집약형과 분할형 아키텍처

이 글은 『그림으로 공부하는 IT인프라 구조』(저자: 야마자키 야스시)를 기반으로 학습한 내용을 정리한 글입니다.

 

인프라란 무엇이고, 아키텍처는 왜 중요한가?

우리가 전기를 쓸 때, 콘센트에 플러그만 꽂으면 되지 ‘전기가 어떻게 오는지’는 몰라도 상관없습니다. 그 복잡한 구조는 전기 회사에서 관리하고 있으니까요. IT 인프라도 마찬가지입니다.

웹사이트에 접속하거나, 온라인에서 송금하거나, 앱으로 영화를 볼 수 있는 건 그 뒤에서 IT 인프라가 묵묵히 돌아가고 있기 때문입니다.
이 IT 인프라는 눈에 보이지 않지만, 수많은 컴퓨터와 네트워크, 저장장치들이 유기적으로 연결된 거대한 시스템입니다.

그런데 이렇게 복잡한 시스템을 어떻게 설계할까요?
바로 아키텍처(architecture)가 그 해답입니다.

‘아키텍처’는 쉽게 말하면 ‘설계도’, ‘구조’를 뜻합니다.
즉, 인프라 아키텍처란 IT 시스템을 어떻게 구성할지에 대한 설계 구조를 말합니다.

 

집약형 아키텍처: 모든 걸 한 대의 컴퓨터에 몰아서 처리하는 구조

IT 시스템이 처음 등장하던 시절에는 한 대의 큰 컴퓨터가 회사의 모든 일을 다 처리하던 시대였습니다.
이런 컴퓨터를 호스트(host), 메인프레임(mainframe), 범용 컴퓨터 등으로 불렀고,
그 구조를 집약형 아키텍처(Centralized Architecture)라고 합니다.

왜 이런 구조를 썼을까?

그 당시에는 컴퓨터 자체가 굉장히 비싸고 귀했기 때문에, 한 대를 최대한 효율적으로 잘 돌리는 것이 중요했습니다.
그래서 기업의 핵심 업무—예를 들어, 은행의 고객 계좌 관리 같은—을 모두 이 한 대의 컴퓨터에 몰아서 처리했습니다.

 

집약형 아키텍처의 장점

1. 구성이 단순하다.
   컴퓨터가 하나니까 시스템을 관리하기 쉽습니다. 뭔가 고장 났을 때 어디서 문제 생겼는지도 바로 알 수 있죠.
2. 안정성과 성능이 높다.
   고급 장비다 보니 성능이 뛰어나고, 고장이 나더라도 대비책이 잘 되어 있습니다.
   CPU나 메모리 같은 부품이 이중화돼 있어서 하나가 망가져도 다른 부품이 대신 일하게 만들어져 있습니다.
3. 자원 관리가 철저하다.
   여러 작업이 동시에 돌아가더라도, 시스템이 알아서 우선순위를 정하고 서로 영향을 주지 않도록 리소스를 정교하게 분배합니다.

쉽게 말하면, 고급 오피스텔 하나에 여러 팀이 살고 있는데, 각 방마다 전기·수도·인터넷이 다 따로 되어 있어서 누가 밤새워 일한다고 해도 옆 방 사람은 아무 영향도 안 받는 구조라고 보면 됩니다.

 

 

집약형 아키텍처의 단점

1. 도입 비용이 매우 비싸다.
   이 대형 컴퓨터는 가격이 상상을 초월합니다.
   한 대만 있어도 수천, 수억 원이 들 수 있습니다.
2. 유지비용도 만만치 않다.
   운영체제도 특수하고, 관리도 어렵고, 전문 인력도 필요해서 운영비용이 많이 듭니다.
3. 확장성이 부족하다.
   만약 처리 능력이 부족해지면 컴퓨터를 한 대 더 붙이는 게 아니라, 또 하나의 대형 컴퓨터를 사야 합니다.
   그런데 그 가격이 똑같이 비싸기 때문에 부담이 크고, 시스템 확장이 어렵습니다.

 

분할형 아키텍처란? – 작고 많은 컴퓨터로 나누어 처리하는 구조

앞서 살펴본 집약형 아키텍처는 대형 컴퓨터 한 대가 모든 업무를 처리하는 방식이었습니다. 하지만 이런 구조는 가격이 비싸고, 확장이 어렵다는 단점이 있었습니다. 그래서 등장한 것이 바로 **분할형 아키텍처(분산형 구조, Distributed Architecture)**입니다.

