API Gateway란? 역할, MSA 활용, 그리고 장단점
API Gateway는 마이크로서비스 아키텍처에서 중요한 역할을 하는 컴포넌트로, 클라이언트와 마이크로서비스 사이에서 효율적인 요청 및 응답을 관리해주는 중앙 통제점입니다. 이 글에서는 API Gateway가 무엇인지, 그 역할과 마이크로서비스 아키텍처에서의 활용 방안, 그리고 이를 사용할 때의 장단점을 다루어 보겠습니다.
API Gateway란?
API Gateway는 클라이언트와 다양한 마이크로서비스 간의 상호작용을 중앙에서 관리하는 시스템입니다. 마이크로서비스 아키텍처에서 여러 서비스가 존재할 때, 클라이언트는 각 서비스에 직접 요청을 보내는 대신 API Gateway를 통해 모든 요청을 처리합니다. API Gateway는 요청을 수신하고, 적절한 서비스로 전달하며, 결과를 클라이언트에 반환합니다.
이 과정에서 인증 및 권한 관리, 로드 밸런싱, 요청 라우팅, 데이터 변환 등의 기능을 수행하여 시스템의 복잡성을 줄이고 보안성을 높입니다. 이러한 방식은 특히 대규모 애플리케이션에서 효과적이며, 서비스 간의 의존성을 최소화하고 유지보수성을 향상시키는 데 기여합니다.
API Gateway의 역할
API Gateway는 단순한 요청 라우터가 아닙니다. 이는 클라이언트와 서버 간의 통신을 관리하고, 여러 가지 기능을 통해 시스템의 성능과 보안성을 높이는 중요한 역할을 수행합니다.
요청 라우팅
클라이언트는 API Gateway를 통해 다양한 마이크로서비스에 접근할 수 있습니다. API Gateway는 클라이언트의 요청을 분석하여 적절한 서비스로 전달합니다. 이를 통해 클라이언트는 여러 서비스에 대한 세부 정보를 알 필요 없이 간단하게 요청을 보낼 수 있습니다.
EX) 클라이언트가 /users 엔드포인트로 사용자 정보를 요청하면, API Gateway는 이를 사용자 서비스에 전달합니다. 요청이 성공하면 사용자 정보를 클라이언트에 반환합니다.
인증 및 권한 관리
API Gateway는 중앙에서 인증과 권한 부여를 처리하여 보안을 강화합니다. 사용자가 API에 접근할 때, API Gateway는 해당 사용자의 권한을 확인하고, 인증이 완료된 경우에만 요청을 허용합니다. 이는 각 서비스에 대한 인증 로직을 중복 작성할 필요를 줄이고, 보안 취약점을 최소화합니다.
EX) 특정 엔드포인트에 대한 접근을 제한하기 위해 JWT(Json Web Token) 기반 인증을 구현할 수 있습니다. 클라이언트는 JWT를 API Gateway에 전달하고, Gateway는 이를 검증하여 요청을 진행합니다.
로드 밸런싱
다수의 클라이언트 요청을 수신하는 API Gateway는 이를 적절하게 여러 인스턴스의 마이크로서비스에 분산시키는 로드 밸런싱 기능을 제공합니다. 이를 통해 시스템의 가용성을 높이고, 특정 서비스에 부하가 집중되는 현상을 방지할 수 있습니다.
EX) 만약 사용자 서비스에 대해 3개의 인스턴스가 존재한다면, API Gateway는 각 요청을 순차적으로 이 인스턴스에 분배하여 부하를 고르게 합니다.
데이터 변환
API Gateway는 요청과 응답 간의 데이터 변환 기능을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 클라이언트가 JSON 형식으로 요청을 보내면, API Gateway는 이를 XML 형식으로 변환하여 내부 서비스에 전달할 수 있습니다. 이로 인해 서로 다른 데이터 형식을 사용하는 서비스 간의 통신이 원활해집니다.
EX) 클라이언트가 JSON 형식으로 요청을 보내면, API Gateway는 이를 XML 형식으로 변환하여 내부 서비스에 전달할 수 있습니다. 또는, 내부 서비스에서 JSON 형식으로 응답하면 API Gateway가 이를 클라이언트가 원하는 형식으로 변환하여 전달합니다.
캐싱
API Gateway는 자주 요청되는 데이터를 캐싱하여 성능을 향상시킬 수 있습니다. 클라이언트의 요청이 들어올 때마다 동일한 데이터를 매번 서비스에서 조회할 필요가 없으므로, 응답 시간을 단축하고 서버의 부하를 줄일 수 있습니다.
