인프라에 대한 장애를 사전적으로 예측할 수 있는 기능이 필요하게 됐습니다. ㅣ네트워크 환경 변화(가상화)와 NMS의 변화 이번에는 네트워크 환경 변화에 따른 NMS의 변화에 대해서 알아보겠습니다. 네트워크 환경 변화(네트워크 가상화) 네트워크 구성 방식은 지속적으로 변화해왔습니다. 클라이언트-서버 모델부터 중앙 집중식 네트워크, MSA 환경에서의 네트워크 구성까지 이러한 변화는 기술 발전, 비즈니스 요구 사항, 보안 요구 사항 등 다양한 요인에 의해 영향을 받았는데요. 무엇보다 가장 중요한 변화는 전통적인 온 프레미스 네트워크 구조에서 네트워크 자원이 더 이상 물리적인 장비 기반의 구성이 아닌 가상화 환경에서 구성된다는 점입니다. ▪소프트웨어 정의 네트워킹(SDN, 2000년대 후반 - 현재): 네트워크 관리와 제어를 분리하고 소프트웨어로 정의하여 유연성과 자동화를 향상시키는 접근 방식입니다. SDN은 네트워크 관리의 복잡성을 줄이고 가상화, 클라우드 컴퓨팅 및 컨테이너화와 같은 새로운 기술의 통합을 촉진시켰습니다. ▪네트워크 가상화 (NFV, 현재): 기존 하드웨어 기반 전용 장비에서 수행되던 네트워크 기능을 소프트웨어로 가상화하여 하드웨어 의존성과 장비 벤더에 대한 종속성을 배제하고, 네트워크 오케스트레이션을 통해 네트워크 환경 변화에 민첩한 대응을 가능하게 합니다. ㅣ클라우드, AI 등의 등장에 따른 NMS의 방향 클라우드 네이티브가 가속화되고, AI를 통한 인프라 관리가 주요 화두로 급부상하면서 네트워크 구성과 이를 모니터링하는 NMS의 환경 역시 급변하고 있습니다. 클라우드 내의 네트워크: VPC VPC(Virtual Private Cloud)는 퍼블릭 클라우드 환경에서 사용할 수 있는 전용 사설 네트워크입니다. VPC 개념에 앞서 VPN에 대한 개념을 단단히 잡고 넘어가야 합니다. VPN(Virtual Private Network)은 가상사설망으로 '가상'이라는 단어에서 유추할 수 있듯이 실제 사설망이 아닌 가상의 사설망입니다. VPN을 통해 하나의 네트워크를 가상의 망으로 분리하여, 논리적으로 다른 네트워크인 것처럼 구성할 수 있습니다. VPC도 이와 마찬가지로 클라우드 환경을 퍼블릭과 프라이빗의 논리적인 독립된 네트워크 영역으로 분리할 수 있게 해줍니다. VPC가 등장한 후 클라우드 내에 있는 여러 리소스를 격리할 수 있게 되었는데요. 예를 들어 'IP 주소 간에는 중첩되는 부분이 없었는지', '클라우드 내에 네트워크 분리 방안' 등 다양한 문제들을 VPC를 통해 해결할 수 있었습니다. ▪서브넷(Subnet): 서브넷은 서브 네트워크(Subnetwork)의 줄임말로 IP 네트워크의 논리적인 영역을 부분적으로 나눈 하위망을 말합니다. AWS, Azure, KT클라우드, NHN 등 다양한 퍼블릭 클라우드의 VPC 서브넷을 통해 네트워크를 분리할 수 있습니다. ▪서브넷은 크게 퍼블릿 서브넷과 프라이빗 서브넷으로 나눌 수 있습니다. 말 그대로 외부 인터넷 구간과 직접적으로 통신할 수 있는 공공, 폐쇄적인 네트워크 망입니다. VPC를 이용하면 Public subnet, Private subnet, VPN only subnet 등 필요에 따라 다양한 서브넷을 생성할 수 있습니다. ▪가상 라우터와 라우트 테이블(routing table): VPC를 통해 가상의 라우터와 라우트 테이블이 생성됩니다. NPM(Network Performance Monitoring) 네트워크 퍼포먼스 모니터링(NPM)은 전통적인 네트워크 모니터링을 넘어 사용자가 경험하는 네트워크 서비스 품질을 측정, 진단, 최적화하는 프로세스입니다. NPM 솔루션은 다양한 유형의 네트워크 데이터(ex: packet, flow, metric, test result)를 결합하여 네트워크의 성능과 가용성, 그리고 사용자의 비즈니스와 연관된 네트워크 지표들을 분석합니다. 단순하게 네트워크 성능 데이터(Packet, SNMP, Flow 등)를 수집하는 수동적인 과거의 네트워크 모니터링과는 다릅니다. 우선 NPM은 네트워크 테스트(Synthetic test)를 통해 수집한 데이터까지 활용하여, 실제 네트워크 사용자가 경험하는 네트워킹 서비스 품질을 높이는데 그 목적이 있습니다. NPM 솔루션은 NPMD라는 이름으로 불리기도 합니다. Gartner는 네트워크 성능 모니터링 시장을 NPMD 시장으로 명명하고 다양한 데이터를 조합하여 활용하는 솔루션이라고 정의했습니다. 즉 기존의 ICMP, SNMP 활용 및 Flow 데이터 활용과 패킷 캡처(PCAP), 퍼블릭 클라우드에서 제공하는 네트워크 데이터 활용까지 모든 네트워크 데이터를 조합하는 것이 핵심이라 할 수 있습니다. AIOps: AI를 활용한 네트워크 모니터링 AI 모델을 활용한 IT 운영을 'AIOps'라고 부릅니다. 2014년 Gartner를 통해 처음으로 등장한 이 단어는 IT 인프라 운영에 머신러닝, 빅데이터 등 AI 모델을 활용하여 리소스 관리 및 성능에 대한 예측 관리를 실현하는 것을 말합니다. 가트너에서는 AIOps에 대한 이해를 위해 관제 서비스, 운영, 자동화라는 세 가지 영역으로 분류해서 설명하고 있습니다. ▪관제(Observe): AIOps는 장애 이벤트가 발생할 때 분석에 필요한 로그, 성능 메트릭 정보 및 기타 데이터를 자동으로 수집하여 모든 데이터를 통합하고 패턴을 식별할 수 있는 관제 단계가 필요합니다. ▪운영(Engine): 수집된 데이터를 분석하여 장애의 근본 원인을 판단하고 진단하는 단계로, 장애 해결을 위해 상황에 맞는 정보를 IT 운영 담당자에게 전달하여 반복적인 장애에 대한 조치 방안을 자동화하는 과정입니다. ▪자동화(Automation): 장애 발생 시 적절한 해결책을 제시하고 정상 복구할 수 있는 방안을 제시하여, 유사 상황에도 AIOps가 자동으로 조치할 수 있는 방안을 마련하는 단계입니다. 위의 세 단계를 거쳐 AIOps를 적용하면 IT 운영을 사전 예방의 성격으로 사용자가 이용하는 서비스, 애플리케이션, 그리고 인프라까지 전 구간의 사전 예방적 모니터링을 가능하게 합니다. 