분할형 아키텍처는 간단히 말해서, 여러 대의 소형 컴퓨터(서버)를 조합하여 하나의 시스템처럼 사용하는 구조입니다.
즉, 큰 한 덩어리로 다 처리하던 걸 작게 나누고 역할을 분담하는 방식입니다.

 

왜 분할형 아키텍처를 쓰게 되었을까?

기술이 발전하면서 이제는 소형 컴퓨터 한 대도 충분히 빠르고 강력해졌습니다.
예전에는 대형 컴퓨터만이 할 수 있었던 일들을 이제는 작은 서버 여러 대를 묶어서 충분히 처리할 수 있게 된 것입니다.

그리고 무엇보다 소형 컴퓨터는 가격이 매우 저렴합니다.
어떤 경우에는 대형 컴퓨터 한 대 값으로 소형 서버를 100대 이상 살 수 있을 정도입니다.

하지만 소형 컴퓨터는 안정성이 떨어질 수 있기 때문에, 분할형 아키텍처에서는 여러 대의 컴퓨터를 조합해서 신뢰성을 확보합니다.
한 대가 고장나더라도, 나머지 컴퓨터들이 그 일을 대신할 수 있도록 설계되어 있습니다.

 

분할형 아키텍처의 장점

1. 비용이 저렴하다.
   고성능 대형 컴퓨터 대신 저가형 서버를 여러 대 사용하므로 도입 비용이 매우 낮습니다.
2. 확장성이 뛰어나다.
   서버가 부족하면 필요한 만큼만 추가하면 됩니다.
   예를 들어 사용자가 늘면 서버를 2대에서 4대로 늘리는 식으로 유연하게 확장할 수 있습니다.
3. 유연하고 표준화된 시스템 구성
   대부분의 분할형 구조는 리눅스 같은 범용 운영체제나 일반 프로그래밍 언어를 사용하므로,
   유지관리나 개발이 쉬우며 ‘오픈 시스템’이라고 부르기도 합니다.

 

분할형 아키텍처의 단점

1. 구조가 복잡해진다.
   서버가 많아질수록 이를 관리하고 통합하는 구조가 복잡해집니다.
   예를 들어, 요청을 어느 서버가 처리할지, 서버 간 데이터를 어떻게 동기화할지 등을 고려해야 합니다.
2. 한 대의 서버가 망가졌을 때의 영향도 고려해야 한다.
   서버별 역할이 분리되어 있기 때문에,
   하나의 서버가 멈췄을 때 전체 시스템에 미치는 영향을 최소화하도록 설계해야 합니다.

 

여기서 말하는 ‘서버’는 무엇일까?

분할형 아키텍처에서 사용하는 컴퓨터를 서버(server)라고 부릅니다.
그런데 여기서 중요한 점은, 서버라는 말이 두 가지 의미로 쓰인다는 것입니다.

1. 물리적인 컴퓨터 자체를 말할 때:
   • 이건 우리가 상상하는 실제 기계입니다.
   • 보통 모니터도 없고, 생김새는 DVD 플레이어나 네트워크 장비처럼 생겼습니다.
   • 이런 경우는 물리 서버라고 부릅니다.
2. 서버 역할을 하는 소프트웨어를 말할 때:
   • 예를 들어 웹 페이지를 제공하는 웹 서버 소프트웨어,
     데이터를 저장하고 제공하는 DB 서버 소프트웨어 등이 이에 해당합니다.
   • 이들은 하나의 물리 컴퓨터 안에서 여러 개가 함께 동작할 수도 있고, 각각 따로 물리 서버에 설치되기도 합니다.

쉽게 말해서, 서버는 “특정 역할을 수행하는 존재”입니다.
레스토랑에서 웨이터를 “서버”라고 부르는 것처럼, IT에서도 특정 기능을 담당하는 것이 바로 서버입니다.

 

 

예시로 보는 서버의 역할

• 웹 서버: 사용자가 웹사이트에 접속하면 HTML 페이지를 생성해서 보내주는 역할
• DB 서버: 대량의 데이터를 저장해두고, 필요할 때 꺼내주는 역할
• 이 두 서버는 한 컴퓨터에 함께 있을 수도 있고, 각각 다른 컴퓨터에서 따로 운영될 수도 있습니다.