백엔드 스케일링 전략을 세울 때 알아야할 5가지

애플리케이션에 트래픽이 증가하거나 특정 서버 부하 또는 장애 발생으로 작동하지 않을 때 스케일링 전략은 이에 대응할 수 있는 매우 중요한 역할을 합니다. 애플리케이션을 유연하게 운영할 수 있도록 하는 백엔드 스케일링은 전략을 세울 때도 여러 가지를 꼼꼼하게 고려해 봐야 합니다. 

백엔드 스케일링 전략을 세울 때는 사용자 트래픽 패턴, 리소스 효율, 모니터링 및 자동화, 예상치 못한 상황 대비를 고려해야 합니다.

1. 백엔드 스케일링이란?

애플리케이션의 사용량에 따라 리소스 조정을 통해 성능을 유지하거나 향상시키는 프로세스인 백엔드 스케일링은 ① 트래픽 대응 ② 가용성 보장 ③ 경제적 효율성 ④ 성능 향상 등의 이유로 사용되고 있습니다.

• 트래픽 대응: 애플리케이션의 트래픽이 예상보다 증가하여 성능과 응답 시간이 저하될 수 있기 때문에 스케일링은 추가 리소스 할당으로 트래픽 처리를 도울 수 있습니다. 
• 가용성 보장: 서버에 장애가 발생한 경우 자동화된 스케일링이나 서버 인스턴스를 사용하여 애플리케이션의 지속적인 가용성 유지에 도움을 줄 수 있습니다.
• 경제적 효율성: 리소스를 필요한 만큼만 할당하고 효율적으로 사용함으로써 비용 절감의 경제적 효율성을 가질 수 있습니다.
• 성능 향상: 애플리케이션의 응답 속도 향상이나 처리량 등을 향상시키기 위해 서버 인스턴스를 추가하거나 추가 리소스를 할당할 수 있습니다.

2. 수직 스케일링

백엔드 스케일링의 방식 중 하나인 수직 스케일링의 ① 개념과 방법 ② 하드웨어 업그레이드와 리소스 증설 ③ 장단점 등을 확인해 보는 것이 좋습니다.

• 개념과 방법: 수직 스케일링은 단일 서버의 성능 향상을 위해 하드웨어 리소스를 업그레이드하는 방식으로, 디스크나 메모리, CPU 등을 업그레이드하여 진행합니다.  
• 하드웨어 업그레이드와 리소스 증설: 하드웨어 업그레이드는 기존 서버의 하드웨어를 보다 빠르고 강력한 것으로 교체하는 것을 의미하며, 디스크의 경우 디스크 용량을 증가시켜 더 많은 데이터를 저장하도록 합니다. 리소스 증설은 성능 향상을 위해 서버의 리소스를 추가로 할당하는 것으로, 더 많은 데이터 처리를 위해 추가 메모리를 할당하는 것이 이에 해당합니다. 
• 장단점: 수직 스케일링의 장점은 단일 서버 운영으로 유지 보수 및 관리가 간편하고 빠르게 구현할 수 있다는 점이지만, 하드웨어 리소스 한계에 도달 시 추가 확장이 불가능하고 단일 서버의 리소스 한계로 성능 향상에도 한계가 있습니다.

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3. 수평 스케일링

대규모 애플리케이션에 주로 활용되는 수평 스케일링의 ① 개념과 방법 ② 하드웨어 업그레이드와 리소스 증설 ③ 장단점 등을 확인해 보는 것이 좋습니다.