또한 구축한 데이터를 기반으로 AI 알고리즘 및 머신 러닝을 활용하여 그 어떠한 장애에 대한 신속한 조치와 대응도 자동으로 가능하게 합니다. Zenius를 통한 클라우드 네트워크 모니터링 참고로 Zenius를 통해 각 퍼블릭 클라우드 별 VPC 모니터링이 가능합니다. VPC의 상태 정보와 라우팅 테이블, 서브넷 목록 및 서브넷 별 상세 정보 (Subnet ID, Available IP, Availability Zone 등)에 대한 모니터링 할 수 있습니다. Zenius-CMS를 통한 AWS VPC 모니터링 이외에도 각 클라우드 서비스에 대한 상세 모니터링을 통해 클라우드 모니터링 및 온 프레미스를 하나의 화면에서 모니터링하실 수 있습니다. 。。。。。。。。。。。。 지금까지 살펴본 것처럼, 네트워크의 변화에 따라서 NMS는 계속해서 진화하고 있습니다. 현재의 네트워크 환경과 변화할 환경을 모두 완벽하게 관리할 수 있는 NMS 솔루션을 통해 안정적으로 서비스를 운영하시기 바랍니다. 2024.04.03
기술이야기 Helm과 Argo의 개념과 통합 활용법?! 기술이야기 Helm과 Argo의 개념과 통합 활용법?! 애플리케이션을 클라우드 네이티브 환경에서 효율적으로 관리하고 운영할 수 있는 플랫폼인 쿠버네티스(kubernetes)를 활용하는 기업들이 점점 더 늘어나고 있습니다. 이에 따라 효율적인 애플리케이션 관리를 통해 패키징 배포, 관리를 자동화하고 일관된 상태를 유지하는 것이 중요해지고 있습니다. 이번 글을 통해서는 애플리케이션 개발 및 도구 중 최근 많이 사용되는 Helm과 Argo에 대해서 자세히 알아보겠습니다. ㅣHelm의 등장 쿠버네티스를 활용한 애플리케이션 배포에 가장 기본이 되는 단위는 yaml 파일로, 주로 쿠버네티스 object(리소스)들을 정의하고 다루는데 활용됩니다. 쿠버네티스를 통해 애플리케이션을 배포하다 보면 비슷한 틀과 내용을 공유하고, 내부 값(configuration)만 일부 변경하는 작업을 하게 되는데요, 이 과정에서 애플리케이션마다 모두 yaml 파일을 만들어야 하나 보니 매우 번거로웠습니다. 위 이미지를 보면, A 애플리케이션은 정적 파일인 yaml을 오브젝트별(Service, Pod, ConfigMap)로 만들어서 생성하고 배포합니다. 그러다가 프로젝트의 확장에 따른 기능 추가로 인해 B와 C 애플리케이션으로 쪼개어 각각의 yaml 파일을 복사해서 사용합니다. 하지만, 팀 단위로 인프라가 확장될 경우는 어떻게 할까요? 개별 오브젝트에 대한 yaml 개별적으로 관리할 수 있을까요? 만약, 개별적으로 관리한다면 파일의 갯수와 코드량의 증가로 인해 개발자들은 매우 혼잡하게 될 것입니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 쿠버네티스에서 애플리케이션을 배포하기 위해 사용되는 대표적인 패키징 툴인 Helm이 등장하게 됐습니다. Helm을 활용하면 컨테이너 배포뿐 아니라 애플리케이션을 배포하기 위해 필요한 쿠버네티스 리소스를Node의 npm, Ubuntu의 APT, Mac의 Homebrew처럼 모두 패키지 형태로 배포할 수 있습니다. ㅣHelm의 역사 Helm은 v1부터 v3에 이르기까지 아래와 같은 변화의 과정을 거쳐왔습니다. Helm v1 ◾ [2015년 11월] DEIS의 내부 프로젝트로 시작되어 KubeCon에서 발표 ◾ [2017년 04월] MS에서 DEIS를 인수 Helm v2 ◾ [2016년 01월] Google 프로젝트에 합류 ◾ [2016년 ~ 2018년] Helm v2 고도화, 2.15.0 릴리스 발표에서 v2 향후 계획 세부사항 공유 Helm v3 ◾ [2018년 06월] CNCF 프로젝트에 합류, MS, 삼성 SDS, IBM 및 Blood Orange의 구성원 등이 참여 ◾ [2019년 11월] 릴리스 발표 v2에서 v3로 고도화되면서 가장 눈에 띄는 변화는 Tiller(클러스터 내에서 Helm 패키지 및 배포 상태를 관리하는 서버 구성요소)의 제거입니다. Helm v2에서는 클러스터에 Tiller를 설치하여, API Server와 REST*1 통신을 하고, Client와 gRPC*2 통신을 진행했었는데요, Helm v3부터는 Tiller가 제거되면서 Client에서 바로 REST 통신을 통해 API Server로 요청하는 방식으로 변경되었습니다. 그 외에도 Helm v3으로 업그레이드되면서 보안 취약점이 줄어들었으며, 설치 및 관리 과정이 단순화되었습니다. 또한 사용자에게 보다 더 안전하고 효율적인 배포 및 관리 환경을 제공할 수 있게 되었습니다. *1 REST (Representational State Transfer) : 웹 기반 애플리케이션에서 자원을 관리하기 위한 아키텍처 스타일, 데이터를 고유한 URL로 표현하고 HTTP 메서드(GET, POST, PUT, DELETE 등)를 사용하여 해당 자원에 대한 행위를 정의함 *2 gRPC (google Remote Procedure Call) : 구글에서 개발한 오픈소스 프레임워크, 원격지에 있는 다른 시스템 또는 서버에 있는 함수를 호출하는 방식 ㅣHelm의 주요 개념 Helm은 애플리케이션을 배포해 주는 툴이라고 앞서 살펴봤는데요, Helm과 같이 사용되는 주요 개념들을 살펴보겠습니다. ◾ Helm Chart: 쿠버네티스 리소스를 하나로 묶은 패키지입니다. 이는 yaml 파일의 묶음(패키지)으로, 이 묶음 public 혹은 private registry에 push 해두고, helm 명령어를 통해 Helm Chart를 설치하여 쿠버네티스 리소스를 배포하는 역할을 합니다. ◾ Repository: Helm Chart 들의 저장소 ◾ Release: kubernetes Cluster에서 구동되는 차트 인스턴스이며, Chart는 여러 번 설치되고 새로운 인스턴스는 Release로 관리됩니다. ㅣHelm의 주요 기능 Helm의 두 가지 주요 기능을 살펴보겠습니다. [1] Helm Chart를 통한 손쉬운 배포 Helm을 사용하면 어떻게 되는지 그림으로 살펴보겠습니다. 