분산 시스템

Why: 왜 단일 컴퓨팅 대신 분산 컴퓨팅을 도입하는가?

단일 컴퓨터는 물리적인 자원의 한계가 뚜렷하며, 장애 발생 시 시스템 전체가 마비되는 단일 장애점(SPOF)의 위험을 안고 있습니다. 이를 극복하기 위해 필요에 따라 새 노드를 쉽게 추가하는 확장성(Scalability)과, 일부 컴퓨터가 고장 나도 전체 시스템이 정상 작동하는 가용성(Availability)을 확보해야 합니다. 고가의 단일 장비를 무리하게 구축하는 대신, 저렴한 하드웨어 자원을 최적화하여 높은 효율성(Efficiency)을 이끌어내기 위해 분산 아키텍처가 필수적입니다.

투명성(Transparency)과 일관성(Consistency) 복잡한 인프라와 중복된 데이터 동기화 과정은 내부로 숨겨지며, 사용자는 여러 운영체제가 섞인 환경이라도 완벽한 단일 컴퓨터처럼 상호작용합니다.

What: 시스템, 컴퓨팅, 환경의 명확한 정의

현대 아키텍처를 논할 때 이 세 가지 용어는 관점에 따라 명확히 구분되어 사용됩니다. - 분산 시스템(Distributed System): 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하며, 네트워크로 연결된 독립적인 컴퓨터들이 협력하여 사용자에게 '하나의 시스템'처럼 보이는 전체 구조입니다. - 분산 컴퓨팅(Distributed Computing): 분산된 인프라 위에서 복잡한 연산을 여러 노드로 나누어 병렬 처리하고 통신 프로토콜을 다루는 소프트웨어적인 알고리즘이자 학문 분야입니다. - 분산 환경(Distributed Environment): 네트워크 토폴로지, 클라우드 가용 영역, 컨테이너 오케스트레이션 등 시스템이 구동되는 물리적/논리적 인프라의 상태와 주변 조건을 의미합니다.

How: 분산 시스템의 동작 방식과 내결함성 확보

분산 시스템은 여러 디바이스를 네트워크로 묶어 각자의 책임을 나누고 데이터를 지속적으로 동기화하는 방식으로 동작합니다. - 내결함성(Fault Tolerance) 설계: 시스템 설계 초기부터 개별 장비의 실패를 기정사실로 두고, 한 노드가 죽으면 다른 노드가 작업을 이어받도록 설계합니다. - 데이터 복제와 정합성: 여러 컴퓨터에 걸쳐 정보와 중복 데이터를 안전하게 공유하며, 모든 컴퓨터 간에 자동으로 데이터의 일관성을 맞추는 메커니즘을 가동합니다. - 논리적 분리: 물리적 디바이스의 복잡한 통신과 변환 과정을 미들웨어와 프로토콜로 감싸, 애플리케이션 계층에서는 투명하게 자원을 활용하도록 만듭니다.

출처: https://aws.amazon.com/ko/what-is/distributed-computing/