EX) 사용자 프로필 정보가 자주 요청되는 경우, API Gateway는 첫 번째 요청을 처리한 후, 해당 데이터를 캐시하여 다음 요청 시에는 서비스에 요청하지 않고 캐시된 데이터를 바로 반환합니다.
모니터링 및 로깅
API Gateway는 모든 요청과 응답을 기록하여 시스템의 동작을 모니터링합니다. 이를 통해 성능 분석 및 문제 해결이 가능하며, 잠재적인 보안 위협을 감지할 수 있는 기초 자료를 제공합니다.
EX) API Gateway는 각 요청의 응답 시간과 성공/실패 여부를 기록하여, 시스템 성능을 분석하는 데 필요한 데이터를 수집할 수 있습니다. 이를 통해 잠재적인 성능 문제를 조기에 발견하고 해결할 수 있습니다.
마이크로서비스 아키텍처에서 API Gateway의 활용
API Gateway는 마이크로서비스 아키텍처에서의 여러 가지 활용 사례가 있습니다. 다음은 몇 가지 주요 사례입니다.
중앙 집중형 API 관리
여러 마이크로서비스가 존재하는 환경에서 API Gateway는 클라이언트 요청을 중앙에서 관리합니다. 이는 클라이언트가 각 서비스에 직접 요청을 보내는 대신 단일 진입점을 제공하므로, 클라이언트의 복잡성을 줄입니다.
EX) e-commerce 애플리케이션에서 사용자는 상품 검색, 주문, 결제 서비스를 모두 사용할 수 있습니다. 각 서비스는 API Gateway를 통해 호출되며, 클라이언트는 서비스의 세부 구현을 알 필요 없이 API Gateway를 통해 요청을 보냅니다.
서비스 간의 통합
API Gateway를 통해 서로 다른 마이크로서비스 간의 통합이 원활해집니다. 예를 들어, 한 서비스에서 데이터를 가져오고 다른 서비스에 전송하는 복잡한 작업을 API Gateway에서 처리할 수 있습니다.
EX) 주문 서비스에서 사용자 정보가 필요할 때, API Gateway가 사용자 서비스에 요청을 보내고 그 결과를 주문 서비스로 전달하여 요청을 통합할 수 있습니다.
기능 기반의 마이크로서비스
마이크로서비스가 특정 기능에 집중하도록 설계된 경우, API Gateway는 다양한 기능을 제공하는 서비스들 간의 상호작용을 조율합니다. 예를 들어, 결제, 사용자 인증, 데이터 저장 등의 서비스가 API Gateway를 통해 연결될 수 있습니다.
EX) 결제, 사용자 인증, 데이터 저장 등의 기능이 각각의 마이크로서비스로 분리되어 있을 때, API Gateway는 각 서비스 간의 요청을 조율하여 통합된 사용자 경험을 제공합니다.
동적 라우팅
API Gateway는 클라이언트의 요청에 따라 동적으로 다른 마이크로서비스로 라우팅할 수 있는 유연성을 제공합니다. 이는 서비스가 업데이트되거나 새로운 서비스가 추가될 때, 클라이언트의 코드 변경 없이도 원활한 전환이 가능하게 합니다.
EX) A/B 테스트를 수행할 때, API Gateway가 특정 사용자 그룹에 대해 서로 다른 서비스를 제공하도록 라우팅할 수 있습니다. 이를 통해 서비스의 성능을 비교할 수 있습니다.
API Gateway 사용 시 장단점
장점
- 단일 진입점: 클라이언트는 여러 서비스에 대해 API Gateway를 통해 단일 인터페이스를 사용하여 모든 요청을 처리할 수 있습니다.
- 보안성 향상: 중앙에서 인증 및 권한 관리를 수행하므로, 각 서비스의 보안을 강화할 수 있습니다.
- 성능 최적화: 로드 밸런싱, 캐싱 등의 기능을 통해 성능을 개선할 수 있습니다.
- 유지보수 용이성: API Gateway를 통해 서비스 간의 의존성을 줄여, 각 서비스의 유지보수를 용이하게 할 수 있습니다.
단점
- 단일 실패 지점: API Gateway가 다운되면 모든 서비스에 대한 접근이 불가능해지므로, 시스템의 가용성을 저하시킬 수 있습니다.
- 복잡성 증가: API Gateway의 구현 및 관리는 추가적인 복잡성을 초래할 수 있습니다. 특히 잘못된 설정이나 버그는 모든 서비스에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 성능 병목: API Gateway를 통해 모든 요청이 처리되므로, 처리 속도가 느려질 경우 시스템 전반의 성능에 영향을 줄 수 있습니다.