개발 클러스터가 있고 앱 2개를 배포한다고 가정했을 때, Helm Chart Template을 만들면 변수 처리를 통해 yaml 파일을 하나하나 수정할 필요 없습니다. kubectl 명령어를 통해 yaml 파일의 동적 값을 치환하여 템플릿 형태로 편리하게 배포할 수 있다는 장점이 있습니다. [2] Helm Package를 이용한 오픈소스 설치 및 배포 Helm을 통해서 쿠버네티스에서 가동할 수 있는 아래와 같은 다양한 오픈소스들의 제품들을 쉽게 설치/배포할 수 있습니다. 위제품들 외에도 Helm Chart는 총 14,376개의 패키지와 281,373개의 릴리스를 오픈소스로 제공합니다. 이를 통해 사용자들은 자신의 요구에 맞는 가장 적합한 솔루션을 선택하여 개발할 수 있습니다. 또한 많은 사용자들이 검증하고 사용함에 따라 안정성 있는 운영도 가능하죠. 다양한 Helm Chart 패키지는 커스터마이징이 가능한 경우가 많은데요, 사용자는 필요에 따라 구성을 조정하고 수정해서 사용할 수 있는 장점이 있습니다. 다음으로는 Helm 못지않게 많이 활용되는 ArgoCD에 대해서 살펴보겠습니다. ㅣ ArgoCD란?! 기존의 kubernetes 애플리케이션을 배포하고 관리하는 방식은 수동적이었습니다. yaml 파일을 직접 편집하고, kubectl로 변경사항을 클러스터에 적용하는 수동 배포 방식은 실수를 많이 유발했죠. 또한 여러 개발자나 팀이 각자의 방식대로 배포 및 관리를 수행하는 경우, 클러스터 상태의 일관성이 저하되었는데요. 이로 인해 개발 및 운영팀 간의 협업이 어렵고 생산성이 감소되는 문제가 발생하기도 했습니다. 이러한 기존 접근 방식에 대한 대안으로 GitOps가 탄생했는데요, GitOps는 Git 저장소를 사용하는 소프트웨어 배포 접근 방식입니다. GitOps는 인프라와 소프트웨어를 함께 관리함으로써, Git 버전 관리 시스템과 운영환경 간의 일관성을 유지할 수 있도록 합니다. ArgoCD는 GitOps를 구현하기 위한 도구 중 하나로 kubernetes 애플리케이션의 자동 배포를 위한 오픈소스 도구입니다. kubernetes 클러스터에 배포된 애플리케이션의 CI/CD 파이프라인에서 CD 부분을 담당하며, Git 저장소에서 변경사항을 감지하여 자동으로 kubernetes 클러스터에 애플리케이션을 배포할 수 있습니다. kubernetes 애플리케이션 배포 과정을 살펴보겠습니다. ① 사용자가 개발한 내용을 Git 저장소에 Push(이때, kubernetes 배포 방식인 Helm 배포 방식의 구조로 Git 저장소에 Push 할 수 있습니다.) ② ArgoCD가 Git 저장소의 변경 상태를 감지 ③ Git 저장소의 변경된 내용을 kubernetes에 배포하여 반영 ㅣ ArgoCD의 주요 기능 ◾ 애플리케이션을 지정된 환경에 자동으로 배포 ◾ 멀티 클러스터 관리기능 제공 ◾ OCI, OAuth2, LDAP 등 SSO 연동 ◾ 멀티 테넌시와 자체적인 RBAC 정책 제공 ◾ 애플리케이션 리소스 상태 분석 ◾ 애플리케이션 자동 및 수동 동기화 기능 제공 ◾ Argo가 관리하고 있는 쿠버네티스 리소스 시각화 UI 제공 ◾ 자동화 및 CI 통합을 위한 CLI 제공 위 내용은 ArgoCD가 제공하는 주요 기능을 나열한 것인데요, 이 중에서도 대표적인 다섯 가지 기능에 대해서 자세히 살펴보겠습니다. ① 쿠버네티스 모니터링 ArgoCD는 쿠버네티스를 항상 추적하고 있다가 저장소의 변경사항이 감지되면, 자동으로 클러스터의 상태를 저장소의 상태와 동기화합니다. 또한 문제가 생기면 이전 상태로 롤백 할 수 있으며, 이를 통해 시스템 복구 및 문제 해결을 용이하게 합니다. ② 멀티 클러스터 관리 다중 클러스터 환경에서도 배포를 관리할 수 있어 복잡한 인프라 환경에서의 효율적인 작업을 가능하게 합니다. ③ ArgoCD 대시보드 Argo에서는 클러스터 상태를 효과적으로 관리하고 모니터링할 수 있는 대시보드를 제공합니다. ArgoCD 대시보드를 통해 애플리케이션의 실시간 상태와 동기화 상태와 같은 전체적인 배포 파이프라인을 자동화하여 시각적으로 확인할 수 있고, 롤백 및 이력 추적 기능도 동시에 제공하고 있습니다. ④ 안전한 인증 및 권한 관리 역할 기반 액세스 제어(RBAC) 및 권한 제어기능을 통해 민감한 정보에 대한 접근을 제어할 수 있습니다. ⑤ GitOps 지원 ArgoCD는 GitOps 방법론을 따르므로 애플리케이션의 배포를 Git Repository와 동기화할 수 있습니다. 이를 통해 코드와 인프라의 일관성을 유지하고 변경사항을 추적할 수 있습니다. ㅣ Helm과 ArgoCD의 통합 활용 프로세스 Helm과 Argo를 함께 사용하면 개발, 테스트, 배포 프로세스를 효과적으로 관리할 수 있습니다. Helm으로 애플리케이션을 패키징하고 버전을 관리하며, Argo를 활용하여 GitOps 워크플로우를 통해 지속적인 통합 및 배포를 자동화할 수 있습니다. ① develop: Helm을 사용하여 애플리케이션을 Helm Chart로 패키징 합니다. 이후 개발된 Helm Chart를 저장하기 위한 Git 저장소를 설정합니다. ArgoCD에서 저장한 저장소를 특정 배포 대상 Kubernetes 클러스터와 연결하여, Git 저장소의 변경사항을 감지하고 새로운 배포를 시작하여 클러스터에 적용합니다. ② git push: 개발자가 로컬 저장소 내용을 원격 저장소에 배포합니다. ③ Observe(GitOps): ArgoCD는 Git 저장소의 변경 사항을 감지하여, 변경사항이 발생하면 새로운 버전의 애플리케이션을 배포하여 자동화 및 일관성을 유지합니다. ④ 운영/테스트/개발 ㅣ마무리 오늘 함께 살펴본 Helm과 ArgoCD 두 가지 강력한 도구를 함께 이용한다면 CI/CD 통합, 버전 관리, 자동화 등의 이점을 활용해서 kubernetes 환경에서 애플리케이션을 더 효율적으로 관리할 수 있습니다. 한편 애플리케이션을 효과적으로 개발하는 것도 중요하지만, kubernetes 환경의 프로세스를 실시간 모니터링하고 추적하여 관리하는 것도 매우 중요합니다. 브레인즈컴퍼니의 kubernetes 모니터링 솔루션 Zenius-K8s는 다양한 CI/CD 도구를 이용하여 개발한 kubernetes 애플리케이션의 전체 클러스터 및 구성요소에 대한 상세 성능 정보를 모니터링하고, 리소스를 추적함으로써 시스템의 안정성과 성능을 높여주고 있습니다. 2024.03.08
