[Network] 엣지 플랫폼 아키텍처 Edge Platform Architecture

서버-클라이언트 구조

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서버-클라이언트 구조는 가장 전통적인 아키텍처 중 하나로, 중앙 서버가 모든 클라이언트의 요청을 처리하는 개념이다. 즉, 모든 클라이언트 요청은 중앙 서버로 전송된다.

 

서버-클라이언트 구조 ❘ 이미지 출처 위키백과

서버 - 클라이언트 구조는 간단하고 구현하기 쉬운 장점이 있지만, 중앙 서버가 단일 의존 지점이라는 단점이 있다. 접속량이 많을 경우 성능 문제가 발생할 수 있으며, 서비스가 중단될 수도 있다.

 

또한, 중앙 서버의 물리적 위치가 고정되어 있어 사용자의 액세스 속도가 지리적 위치에 직접적인 영향을 받는다. 동일 조건에서 서버에 가까울수록 액세스 속도가 빨라지고, 서버에서 멀어질수록 액세스 속도가 느려진다.

 

 

CDN의 출현

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중앙 서버의 부담을 줄이고, 사용자와의 지리적 거리를 단축하기 위해 CDN 아키텍처가 등장했다. CDN은 전 세계 각지에 있는 데이터 센터에 대량의 노드 서버를 설치하고, 정적 파일들을 이 노드 서버에 복제하는 개념이다.

 

Content Delivery Network Overview ❘ 이미지 출처 Medium

사용자가 접속했을 때 정적 파일과 관련된 요청은 중앙 서버로 전송되지 않는다. 대신, DNS 시스템을 통해 지리적으로 가장 가까운 노드 서버로 전달되고, 해당 노드 서버가 사용자에게 직접 응답한다.

 

이러한 설계는 중앙 서버로 전송되는 요청을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용자와 정적 파일 간의 물리적 거리를 줄여서 접속 속도를 높일 수 있다.

 

 

엣지의 개념

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CDN 아키텍처는 서로 다른 역할을 2개의 서버가 존재한다.

1. 중앙 서버 : 데이터 연산 및 저장
2. 노드 서버 : 정적 리소스 파일 전송

 

노드 서버는 아키텍처의 주변부에 위치하여 중앙 서버를 보조하는 역할을 수행해서 엣지 서버라고 부른다. 이처럼 CDN 아키텍처는 중앙 서버와 엣지 서버가 각자의 역할을 분담하여 효율적인 콘텐츠 전달 서비스를 제공한다.

 

CDN 아키텍처 구조 ❘ 이미지 출처 FS

위 이미지처럼 CDN 아키텍처는 ❶중앙 서버가 클라우드에 위치하고, 중앙 서버 주변부에 ❷엣지 서버가 배치되어 있으며, 최종적으로 콘텐츠를 요청받는 ❸사용자 구조로 이뤄져 있다.

 

엣지 서버의 가장 중요한 특징은 사용자와 가장 가까운 위치에 있다는 것이다. 따라서 CDN 아키텍처에서 엣지는 사용자와 물리적으로 가까운 위치에 있는 노드 서버들을 의미한다.

 

 

엣지 플랫폼 아키텍처

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CDN 아키텍처에서 정적 리소스 파일은 엣지 서버에 위치하지만, 데이터 연산/저장은 여전히 중앙 서버에서 수행하기 때문에 사용자 입장에선 느릴 수 있다. 당연하게도 사람들은 데이터 연산과 저장 작업도 엣지 서버에 두는 것을 고민하기 시작한다.

 

데이터 연산을 상태와 무관한 클라우드 함수(독립적인 요청 처리를 보장하는 함수)로 설계하고, 일관성에 대한 요구 사항이 없는 데이터(즉각적인 동기화가 필요하지 않은 데이터)를 저장한다면 모두 엣지 서버에 배치할 수 있다. 이것이 바로 엣지 컴퓨팅과 엣지 스토리지의 출발점이다.

상태와 무관한 클라우드 함수 : 이전 요청의 상태나 데이터를 저장하지 않고, 각 요청이 독립적으로 처리되는 것을 의미한다. 즉, 함수가 호출될 때마다 동일한 입력에 대해 동일한 출력을 반환하며, 함수 실행 간에 상태 정보가 유지되지 않는다. 

일관성에 대한 요구사항이 없는 데이터 : 분산 시스템 내에서 모든 노드가 동시에 동일한 데이터를 가질 필요가 없는 경우를 말한다. 즉, 각 엣지 서버 간에 즉각적이고 절대적인 데이터 동기화가 필요하지 않은 데이터를 의미한다. 예를 들어 캐시 데이터, 로그 파일 등은 일관성 요구사항이 낮은 데이터에 해당한다. 

 

이러한 방식은 데이터 연산/저장, 파일 다운로드 작업 모두 사용자와 가장 가까운 엣지 서버에서 처리하므로 웹사이트 응답 속도가 전반적으로 향상된다. 그럼 엣지 서버는 다양한 기능을 갖추게 되면서 사실상 엣지 플랫폼으로 업그레이드되고, CDN 아키텍처는 엣지 플랫폼 아키텍처로 변모한다.

 

이러한 아키텍처에선 웹사이트가 여러 인스턴스를 갖게 되고, 각 엣지 서버 그룹에 분산된다. 사용자는 항상 가장 가까운 인스턴스에 액세스 하게 된다.

 

중앙 서버는 여전히 존재하지만, 주로 엣지 서버를 조정하고 동기화하는 작업을 수행하고, 클라이언트와 직접 상호 작용 하지 않는다. 따라서, 클라이언트는 가장 가까운 엣지 서버에만 직접 연결된다.

 

 

레퍼런스

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• 边缘平台架构：概念与产品 | 阮一峰的网络日志
• 클라이언트 서버 모델 | Wikipedia

 

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