• 개념과 방법: 수평 스케일링은 독립적으로 작동하는 서버 인스턴스를 추가하여 분산 처리하는 방식으로 로드 밸런싱과 여러 서버 추가의 방법으로 진행할 수 있습니다. 
• 로드 밸런싱과 여러 서버 추가: 로드 밸런서 사용으로 유입되는 트래픽을 여러 서버 인스턴스에 균등하게 분배하며, 분배된 트래픽은 서버 부하를 분담합니다. 또한 신규 서버 인스턴스 추가를 통해 기존 서버와 함께 작동하도록 해 애플리케이션의 처리 능력을 확장합니다. 
• 장단점: 수평 스케일링의 장점은 여러 서버 인스턴스를 사용하여 하나의 서버에 문제가 발생하더라도 다른 서버에서 서비스를 계속할 수 있어 가용성이 높다는 점과 필요한 만큼의 리소스 추가로 비용 효율성이 좋다는 점입니다. 반대로 관리해야 하는 서버 인스턴스가 여러 개인 만큼 복잡성이 요구되며 공유 리소스 관리의 어려움이 있습니다.

4. 자동화 클라우드 스케일링

실시간 트래픽 변동에 대응할 수 있는 자동화 클라우드 기반 스케일링은 ① 자동화의 중요성과 장점 ② 클라우드 기반 스케일링 개요 ③ 장단점 등을 파악 후 신중하게 선택하는 것이 좋습니다.

• 자동화의 중요성과 장점: 자동화된 스케일링은 실시간 트래픽 변동에 대응해 리소스를 동적으로 조정하는 중요한 전략으로, 미리 계획된 규칙에 따라 리소스를 효율적으로 관리할 수 있고 필요한 만큼의 리소스만 사용하기 때문에 비용 절감이 가능하다는 장점이 있습니다.
• 클라우드 기반 스케일링 개요: 클라우드 기반 스케일링은 클라우드 서비스 업체가 제공하는 스케일링 기능을 활용하는 것으로 해당 업체의 대시보드를 사용해 스케일링 설정 구상이 가능하고 자동화된 스케일링 그룹을 통해 여러 서버 인스턴스 관리가 용이합니다. 
• 장단점: 자동화 클라우드 기반 스케일링의 장점은 실시간 트래픽 증감에 유연한 대응이 가능해 가용성을 최적화하고 개발자 등 담당팀의 작업 부담을 줄여준다는 장점이 있지만 설정 오류의 발생 가능성으로 설정에 대한 부담과 지속적인 모니터링이 필요하다는 단점이 있습니다. 

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5. 스케일링 성능테스트

스케일링 성능 테스트는 ① A/B 테스팅 ② 수동 스케일링 테스트 ③ 클라우드 서비스 활용 ④ 가상화 환경 스케일링 테스트 ⑤ 부하 테스트 도구 사용 등의 방법으로 할 수 있습니다.

• A/B 테스팅: 그룹을 만들고 서로 다른 스케일링 구성을 배치하여 성능 비교를 위한 A/B 테스팅을 진행할 수 있습니다.
• 수동 스케일링 테스트: 자동이 아닌 수동으로 직접 서버 인스턴스를 추가하거나 축소하면서 애플리케이션의 성능 및 부하를 측정할 수 있습니다. 
• 클라우드 서비스 활용: 클라우드 서비스를 활용하여 스케일링 성능테스트를 진행할 경우 실제 환경과 비슷한 조건에서 테스트가 가능하며, Google Cloud의 Load Balancer 등 클라우드 서비스 업체의 부하 테스팅 도구를 활용하여 진행할 수 있습니다. 
• 가상화 환경 스케일링 테스트: 가상화 플랫폼을 통해 가상 서버 인스턴스 생성 및 부하 증가를 진행해 스케일링 성능 테스트를 진행할 수 있습니다. 
• 부하 테스트 도구 사용: Locust, Apache JMeter 등의 부하 테스트 도구를 사용하여 애플리케이션에 대한 부하를 생성하고 증가시켜 성능을 테스트합니다.

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백엔드 스케일링 요약

백엔드 스케일링은 애플리케이션의 트래픽 증감에 대응하여 리소스를 동적으로 조정하여 성능을 개선하는 전략입니다.

수직 스케일링은 단일 서버의 성능을 업그레이드하는 방법이며, 수평 스케일링은 여러 서버 인스턴스를 추가하여 분산 처리하는 방법입니다. 자동화 클라우드 기반 스케일링은 클라우드 서비스를 활용하여 실시간 트래픽 변동에 자동으로 대응합니다.