기술이야기 네트워크 정보 수집 프로토콜의 모든 것 (SNMP, RMON, ICMP, Syslog) 기술이야기 네트워크 정보 수집 프로토콜의 모든 것 (SNMP, RMON, ICMP, Syslog) 지난 포스팅을 통해 NMS의 기본 개념과 NMS의 구성요소와 역할에 대해서 살펴보았는데요. 오늘은 네트워크 정보 수집을 위한 다양한 프로토콜에 대해서 자세히 알아보겠습니다. 네트워크 프로토콜(Network Protocol)은 네트워크에 연결된 장비 간의 메시지 흐름을 통제하고 관리하는 기본적인 절차와 규칙을 정한 규약입니다. 웹 브라우저, 파일 전송, 이메일 송수신, 미디어 스트리밍 등과 같은 모든 온라인 활동을 가능하게 하기 때문에 네트워크 정보 전달의 핵심요소라고 할 수 있죠. 이번 시간에는 주요 네트워크 프로토콜인 ICMP, SNMP를 중점적으로 알아보겠습니다. ㅣICMP는 무엇이고 어떻게 동작하는가? ICMP(Internet Control Message Protocol)는 주로 네트워크의 경로상의 문제나, 호스트(단말)의 문제 등을 파악할 때 사용하는 프로토콜인데요. 대표적인 서비스가 ping입니다. 구체적인 동작원리를 살펴보면 다음과 같습니다. 오류 보고 ◾ 네트워크에서 데이터를 보낼 때 오류가 발생하면, 오류를 발생시킨 장비(예: 라우터, 스위치)는 오류 정보를 담아 ICMP 메시지를 처음 보낸 사람에게 전송합니다. 이를 통해 무엇이 잘못됐는지 정확히 파악하고 문제를 해결할 수 있습니다. ◾ 예를 들어 한 컴퓨터에서 인터넷을 통해 데이터를 보내는데, 그 데이터가 목적지에 도달하지 못하면 ICMP가 '이 주소로는 데이터를 배달할 수 없어!'라고 알려주는 역할을 하죠. 이렇게 사용자나 네트워크 관리자가 문제를 알리고 대응할 수 있게 도와주는 게 ICMP의 주요 역할입니다. [그림] ICMP 동작 방식 진단 및 테스트 ◾ 네트워크의 연결 상태나 성능을 테스트하기 위해 ICMP 에코 요청과 에코 응답 메시지를 사용합니다. 이를 통해 네트워크의 지연시간(latency)이나 패킷 손실(packet loss) 등을 측정할 수 있습니다. '핑(ping, Packet INternet Groper)'을 대표적인 예로 들 수 있습니다. ◾ 쉽게 표현하면 '너 지금 연결 잘 되어 있니?'라고 물었을 경우 대상 장비가 '응, 잘 되어 있어!'라고 대답하면 연결이 잘 되어 있는 것이고, 대답이 없거나 늦는 것과 같은 문제를 식별하는 것이죠. ICMP도 좋은 도구이지만, 네트워크의 복잡성이 빠르게 증가하고 호스트 수가 증가하면서 ICMP만으로는 네트워크 관리가 어려워지는 문제가 발생했는데요. 이를 개선하기 위해서 탄생한 것이 바로 SNMP입니다. 우선 SNMP의 히스토리부터 살펴보겠습니다. ㅣSNMP 히스토리: 각 버전별 개념과 차이점은? SNMP(Simple Network Management Protocol)는 1988년에 아래의 세 가지 니즈에 부합하기 위해 등장했습니다. ◾ ICMP보다 많은 기능의 탑재 ◾ 네트워크 문제를 직관적이고 쉽게 해결할 수 있어야 함 ◾ 표준화된 프로토콜의 사용 이후 몇 가지 버전을 거쳐서 현재는 네트워크 장비를 모니터링하기 위한 프로토콜로 자리를 잡아서 대부분의 NMS 상에서 이용되고 있습니다. 잠깐 SNMP의 처리단계를 살펴보면, SNMP는 Get/Set/Trap의 단순 명령 구조로 구성되는데요, 메시지 타입별 역할은 아래와 같이 정리할 수 있습니다. 위와 같은 처리단계를 가지고 있는 SNMP는 보안 기능 강화 및 기능 개선을 위해서 초기 v1 버전에서 v3 버전까지 업그레이드됐습니다. 각 버전은 보안, 성능, 유연성 등의 측면에서 발전되었으며 현재는 SNMPv2가 가장 많이 사용되고 있죠. SNMP 버전 별 특징에 대해서 자세히 알아보겠습니다. SNMP v1 가장 초기에 만들어진 프로토콜로 기본적인 정보만을 주고받아서 네트워크 장비들의 상태를 확인하고, 간단한 명령 정도만 내릴 수 있습니다. 보안에 많이 약한 편이고, 정보를 주고받을 때 특별한 암호화나 보호 방법을 사용하지 않기에 정보가 노출될 위험이 있습니다. SNMP v2 SNMPv1의 단점을 해결하기 위해 개발된 버전입니다. 보안 기능과 네트워크 과부하, 관리 효율성 등에 대한 기능이 향상되었습니다. MIB(Management Information Base) 구조를 개선하여, 새로운 데이터 타입과 객체 식별자(프로그래밍에서 특정 객체를 식별하는 데 사용되는 값이나 이름)을 도입했습니다. 이로써 더 많은 종류의 데이터를 효과적으로 다룰 수 있게 되었지만, v1과 호환이 안되는 문제가 있어 상용화에는 실패했습니다. SNMP v2c (Community-Based Security) SNMPv2c는 '커뮤니티 기반' 방식을 사용하며 'Community String' (공동체 문자열)을 이용합니다. Community String은 정보를 주고받기 위해 인증 과정에서 비밀번호를 사용하는 것으로, 학교에서 특정 비밀번호를 알고 있는 사람들만 특정 정보를 볼 수 있게 하는 것과 비슷합니다. 하지만 비밀번호가 복잡하지 않은 편이라, 조금 더 높은 보안을 필요로 하는 경우에는 적합하지 않을 수 있습니다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 버전입니다. SNMP v3 보안과 관리 기능을 대폭 강화한 버전입니다. SNMPv3는 정보를 주고받을 때 강력한 인증과 암호화를 사용하여, 네트워크 상의 중요한 정보를 안전하게 지킬 수 있습니다. 