– 모놀리식부터 MSA까지, 디지털 시대의 구조 설계 흐름을 쉽게 이해하기 –
요즘은 스타트업을 시작하든, 개인 웹사이트를 만들든, 디지털 서비스를 구축하는 일에서 “클라우드 서버 아키텍처”는 중요한 기초 중 하나입니다.
그런데 ‘아키텍처’라는 단어만 들어도 왠지 어렵고 전문가만 다루는 영역처럼 느껴지는 분들이 많습니다.
하지만 걱정하지 않으셔도 됩니다.
이 글에서는 비전공자도 이해할 수 있도록, 클라우드 서버 아키텍처의 대표적인 세 가지 형태인 “모놀리식 (Monolithic Architecture), 3계층(Three-Tier Architecture), 마이크로서비스(MSA: Microservices Architecture)”가 어떻게 발전해왔는지, 그 흐름과 원인을 구체적으로 풀어드리겠습니다.
1. 모놀리식 아키텍처 (Monolithic Architecture)
“단일 건물 안에 모든 기능이 몰려 있는 원룸 구조”
모놀리식 아키텍처는 마치 원룸형 건물과도 같습니다.
이 원룸 안에는 부엌, 침대, 책상, 세면대, 화장실까지 모든 공간이 하나의 방 안에 다 들어가 있습니다. 벽도 없고, 분리된 공간도 없습니다. 모든 기능이 한 공간 안에 물리적으로 통합되어 작동하는 것이죠.
이러한 구조는 설계와 시공이 빠르고, 초기 비용도 적게 들며, 혼자 거주하거나 작은 생활을 하는 데에는 전혀 문제가 없습니다.
하지만 이 건물에 사람이 늘고, 용도가 복잡해지면 문제가 발생합니다.
한쪽이 고장 나면 전체 생활이 마비되고, 각 공간 간 기능 충돌이 일어나며, 확장하려면 아예 전체 건물을 철거하고 다시 지어야 하는 수준의 번거로움이 발생하는 구조로 클라우드 아키텍처에서는 물리적 하나의 시스템에 모든 기능이 하나의 코드베이스, 하나의 실행 단위로 구성된 구조입니다.
출처: 기고자 제작
사용자는 인터넷을 통해 단일 서버에 접속하고, 해당 서버 내에서 웹(WEB) 서버, 애플리케이션 서버(WAS), 데이터베이스(DB)까지 모두 동작하게 됩니다.
이 아키텍처의 가장 큰 장점은 개발과 배포가 빠르고 간단하다는 점입니다.
특히 소규모 프로젝트나 초기 스타트업에서는 별도의 시스템 분리가 필요 없기 때문에 빠른 MVP(최소 기능 제품) 구현에 적합하며, 단점으로는 동시접속자가 많아지면 하나의 서버가 모든 요청을 처리해야 하므로, 성능 저하나 과부하가 발생하기 쉽습니다.
또한 프로그램의 한 부분에서 문제가 발생하면, 전체 서비스가 중단될 수 있는 구조적 위험성을 해소하기 위해서 웹(WEB) 서버, 애플리케이션 서버(WAS), 데이터베이스(DB)기능을 분리하는 구조에 3계층 구조로 발전했습니다.
2. 3계층 아키텍처 (Three-Tier Architecture)
“기능별로 층을 분리한 복합건물 구조”
3계층 아키텍처는 기능별로 건물 층을 나눈 구조에 비유하면 1층은 로비와 안내데스크(프레젠테이션/WEB 계층), 2층은 사무 공간과 회의실(비즈니스 로직/WAS 계층), 3층은 문서보관실과 자료실(데이터베이스/DB 계층)로 구성된 건물입니다.
각 층은 명확히 역할이 구분되어 있으며, 엘리베이터(라우팅/로드밸런서)를 통해 요청(사람, 업무)이 위아래로 효율적으로 이동구조로 클라우드 아키텍처로는 웹(WEB) 서버, 애플리케이션 서버(WAS), 데이터베이스(DB)기능을 분리하는 구조를 세 부분으로 나누는 방식입니다.
출처: 기고자 제작
① WEB(웹)서버는 프레젠테이션 계층(사용자 인터페이스),
② WAS(웹애플리케이션)서버는 애플리케이션 계층(비즈니스 로직 처리),
③ DB(데이터베이스)서버는 데이터 계층(데이터 저장 및 관리)으로 구분되며,
각 계층이 독립적으로 구성되어 서로 역할을 분담하게 됩니다.
이 구조는 마치 회사 조직처럼, 고객과 직접 대화하는 프론트팀, 내부 업무를 처리하는 운영팀, 그리고 데이터를 관리하는 IT팀이 분업화되어 효율적으로 운영되는 모습과 비슷합니다.
이 방식의 가장 큰 장점은 서버 부하를 계층별로 분산할 수 있어 동시접속자가 많아도 비교적 안정적인 서비스 운영이 가능하다는 점입니다.
또한 기능이 명확히 분리되어 있기 때문에 유지보수와 확장이 용이합니다.
