웹 개발 실무 기술 A to Z # 16 - 대규모 웹 애플리케이션 배포: Docker, Kubernetes, CI/CD 최적화

웹 개발 실무 기술 A to Z

웹 애플리케이션을 효과적으로 운영하려면 안정적인 배포 및 운영 전략이 필요합니다.
✔️ Docker → 컨테이너화하여 일관된 실행 환경 제공
✔️ Kubernetes → 컨테이너 오케스트레이션으로 자동 확장 지원
✔️ CI/CD 최적화 → 지속적 배포(Continuous Deployment)로 빠른 서비스 업데이트 가능

이번 글에서는 대규모 웹 애플리케이션을 배포하는 최적의 방법을 설명하겠습니다.

---

1. 대규모 배포의 핵심 요소

✔️ 확장성(Scalability) → 트래픽 증가 시 자동 확장
✔️ 무중단 배포(Zero Downtime Deployment) → 서비스 중단 없이 업데이트 가능
✔️ 자동화(Automation) → CI/CD 파이프라인을 구축하여 효율적인 운영

✅ 배포 전략을 최적화하면 빠르고 안정적인 서비스 운영 가능!

---

2. Docker를 활용한 컨테이너화

2-1. Docker란?

✔️ 애플리케이션을 컨테이너로 패키징하여 운영 체제와 독립적으로 실행 가능
✔️ 일관된 개발 및 운영 환경 유지
✔️ 배포 속도 및 확장성 향상

---

2-2. Node.js 애플리케이션을 Docker 컨테이너로 실행

(1) 프로젝트 디렉터리 생성

mkdir myapp && cd myapp
npm init -y
npm install express

(2) 간단한 Express 서버 (index.js)

const express = require("express");
const app = express();

app.get("/", (req, res) => res.send("Hello, Docker!"));
app.listen(3000, () => console.log("Server running on port 3000"));

(3) Dockerfile 생성

# 베이스 이미지 선택
FROM node:16

# 작업 디렉토리 설정
WORKDIR /app

# 의존성 설치
COPY package.json ./
RUN npm install

# 애플리케이션 코드 복사
COPY . .

# 컨테이너 실행 명령어
CMD ["node", "index.js"]

(4) Docker 컨테이너 빌드 및 실행

docker build -t myapp .
docker run -p 3000:3000 myapp

✅ Docker를 활용하면 어디서든 동일한 환경에서 애플리케이션 실행 가능!

---

3. Kubernetes를 활용한 컨테이너 오케스트레이션

3-1. Kubernetes란?

✔️ 컨테이너화된 애플리케이션을 자동으로 배포, 관리 및 확장하는 도구
✔️ 트래픽 증가 시 자동 확장(Auto Scaling) 지원
✔️ 로드 밸런싱 및 장애 감지 기능 포함

---

3-2. Kubernetes에서 애플리케이션 배포

(1) Deployment 설정 파일 (deployment.yaml)

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:latest
        ports:
        - containerPort: 3000

(2) Service 설정 파일 (service.yaml)

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myapp-service
spec:
  selector:
    app: myapp
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 3000
  type: LoadBalancer

(3) Kubernetes에 배포

kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml

✅ Kubernetes를 활용하면 트래픽 증가 시 자동 확장 가능!

---

4. CI/CD 파이프라인을 활용한 자동 배포

4-1. CI/CD란?

✔️ Continuous Integration (지속적 통합) → 코드 변경 시 자동으로 빌드 & 테스트
✔️ Continuous Deployment (지속적 배포) → 검증된 코드를 자동으로 프로덕션 환경에 배포

---

4-2. GitHub Actions을 활용한 CI/CD 자동화

(1) .github/workflows/deploy.yml 파일 생성

name: Deploy Node.js App

on:
  push:
    branches:
      - main

jobs:
  build-and-deploy:
    runs-on: ubuntu-latest

    steps:
      - name: Checkout Repository
        uses: actions/checkout@v2

      - name: Set up Node.js
        uses: actions/setup-node@v16
        with:
          node-version: 16

      - name: Install Dependencies
        run: npm install

      - name: Run Tests
        run: npm test

      - name: Deploy to Production
        run: |
          ssh user@yourserver.com "cd /app && git pull origin main && npm install && pm2 restart app"

✅ GitHub Actions을 활용하면 코드 푸시 시 자동으로 빌드 & 배포 가능!

---

5. 고급 배포 전략

5-1. 무중단 배포 (Zero Downtime Deployment)

✔️ 배포 중에도 서비스가 중단되지 않도록 설정
✔️ Blue-Green Deployment 및 Rolling Update 방식 활용

(1) Kubernetes에서 Rolling Update 설정

spec:
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxUnavailable: 1
      maxSurge: 1

✅ Rolling Update를 적용하면 단계적으로 새로운 버전을 배포 가능!

---

6. 대규모 배포 적용 전후 비교

6-1. 적용 전

• 수작업 배포 → 배포 과정이 길고 오류 발생 가능
• 트래픽 증가 시 서버 다운 → 확장성 부족
• 버전 롤백 어려움 → 장애 발생 시 빠른 복구 불가

6-2. 적용 후

✔️ Docker 컨테이너화 → 어디서든 동일한 환경에서 실행 가능
✔️ Kubernetes 자동 확장 → 트래픽 증가에도 안정적인 서비스 운영 가능
✔️ CI/CD 자동화 적용 → 배포 속도 향상 및 운영 부담 감소

✅ 최적화된 배포 전략을 적용하면 대규모 트래픽에서도 안정적인 운영 가능!

---

7. 마무리 및 다음 글 예고

이번 글에서는 Docker, Kubernetes, CI/CD를 활용한 대규모 웹 애플리케이션 배포 및 운영 전략을 살펴봤습니다.
다음 글에서는 **서버리스(Serverless) 아키텍처를 활용한 비용 절감 및 성능 최적화 (AWS Lambda, Firebase Functions)**을 소개하겠습니다.

다음 글 예고: "서버리스(Serverless) 아키텍처 – AWS Lambda, Firebase Functions 활용" 🚀