또한 복잡한 네트워크 환경에서 사용자가 많을 경우에도, 각 사용자의 접근 권한을 관리할 수 있는 기능이 있습니다. 하지만 이전 버전들보다 더 복잡한 보안 모델과 설정 등의 이유로 널리 사용되고 있지는 않습니다. [그림] SNMP 버전과 수를 한눈에 볼 수 있는 제니우스 EMS 화면 참고로 SNMP에는 위와 같이 다양한 버전이 있기 때문에 모든 NMS는 제니우스처럼 어떤 버전으로 수집했는지와 수를 파악할 수 있어야 합니다. 이제 SNMP에 대해서 조금 더 자세하게 살펴보겠습니다. ㅣSNMP 자세히 보기: MIB의 개념과 구조 MIB(Management Information Base)는 관리 정보 기반이라고 불립니다. SNMP를 통해 관리되어야 할 정보나 자원들을 모아둔 것으로, Manager와 Agent 간 정보를 주고받는 정보의 집합체입니다. MIB에는 SNMP를 통해 주고받는 정보가 어떤 의미를 가지고 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 정의가 포함되어 있습니다. 또한 각각의 정보는 '객체'라고 불리며, 이 객체들은 계층적으로 구성되어 있기에 관리하고자 하는 정보를 쉽게 찾을 수 있게 도와주죠. 대표적으로 CPU 사용량, 메모리 사용량, 포트의 up/down 같은 상태 정보 등이 MIB에 포함됩니다. 마치 항해사가 바다를 항해하기 위해 지도를 사용하는 것처럼, MIB를 통해 네트워크의 상태를 정확히 파악하고 필요한 조치를 취할 수 있습니다. MIB의 구조를 자세히 살펴보면 우선 큰 나무를 뒤집어 놓았다고 생각한다면 이해하기 쉽습니다. 큰 나무의 밑동(Root) → 각각의 가지(Branches) → 잎사귀(Leavers)로 나누어져 내려오는 형태인데요, 부분별로 자세히 살펴보겠습니다. ◾ 밑동(Root): 모든 MIB 트리의 시작점으로, 'iso(1)', 'org(3)', 'dod(6)', 'internet(1)' 등으로 구성되어 있습니다. 여기서 'internet'은 네트워크 장비와 관련된 표준 MIB를 나타냅니다. ◾ 가지(Branches): 밑동에서 나온 큰 가지들은 네트워크 장비의 다양한 부분을 나타냅니다. 예를 들어 'mgmt(2)' 가지는 일반적인 관리 정보, 'private(4)' 가지는 각 제조업체의 고유 정보 등을 의미합니다. ◾ 잎사귀(Leaves): 가장 작은 단위의 정보를 나타내는 부분으로 특정 장비의 상태, 성능 지표, 설정값 등 구체적인 데이터가 저장됩니다. MIB에서는 네트워크 장비의 정보가 여러 '분류'로 나누어져 있는데, '네트워크 인터페이스'라는 분류 아래에는 네트워크 카드의 상태, 속도, 전송된 데이터의 양과 같은 정보들이 담겨 있습니다. MIB는 복잡해 보일 수 있지만, 네트워크 장비와 관련된 정보를 체계적으로 관리하고 접근할 수 있도록 설계되어 있습니다. 이 구조 덕분에 네트워크 관리자는 네트워크의 건강 상태를 쉽게 체크하고 필요한 조정을 할 수 있습니다. 다음으로는 MIB 내의 각 객체를 고유하게 식별하는 OID에 대해서 알아보겠습니다. ㅣSNMP 자세히 보기: OID 확인 방법과 수집항목 OID(Object Identifier)는 MIB 내에 포함되어 있는 각 개별 정도에 대한 ID 값입니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이, 트리의 하단 값이 OID인데 MIB의 각 개별 정보에 대한 ID를 의미합니다. [그림] OID Tree 구조 대형 도서관에서 원하는 책을 찾을 때 책의 번호를 확인하여 빠르고 정확하게 찾는 것처럼, 특정 오브젝트의 ID(Num)을 부여한 게 OID입니다. OID는 포함하고 있는 각 정보를 숫자로 표현합니다. ◾ Enterprise OID: 네트워크 업계에서 공통으로 사용하는 OID ◾ Private OID: 각 네트워크 벤더사에서 사용하는 독자적인 OID 예를 들어 Juniper Networks라는 네트워크 스위치 벤더에서 사용하고 있는 OID 값을 [1.3.5.6.1.9 ]라는 전용 OID 값을 사용한다고 가정하면, Juniper Networks 라우터의 경우 뒤에 라우터 제품별 OID '11'이 더 붙은 [1.3.5.6.1.9.11 ] 형태의 OID로 구성됩니다. [그림] 제니우스 예시 화면 지금까지 네트워크 모니터링에 필요한 ICMP, SNMP 그리고 MIB, OID에 대해 살펴봤습니다. 참고로 제니우스(Zenius)-NMS에서는 OID 사전을 제공하고 있으며, 이를 통하여 관리하고 싶은 항목의 MIB 항목 및 OID 정보를 쉽게 찾을 수 있습니다. 이제 SNMP의 주요 개념 중 하나인 SNMP Trap에 대해서 알아보겠습니다. ㅣSNMP Trap의 개념 그리고 특징은? Manager(관리자)는 Server(Agent)로 메시지 요청(Polling)을 하게 되고, Server(Agent)는 응답(Notifying)을 하는 방식으로 진행됩니다. 그런데 Server가 비정상적인 이벤트를 감지하면 Manager의 Polling을 기다리지 않고 바로 Manager에게 메시지를 보내는데요, 이 긴급 메시지를 Trap(트랩)이라고 합니다. 우리가 날씨에 대해서 찾아보지 않아도 폭설이 예상될 때 폭설을 경고하는 자동 알림 시스템과 비슷한 개념입니다. [그림] SNMP 프로토콜 동작 방식 SNMP Trap은 일반적으로 높은 CPU 사용량이나 디스크 공간 부족과 같이 해결해야 할 문제를 나타냅니다. 중앙 모니터링 시스템으로 전송되어 분석 및 조치를 취할 수 있죠. 이를 통해 Manager는 큰 문제가 발생하기 전에 잠재적인 문제를 신속하게 식별하고 해결할 수 있습니다. SNMP Trap의 방식과 기능을 네 가지로 나누어 살펴보겠습니다. (1) 비동기적 알림 SNMP Trap는 주기적인 폴링이 아닌, 이벤트 기반의 알림을 통해 즉각적으로 대응할 수 있도록 비동기적인 방법을 제공합니다. (2) 실시간 알림 SNMP Trap은 이벤트가 발생하는 즉시 알림을 제공하여, 실시간으로 네트워크 상태 및 장치 상태를 모니터링해서 문제 발생 시 즉각적인 대응과 조치를 가능하게 합니다. (3) 이벤트 기반 모니터링 SNMP Trap은 장치나 응용 프로그램에서 특정 이벤트가 발생했을 때만 알림을 보내기 때문에, 불필요한 트래픽을 발생시키지 않습니다. 