다만, 모든 요청이 애플리케이션 계층을 거쳐야 하기 때문에, 사용자가 많아지면 이 계층에 병목 현상이 발생할 수 있습니다. 그리고 특정 기능 하나만 확장하고 싶어도 전체 계층 구조에 영향을 주는 경우가 많아 유연성이 떨어지는 한계를 해결하기 위해서 여러 개 기능별로 쪼개 독립형 작은 단위 서비스로 구성하는 마이크로서비스(MSA: Microservices Architecture)로 발전했습니다.
3. 마이크로서비스 아키텍처 (MSA, Microservices Architecture)
“기능별로 독립된 공간이 분산된 스마트 타운 구조”
MSA 아키텍처는 각각의 기능을 독립된 건물로 완전히 분리한 구조로 볼 수 있습니다.
이것은 마치 하나의 거대한 단일 건물 대신, 로그인센터, 결제센터, 상품센터, 사용자센터 등 작고 독립된 빌딩들이 각각의 기능을 수행하는 스마트 타운과 같습니다.
이 스마트 타운에는 공통 출입구(API 게이트웨이)와 건물 간 연결을 위한전용 도로(API 또는 메시지 큐)가 있고, 각 건물은 자신만의 설계와 구조, 사람(팀)을 가지고 독립적으로 운영구조로 클라우드 아키텍처는 전체 시스템을 여러 개의 작은 서비스로 나누어, 각 서비스가 독립적으로 개발 및 배포될 수 있도록 구조하는 방식입니다.
출처: 기고자 제작
전체 시스템을 여러 개의 작은 서비스로 나누어, 각 서비스가 독립적으로 개발되고 배포될 수 있도록 구성하는 방식입니다. 예를 들어, 사용자 회원가입, 상품 조회, 주문 등을 각각 독립된 서비스로 구성하고, 각각의 서비스는 별도의 서버나 컨테이너에서 동작합니다.
MSA의 가장 큰 강점은 유연성과 확장성과 특정 서비스에 트래픽이 몰리면 그 서비스만 따로 서버를 확장할 수 있으며, 장애가 발생하더라도 전체 시스템이 멈추는 것이 아니라 문제가 생긴 서비스만 따로 관리하거나 복구할 수 있습니다.
또한 기능별로 개발팀을 나눠 병렬적으로 개발할 수 있어 대규모 조직 운영에도 적합합니다.
반면, 설계가 매우 복잡하고, 서비스 간 통신을 위해 API 관리, 인증, 로깅, 장애 대응 등 운영 자동화 도구(CI/CD, 쿠버네티스, 모니터링 시스템)가 필수로 DevOps(개발 및 운영) 역량이 부족한 조직이라면 초기 도입 장벽이 높을 수 있습니다.
| 구조 | 모놀리식 | 3계층 | MSA |
| 특징 | 모든 기능 통합 | 기능별 계층 분리 | 서비스 단위 분리 |
| 추천 상황 | 스타트업, 프로토타입 | 기업용 시스템, 웹포털 | 플랫폼, 대형 서비스 |
| 동시접속자수 | ~수백 명 | ~수천 명 | ~수만 명 |
| 운영 난이도 | 낮음 | 중간 | 높음 |
출처: 기고자 제작
클라우드 3가지 아키텍처는 도입시 사용자 수, 시스템 안정성, 개발과 운영의 효율성 등 서비스 전반의 운명을 좌우하는 전략과 초기에는 모놀리식처럼 빠르게 시작하고, 서비스가 성장하면 3계층 구조로 넘어가며, 더 큰 유연성과 안정성을 원할 때 MSA로 진화해가는 것이 일반적인 흐름입니다.
클라우드 환경은 이런 구조 변화와 확장을 손쉽게 실험하고 구현할 수 있는 기반을 제공합니다. 지금은 전문가가 아니더라도, 아키텍처의 흐름과 개념을 이해하고 직접 적용해볼 수 있는 시대입니다.
참조문헌 (References)
1. Bass, L., Clements, P., & Kazman, R. (2012). Software Architecture in Practice (3rd ed.). Addison-Wesley.
→ 아키텍처 원리 및 Monolithic, Layered 구조 개념 이론 기반 참고.
2. Fowler, M. (2015). Microservices: a definition of this new architectural term. https://martinfowler.com/articles/microservices.html
→ MSA(Microservices Architecture)의 정의 및 원리 개요.
3. NGINX Inc. (2018). Microservices Reference Architecture. https://www.nginx.com/blog/introduction-to-microservices/
→ MSA 설계 패턴 및 클라우드 적용 시 고려사항 설명.
4. AWS. (2021). Monolithic vs. Microservices Architecture on AWS. https://aws.amazon.com/ko/microservices/
→ 클라우드 환경에서 아키텍처 유형 비교 설명자료.
5. Spring.io. (2020). Spring Cloud Microservices Architecture Documentation. https://spring.io/projects/spring-cloud
→ Java 기반 MSA 구현 예시와 실제 기술적 구성 참고.
6. Kubernetes.io. (2023). Kubernetes Patterns and DevOps. https://kubernetes.io
→ 컨테이너 오케스트레이션 및 DevOps 적용 시 아키텍처 확장 관련 내용.
7. 한국정보화진흥원(NIA). (2019). 클라우드 기반 정보시스템 구축 가이드라인.
→ 공공 클라우드 아키텍처 유형 및 구조별 적용사례 참고.