[MSA] chapter 1.9_Spring cloud

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인프런 Dowon Lee님의 Spring Cloud로 개발하는 마이크로서비스 애플리케이션(MSA) 강의를 듣고 정리한 필기입니다.😊
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엔터프라이즈 애플리케이션의 변화와 MSA 지원 프레임워크

2017년 가트너(Gartner)는 새로운 엔터프라이즈 Java 애플리케이션의 70% 이상이 기존의 단일 웹서버나 앱 서버에서 작동하지 않고, 독립적인 클라우드 및 마이크로서비스 형태로 개발될 것이라고 발표했다. 이와 같이 마이크로서비스 아키텍처의 수요가 증가하면서 독립적이고 유연하게 확장 가능한 애플리케이션 개발을 위한 다양한 프레임워크가 등장했다. 대표적인 MSA 지원 프레임워크가 Spring Cloud이며, Spring Cloud는 MSA에서 필요한 다양한 기능을 지원한다.

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Spring Cloud의 주요 기능 및 구성 요소

Spring Cloud는 Spring Boot와 연계하여 다양한 마이크로서비스 환경에서 애플리케이션을 구성할 수 있도록 한다. 각 버전은 상호 호환성을 고려해 사용되며, 현재 Spring Boot 버전 2.2, 2.3과 함께 Spring Cloud Hoxton을, 버전 2.4에서는 최신 Spring Cloud 버전을 사용한다.

1. 환경 설정 관리: Spring Cloud Config

• Spring Cloud Config Server: 마이크로서비스에서 공통으로 사용하는 환경 설정 정보를 외부에 저장하고 관리하는 서버다. 예를 들어, API Gateway IP나 인증 토큰 등의 정보를 한 곳에 모아두고, 서비스 간 참조하도록 하여 변경 시에도 별도의 배포 없이 즉시 반영되도록 지원한다. 이를 통해 유지보수를 훨씬 간편하게 한다.

2. 서비스 디스커버리와 로드 밸런싱: Eureka와 Gateway

1. Eureka Server
   • 각 마이크로서비스의 위치 정보를 등록하고 검색할 수 있도록 도와주는 서비스.
   • 서비스 간 상호 참조가 필요할 때, Eureka에 등록된 정보를 활용해 위치를 검색한다.
   • 작동 방식
     • 서비스 등록: 각 마이크로서비스는 Eureka 서버에 자신의 위치를 주기적으로 등록해, 등록된 상태를 최신으로 유지한다.
     • 서비스 검색: 다른 마이크로서비스에서 요청이 들어올 때 Eureka 서버에서 위치를 조회해 연결한다.
2. Spring Cloud Gateway
   • 클라이언트 요청을 각 마이크로서비스로 라우팅해주는 API 게이트웨이 역할을 수행하며, 로드 밸런싱을 통해 트래픽을 분산시킨다.
   • 모든 트래픽이 게이트웨이를 통해 관리되므로 보안과 인증을 중앙에서 제어할 수 있다.
   • 최신 Spring Cloud 버전에서는 기존의 Ribbon 대신 Gateway를 권장한다.
   • 구성 요소
     • Route: 클라이언트의 요청 경로를 정의해 요청을 라우팅한다.
     • Filter: 요청에 대한 전후처리 로직을 설정해 보안, 로깅, 로드 밸런싱 등의 처리를 추가할 수 있다.

3. 서비스 간 통신: REST Template와 Feign Client

마이크로서비스 간 데이터 통신을 위해 REST Template 또는 Feign Client를 사용한다.

• Feign Client:
  • 기능: 인터페이스 선언만으로 REST API 호출이 가능하며, 구현체를 자동으로 생성해준다.
  • 장점: 코드가 간결해지고 유지보수가 쉬워진다.
  • 사용 예: @FeignClient 어노테이션을 통해 마이크로서비스 간 통신을 설정할 수 있다.
• RestTemplate:
  • 기능: Spring에서 제공하는 HTTP 통신 라이브러리로, 직접적으로 REST API 호출을 코드로 구현할 수 있다.
  • 특징: Feign보다 유연하게 커스터마이징이 가능하지만, 코드가 많아지고 복잡해질 수 있다.

4. 모니터링과 시각화: Zipkin과 ELK Stack

1. Spring Cloud Sleuth
   • 기능: 서비스 간 호출 시 고유한 트레이싱 ID를 생성하여 요청 흐름을 추적할 수 있도록 한다. 로그마다 트레이싱 ID가 기록되기 때문에 어떤 요청이 어디서 발생했는지 추적하기 쉽다.
2. Zipkin
   • 기능: Sleuth와 함께 분산 추적 시스템을 구성하며, 각 서비스의 호출 정보를 시각적으로 분석하고 모니터링할 수 있다.
   • 구조: 각 마이크로서비스의 요청 정보를 Zipkin 서버로 전송하고, Zipkin은 이를 시각적으로 분석하여 각 요청의 호출 관계와 지연 시간 등을 보여준다.
3. ELK Stack: Elasticsearch, Logstash, Kibana로 구성된 스택을 통해 로그를 수집하고 시각화해, 시스템 상태와 성능을 모니터링할 수 있다.

5. 장애 회복성: Hystrix

• Hystrix: 넷플릭스의 장애 회복성 패턴 구현체로, 서비스 간 통신 중 장애가 발생했을 때 빠르게 복구할 수 있는 회복 기능을 제공한다. 서킷 브레이커(Circuit Breaker) 패턴을 통해 문제가 생긴 서비스로의 요청을 제한하고, 대체 로직을 수행하도록 한다.
  • 기능: 서비스 간 장애 발생 시 요청을 제한해 서비스 전체에 영향을 미치는 것을 방지하는 서킷 브레이커 패턴을 구현한다.
  • 작동 방식:
    • 서킷 열림(Open): 장애가 일정 횟수 이상 발생하면 서킷이 열리고, 해당 서비스로의 요청을 차단한다.
    • 서킷 닫힘(Close): 시간이 지나 서킷이 닫히면 정상 요청을 재개해 시스템이 복구되었는지 확인한다.
    • Fallback 메커니즘: 특정 서비스가 응답하지 않으면 대체 로직을 수행하도록 하여 사용자 경험을 유지한다.
  • 장점: 마이크로서비스 환경에서 개별 서비스 오류가 전체 시스템으로 전파되지 않도록 보호한

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요약 🪄

가트너의 예측처럼, MSA와 클라우드가 주도하는 환경에서 Spring Cloud는 마이크로서비스 아키텍처를 구현하는 필수 구성 요소와 기능을 지원한다. Spring Boot와 함께 사용하여 환경 설정 관리, 서비스 디스커버리, 로드 밸런싱, 서비스 간 통신, 모니터링, 장애 회복성을 손쉽게 설정할 수 있으며, 이를 통해 유지보수성과 유연성이 뛰어난 분산 시스템을 구축할 수 있다.

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