따라서 자원을 효율적으로 사용하면서 중요한 상태 변경을 식별합니다. (4) 자동화된 대응 SNMP Trap을 사용하면 이벤트 발생 시, 자동으로 대응 조치를 취할 수 있는 자동화 시스템을 구축할 수 있습니다. 이를 통해 관리자의 개입 없이 특정 이벤트에 대한 대응을 효과적으로 수행할 수 있습니다. [그림] Zenius Syslog 감시 설정 등록 페이지(위), Zenius Syslog 이벤트 페이지(아래) 이와 같은 SNMP Trap을 통해 빠르게 이상을 탐지하는 것이 중요한데요. 제니우스(Zenius)-Syslog와 Trap에서는 Syslog, Trap에 각각 특정 이벤트 조건을 설정하여 이벤트를 감지하고, 장애를 통보할 수 있는 기능을 제공하고 있습니다. 이제 마지막으로 SNMP 못지않게 네트워크 관리에 중요한 역할을 하는 Syslog, RMON에 대해서 알아보겠습니다. ㅣ Syslog, RMON의 개념과 동작원리는? Syslog Syslog는 컴퓨터 시스템, 네트워크 장비, 보안 장비 등에서 일어나는 모든 상황과 변화를 서버에 기록하는 프로토콜입니다. 관리 대상인 장비에서 일어나는 모든 상황을 메모리에 기록하죠. 로그/오류 관리가 주 목적이고 Unix와 Linux에서 많이 사용됩니다. 대부분의 라우터와 스위치들은 Syslog 프로토콜을 이용하여 Log들을 Syslog 서버로 보내고, 수백수천 대의 장비에 일일이 접속하여 로그를 볼 수 없기 때문에 '중앙 집중식'으로 관리합니다. 작업 방식은 주로 Client-Push 모델로 이러우지고 있고, 장비에서 일어나는 모든 상황 변화를 Layer4 프로토콜이 메모리에 기록하며, Syslog 서버는 UDP 포트 514에서 메세지를 수신합니다. Syslog 수집항목은 시스템 운영/네트워크/보안/애플리케이션 등과 관련된 로그를 수집 및 분석하고, 각 항목별로 오류와 트랜잭션 등에 대한 내용을 확인합니다. 출처ⓒ viettelco.net RMON RMON(Remote Network Monitoring)은 네트워크 장비나 서버에서 발생하는 트래픽과 문제들을 원격에서 감시하기 위해 만들어진 프로토콜로, SNMP보다 확장된 개념이라고 할 수 있습니다. 네트워크 관리자는 RMON을 통해, 네트워크의 성능을 측정하고 문제가 발생했을 때 신속하게 해결할 수 있습니다. 회사에서 인터넷이 느려지거나 연결이 되지 않을 때 RMON을 사용하면 원인을 빠르게 찾아내어 문제를 해결할 수 있죠. RMON과 SNMP의 연관성을 우선 아래 이미지를 통해 살펴보겠습니다. 출처ⓒ dpstele.com/blog/what-is-rmon.php 좀 더 자세히 살펴보면 ◾ RMON은 SNMP 위에서 작동하며, SNMP 보다 더 광범위한 데이터를 수집/분석할 수 있는 기능을 제공합니다. ◾ SNMP가 네트워크의 '기본적인 통신'을 담당한다면, RMON은 그 위에서 보다 '세밀한 관찰과 분석'을 가능하게 합니다. ◾ RMON은 SNMP의 특정 데이터를 사용하여 네트워크 트래픽 패턴이나, 성능 문제, 네트워크 내의 비정상적인 활동 등을 실시간으로 감시하고 기록할 수 있게 해줍니다. ◾ RMON에서 Probe라는 수행 장비를 사용하며, 네트워크 트래픽 및 통계 수집 그리고 성능 모니터링을 위해 활용합니다. 결과적으로 RMON의 기능을 통해 네트워크의 문제를 더 빨리 발견하고, 효율적으로 대응할 수 있죠. 마지막으로 SNMP, RMON, ICMP, Syslog의 주요 내용들을 아래 표를 통해 한눈에 살펴보겠습니다. 。。。。。。。。。。。。 지금까지 네트워크 정보 수집을 위한 다양한 프로토콜의 종류와 특징에 대해서 알아보았습니다. 효과적인 네트워크 관리를 위해서 혁신적인 기술들이 많이 개발되고 있는데요, 이를 활용해서 성공적으로 네트워크를 운영하시기를 바라겠습니다! 2024.03.04
기술이야기 쿠버네티스를 통해 본 컨테이너 오케스트레이션 기술이야기 쿠버네티스를 통해 본 컨테이너 오케스트레이션 ‘쿠버네티스(kubernetes)’는 2013년 구글에서 공개한 이후 컨테이터 오케스트레이션 도구의 표준으로 자리 잡았습니다. CNCF의 1호 졸업 프로젝트이기도 한 쿠버네티스는 지속적인 릴리즈를 거쳐 꽤 성숙한 제품이 됐는데요. 쿠버네티스는 컨테이너화된 어플리케이션을 자동으로 배포하고 스케일링 및 관리하기 위한 컨테이너 오케스트레이션 도구라고 간단하게 정의할 수 있습니다. 일반적으로 컨테이너를 사용할 때 ‘도커(Docker)’를 많이 사용한다는 이야기를 들으셨을 것입니다. 도커는 컨테이너를 쉽게 만들고, 내려받고, 공유할 수 있도록 사용되는 컨테이너 플랫폼입니다. 온프레미스 환경 아래의 배포에서 가상환경의 배포로 발전하고 더 나아가 컨테이너 환경 아래에서 리소스를 관리하게 되면서, 도커는 컨테이너 런타임의 표준으로 자리 잡았습니다. 이미지 출처 ⓒ https://kubernetes.io/ko 컨테이너 환경의 배포는 온프레미스 환경과 가상화 환경의 배포보다 관리는 용이하지만, 컨테이너 수가 많아지게 되면서 부하 분산과 안정적인 배포를 위해 관리해야 할 필요성이 지속적으로 증가하였습니다. 이 때 등장하는 것이 컨테이너의 오케스트레이션 도구라고 할 수 있는 쿠버네티스입니다. 이번 시간에는 컨테이너 오케스트레이션의 주요 도구인 쿠버네티스를 통해 컨테이너 오케스트레이션에 대해 알아보고자 합니다. │쿠버네티스의 주요 목적 쿠버네티스의 주요 목적을 이해하려면 컨테이너 오케스트레이션의 개념을 먼저 짚고 넘어가야 합니다. 컨테이너 오케스트레이션 위키피디아의 정의에 따르면 ‘컴퓨터 리소스 자원과 애플리케이션 및 서비스에 대한 자동화된 설정 및 관리’를 의미합니다. 이를 컨테이너에 적용하면, 여러 컨테이너에 대한 프로세스를 최적화하고 적절한 자원의 할당과 자동으로 컨테이너를 생성하고 배포할 수 있도록 해야 합니다. 소수 사용자를 위한 비교적 단순한 컨테이너 앱은 보통 별도의 오케스트레이션이 필요하지 않을 수 있습니다. 관리자가 각 컨테이너 별 리소스 자원을 할당하면 그만이겠죠. 하지만 만약 앱의 기능과 사용자 수가 사소한 수준 이상이라면, 컨테이너 오케스트레이션 시스템을 사용하지 않고 직접 해결하기 어려워집니다. 무엇보다 아키텍처의 트렌드가 모놀리식(Monolithic Architecture)에서 마이크로서비스(Microservice Architecture)로 변화하는 과정에서 컨테이너의 수는 계속 증가할 것이고 무중단 서비스, 즉 고가용성을 제공해야 하는 환경이라면 컨테이너 오케스트레이션은 원활한 서비스 구성을 위한 필수 요소라고 할 수 있습니다. 마이크로서비스 아키텍처 환경에서는 애플리케이션의 세부 기능들이 작은 서비스 단위로 분리되어 있습니다. 이 각각의 서비스를 구현하는데 컨테이너 기술이 가장 흔하게 이용되는데요, 다수의 컨테이너를 관리하는 상황이라면 위의 4가지 이슈에 대한 해답을 찾아야 합니다. │쿠버네티스의 핵심 아키텍처 앞서 살펴본 4가지 이슈를 해결하기 위해 쿠버네티스는 아래와 같은 네 가지 핵심 아키텍처로 구성되어 있습니다. ① 선언적 구성 기반의 배포 환경 쿠버네티스는 동작을 지시하는 개념보다는 원하는 상태를 선언하는 개념을 주로 사용합니다. 즉 사용자가 설정한 원하는 상태(Desired State)와 현재의 상태(Current State)가 일치하는지를 지속적으로 체크하면서 업데이트합니다. 결과적으로 ‘이렇게 되어야 해!’ 라는 선언적 방식으로 명령을 주면 쿠버네티스는 이를 해석하여 컨테이너들을 자동으로 관리하게 됩니다. ② 기능 단위의 분산 쿠버네티스에서는 각각의 기능들이 모두 독립적인 컴포넌트로 분산되어 있습니다. 앞으로 후술할 쿠버네티스 ‘APIserver’를 통해 내부 컴포넌트들을 컨트롤 하고 있습니다. ③ 클라스터 단위의 중앙 제어 쿠버네티스는 가용할 수 있는 리소스를 클러스터 > 노드 > 파드 단위로 추상화 하여 관리합니다. 각각의 클러스터를 통해 노드를 관리하고 노드 안의 컨테이너를 효율적으로 관리할 수 있습니다. ④ API 기반의 네트워킹 쿠버네티스의 구성 요소들은 오직 ‘APIserver’를 통해서만 상호 접근이 가능한 구조를 가지고 있습니다. 마스터 노드의 ‘Kubectl’라는 컴포넌트를 거쳐 실행되는 모든 명령은 이 API 서버를 거쳐 수행되며, 워커 노드에 포함된 ‘Kubelet’, ‘Kube-proxy’ 역시 API 서버를 통해 상호작용하게 되어 있습니다. │쿠버네티스의 오케스트레이션 기능 컨테이너 오케스트레이션의 핵심은 컨테이너의 프로비저닝, 배포, 네트워킹, 확장 가용성, 라이프사이클 관리, 상태 모니터링 일체를 자동화하는 데 있습니다. 쿠버네티스가 제공하는 오케스트레이션 기능은 위의 컨테이너 관리 이슈에 대한 적절한 해결책을 제공합니다. 이미지 출처 ⓒ https://kubernetes.io/ko ① 오토스케일링 (Auto-Scaling) 쿠버네티스에서 생성하고 관리할 수 있는 가장 작은 컴퓨팅 단위를 파드(Pod)라고 부르는데요. 쿠버네티스는 각 클러스터 안에 있는 노드의 CPU와 메모리 자원에 대한 할당을 Pod를 통해 자동으로 조정합니다. 만약 부하가 증가하여 리소스를 과하게 점유하고 있다면 자동으로 파드 복제본이 실행되어 가용성을 확보할 수 있습니다. ② 스케줄링 (Scheduling) 컨테이너를 일정한 알고리즘에 기초하여 구체적으로 어떤 노드에서 움직이게 할지 배치하는 것을 스케줄링이라고 합니다. ‘Kube Scheduler’라는 컴포넌트를 통해 클러스터 내에 실행할 파드를 노드에 스케줄링 할 수 있습니다. ③ 오토 힐링 (Auto-Healing) 쿠버네티스는 사용자가 지정한 컨테이너의 상태를 지속적으로 관찰하여 비정상적인 상태를 감지하면 컨테이너를 재시작하고 스케줄링을 빠르게 재시작 할 수 있습니다. 사용자의 선언적 상태에 따라 응답하지 않은 컨테이너를 새롭게 구동 시킬 수 있습니다. ④ 분산 부하 (Load-Balancing) 하나의 서비스에 여러 개의 컨테이너가 구동 시, 서비스에 들어오는 요청을 컨테이너들 사이에 균등하게 분배하여 부하를 분산시킵니다. 이를 통해 급증하는 서비스 요청에 대해 효율적인 대응이 가능합니다. │쿠버네티스의 구성요소 쿠버네티스는 총 네 가지의 구성요소로 이루어져 있습니다. 이미지 출처 ⓒ https://kubernetes.io/ko ① 클러스터 (Cluster) CNCF 재단에 따르면 클러스터는 공통의 목표를 위해 작동하는 애플리케이션의 그룹이라고 정의하고 있습니다. 쉽게 표현하면, 클러스터는 컨테이너를 통해 실행되는 여러 서비스들의 집합이라고 할 수 있겠는데요. 클러스터의 구성 목적은 애플리케이션의 효율적인 관리에 그 목적이 있습니다. 일반적으로 컨트롤 타워 역할을 하는 마스터 노드와 컨테이너가 실행되는 워커 노드로 구성되어 있습니다. ② 마스터 노드 (Master Nodes) 마스터 노드는 클러스터 전체를 관리하는 컨트롤 타워의 역할을 합니다. 대규모의 컨테이너 관리를 위해 각 워커 노드들의 리소스 사용률을 고려하여 컨테이너 배치와 모니터링이 필요한데요. 클러스터 내에서 이 역할을 수행하는 노드를 마스터 노드라고 부릅니다. ③ 워커 노드 (Worker Nodes) 워커 노드는 마스터 노드의 컨트롤을 받아 실제 컨테이너를 실행하고 쿠버네티스 실행 환경을 관리합니다. ‘Kubelet’이라는 노드 컴포넌트를 통해 파드의 실행을 직접 관리하며 APIserver와 통신하게 됩니다. 하나의 노드는 일반적으로 여러 개의 파드로 구성됩니다. 마스터 노드를 통해 파드에 대한 스케줄링을 자동으로 처리할 수 있습니다. ④ 파드 (Pod) 쿠버네티스에서 생성하고 관리할 수 있는 가장 작은 컴퓨팅 단위입니다. 위의 그림과 같이 하나의 파드 안에 다수의 컨테이너 혹은 단일 컨테이너로 구성될 수 있는데요. 쿠버네티스는 파드를 통해 컨테이너가 동일한 리소스 및 로컬 네트워크를 공유하게 합니다. 위와 같은 방식으로 컨테이너를 그룹화하면 분산된 환경에서도 동일한 하드웨어를 공유하는 것처럼 컨테이너를 서로 통신할 수 있도록 만듭니다. 파드의 사용 목적은 단순합니다. 일반적으로 서로 다른 컨테이너들이 각기 다른 기능들을 수행하며 하나의 완전한 애플리케이션으로 이루어 지게 되는데요. 이 때, 파드를 통해 각 컨테이너들의 내부 통신이 가능하게 하고 모든 컨테이너에 동일한 환경을 제공해 줄 수 있습니다. 요약하면 파드는 컨테이너가 제공하는 모든 기능을 활용하는 동시에 프로세스가 함께 실행되는 것처럼 보이게 하는 역할을 합니다. │쿠버네티스의 주요 컴포넌트 쿠버네티스의 주요 컴포턴트를 컨트롤 플레인 컴포넌트와 노드 컴포넌트로 나눠서 살펴보겠습니다. ① 컨트롤 플레인 컴포넌트 (Control Plane Components) 마스터 노드의 컨테이너, 워커 노드의 관리는 컨트롤 플레인 컴포넌트를 통해 이루어집니다. 컨트롤 플레인 컴포넌트는 클러스터 전체의 워크로드 리소스 등 주요 구성 요소들을 배포하고 제어하는 역할을 합니다. * Kube-APIserver API서버 라는 이름에서 말해주듯이 쿠버네티스의 컴포넌트와 사용자와의 접점 역할을 맡고 있습니다. 쿠버네티스에서 클러스터의 모든 구성 요소들은 오직 API서버를 통해서만 상호 접근이 가능하도록 설계되어 있습니다. 쿠버네티스의 중앙관리자라는 표현이 어울릴지 모르겠지만, 파드의 생성부터 스케줄링, etcd와의 통신까지 쿠버네티스의 모든 동작 과정에 API서버는 쿠버네티스의 중심에 있습니다. * etcd etcd는 클러스터 안의 각 구성요소에 대한 정보가 키-값 형태로 저장된 자체적인 데이터베이스입니다. 현재 클러스터에 있는 컴포넌트가 몇 개인지, 각각의 파드들이 어떤 노드에 붙어 있는지, 어떤 컨테이너를 들고 있는지에 대한 모든 정보가 etcd에 저장됩니다. 중요한 점은 etcd가 다운된다면 클러스터는 제대로 동작하지 못하게 되므로 자체적인 백업 스케줄링은 쿠버네티스 관리에 필수 요소라고 할 수 있습니다. * kube-controller-manager 컨트롤러 매니저는 클러스터 내에 작업 중인 다양한 리소스들을 모니터링하며 사용자가 설정한 원하는 상태(Desired State)와 현재의 상태(Current State)가 일치하도록 관리하는 작업을 합니다. 주요 컨트롤러로는 파드 복제를 유지해 주는 레플리카셋(ReplicaSet), 앱 배포를 세밀하게 관리할 수 있는 디플로이먼트(Deployment) 등으로 구성되어 있으며, 하나의 패키징 된 형태를 가지고 있습니다. * Kube-Scheduler 스케줄러는 각 파드들이 어떤 노드에서 작업을 수행할지 결정해 주는 역할을 맡고 있습니다. 비유하자면 작업 장소를 선택해 주는 의사 결정만 담당하고 있으며 실질적인 배치 작업은 아래 설명할 Kubelet이 담당하고 있습니다. ② 노드 컴포넌트 (Node Components) 노드 컴포넌트는 노드에서 작동하는 파드들을 관리하기 컴포넌트입니다. 워커 노드뿐 아니라 마스터 노드에서도 존재합니다. * Kubelet Kebelet은 클러스터의 모든 노드에서 실행되는 에이전트입니다. 파드의 실행을 직접적으로 관리한다고 볼 수 있는데요. 컨테이너디(Containerd), 크라이오(CRI-O) 같은 컨테이너 런타임과도 통신이 가능하며 노드 내에 구동 중인 컨테이너에 대한 라이프사이클을 관리합니다. 본래 쿠버네티스에서는 컨테이너 생성과 실행을 위한 런타임 엔진으로 도커(Docker)를 지원해왔으나, 2022년 2월 기준으로 완전히 중단되었습니다. 물론 런타임 엔진에서 도커가 제외된다는 것이 클러스터에서 도커 자체를 사용하지 못하게 된다는 뜻은 아닙니다. * Kube-proxy Kube-proxy는 노드에서 구동되는 쿠버네티스 네트워크 프록시입니다. 쿠버네티스에서 서비스라고 불리는 내부/외부 트래픽을 어느 파드로 전달할 것인지에 대한 규칙을 생성하고 관리하는 역할을 합니다. 。。。。。。。。。。。。 쿠버네티스의 주요 오케스트레이션 기능과 쿠버네티스의 주요 구성 요소 및 컴포넌트들을 살펴보았는데요. 쿠버네티스만이 컨테이너의 관리 복잡성을 해결할 수 있는 유일한 오픈소스는 아닙니다. 아파치 소프트웨어 재단에서 개발한 ‘아파치 메소스(Apache Mesos)’, 도커에서 개발한 ‘도커 스웜(Docker Swarm)’ 등의 컨테이너 관리 오픈소스도 있지만 2024년 현재 쿠버네티스는 독점적인 위치를 차지하고 있습니다. 무엇보다 3대 퍼블릭 클라우드사인 AWS, Azure, GCP 모두 매니지드 쿠버네티스 플랫폼을 제공하고 있습니다. 국내 퍼블릭 클라우드인 kt cloud, 네이버클라우드, NHN클라우드, 가비아, 카카오클라우드, 삼성클라우드플랫폼 등 모두 각 클라우드 환경에 최적화된 쿠버네티스 서비스를 제공하고 있죠. 또한, RedHat은 쿠버네티스 기반의 오픈시프트(OpenShift)를 통해 CaaS(Container as a Service) 시장의 선점을 노리고 있습니다. 스타트업과 대기업을 가리지 않고 기업에서 운영하는 컨테이너 기반의 애플리케이션이 복잡화됨에 따라 컨테이너 오케스트레이션 관리 도구인 쿠버네티스는 이제 기업 IT 운영전략의 핵심 요소가 되었습니다. 제니우스 쿠버네티스 모니터링 화면 예시 브레인즈컴퍼니의 제니우스(Zenius) 역시 컨테이너 모니터링뿐 아니라 쿠버네티스에 대한 모니터링을 환경을 제공하고 있습니다. 멀티 클러스터 환경에서의 모든 클러스터에 대한 모니터링뿐 아니라 Object Meta 정보를 제공하며 다양한 임계치 기반의 이벤트 감시 설정으로 선제적 장애 대응이 가능합니다. 📚참고 자료 쿠버네티스 공식 문서: Kubernetes Components 쿠버네티스 공식 문서: Options for Highly Available Topology 쿠버네티스 공식 문서: Container runtimes 2024.02.05

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