주요 시스템 설계 원칙들 241226

q1: 주요 시스템 설계 원칙들

a1:

IT 시스템 설계에서 데이터 일관성과 보안, 확장성, 효율성을 보장하기 위해 다양한 원칙과 설계 패턴이 사용됩니다. 아래는 일반적으로 적용되는 주요 시스템 설계 원칙들입니다.

1. 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)
• 의미: 하나의 시스템 또는 구성 요소는 하나의 명확한 역할을 가져야 하며, 하나의 책임만 수행해야 합니다.
• 예:
• 데이터베이스는 데이터 저장 및 조회를, 애플리케이션 서버는 비즈니스 로직을 처리하는 역할로 분리.
• 로깅 시스템은 로그 기록만, 메시징 시스템은 메시지 큐잉만 처리하도록 설계.

2. 계층적 설계 원칙 (Layered Architecture)
• 의미: 시스템을 기능적으로 나누어 계층화함으로써 각각의 계층이 독립적으로 동작하도록 설계.
• 예:
• Presentation Layer (UI) → Application Layer (비즈니스 로직) → Data Layer (DB 연동).
• 각 계층 간 인터페이스만 공개하고 내부 구현은 캡슐화.

3. 최소 권한 원칙 (Principle of Least Privilege)
• 의미: 사용자나 시스템 구성 요소가 작업을 수행하는 데 필요한 최소 권한만 부여.
• 예:
• DB 계정에 읽기 전용 권한(Read-Only)만 부여하여 데이터 삭제 방지.
• 관리자 계정은 중요 작업 시에만 활성화.

4. 연결 풀링 원칙 (Connection Pooling Principle)
• 의미: DB와 같은 자원을 사용할 때 매번 새로운 연결을 생성하지 않고, 미리 생성된 연결 풀을 재사용하여 성능을 최적화.
• 예:
• 하나의 WAS에서 최대 50개의 연결만 DB와 유지하도록 제한.

5. 데이터 무결성 원칙 (Data Integrity Principle)
• 의미: 데이터는 항상 정확하고 일관되게 유지되어야 함.
• 예:
• DB에서 트랜잭션 ACID(Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) 특성을 보장.
• 외래 키(Foreign Key) 제약 조건을 통해 참조 무결성을 보장.

6. 고가용성 원칙 (High Availability Principle)
• 의미: 시스템이 장애 발생 시에도 지속적으로 서비스할 수 있도록 설계.
• 예:
• 이중화(HA) 구성: 다중 WAS와 DB 복제를 통해 장애 발생 시에도 서비스 지속.
• 장애 복구(Disaster Recovery, DR) 환경 구축.

7. 데이터 일관성 원칙 (Consistency Principle)
• 의미: 분산 시스템에서 여러 노드 간 데이터의 일관성을 유지.
• 예:
• CAP 이론: 일관성(Consistency), 가용성(Availability), 네트워크 분할 허용성(Partition Tolerance) 중 선택.
• 강한 일관성(Strong Consistency) vs. 최종적 일관성(Eventual Consistency).

8. 분리 원칙 (Separation of Concerns)
• 의미: 서로 다른 관심사를 분리하여 시스템이 단순하고 유지보수 가능하게 설계.
• 예:
• 비즈니스 로직과 데이터 저장 로직을 별도로 관리.
• UI와 백엔드 로직을 분리 (MVC 패턴).

9. 재사용 가능성 원칙 (Reusability Principle)
• 의미: 시스템 구성 요소가 재사용될 수 있도록 모듈화하여 설계.
• 예:
• 공통 기능(예: 인증, 로깅)을 별도의 서비스로 분리하여 여러 애플리케이션에서 사용.
• API 설계를 통해 데이터 및 기능을 여러 시스템이 공유.

10. 스케일 아웃 우선 원칙 (Scale-Out First Principle)
• 의미: 시스템 확장 시 하드웨어를 업그레이드(Scale-Up)하기보다는 여러 노드를 추가(Scale-Out)하여 확장성을 높임.
• 예:
• 여러 WAS 서버로 구성된 로드 밸런싱 시스템.
• 분산 데이터베이스 클러스터를 통한 처리량 증가.

11. 느슨한 결합 원칙 (Loose Coupling Principle)
• 의미: 시스템 구성 요소 간 의존성을 줄여 각각의 요소가 독립적으로 작동하도록 설계.
• 예:
• 서비스 간 통신에 REST API 사용.
• 메시지 큐를 통해 비동기식 데이터 처리.

12. DR 환경 구축 원칙 (Disaster Recovery Principle)
• 의미: 주요 데이터와 시스템을 복제하고, 장애 발생 시 빠르게 복구할 수 있는 환경 구축.
• 예:
• 데이터베이스를 별도 DR 서버에 복제(Replication).
• 정기적인 백업과 복구 시뮬레이션 실행.

13. 데이터 아카이빙 원칙 (Data Archiving Principle)
• 의미: 오래된 데이터를 별도 저장소로 이동하여 주요 시스템 성능 유지.
• 예:
• 3년 이상 된 데이터를 아카이브 서버로 이동.
• 읽기 전용 데이터 저장소를 통해 시스템 부하 감소.

14. 통합 로그 관리 원칙 (Centralized Logging Principle)
• 의미: 시스템에서 발생하는 로그를 중앙에서 관리 및 분석 가능하도록 설계.
• 예:
• ELK 스택(Elasticsearch, Logstash, Kibana)을 활용한 로그 분석.
• 애플리케이션, WAS, DB의 로그 통합 관리.

15. 멀티 테넌시 원칙 (Multi-Tenancy Principle)
• 의미: 단일 시스템에서 여러 사용자(테넌트)가 데이터를 분리하여 사용할 수 있도록 설계.
• 예:
• SaaS 기반 애플리케이션에서 고객별 데이터 분리.
• 테이블 분할 또는 데이터 스키마 분리.

결론

위의 원칙들은 시스템 설계 시 고려해야 할 주요 가이드라인입니다. 각 원칙은 특정 상황과 요구사항에 따라 적용되며, 적절히 조합하면 성능, 보안, 확장성을 동시에 확보할 수 있습니다.
시스템 설계 시 이러한 원칙을 상황에 맞게 채택하고 우선순위를 조정하는 것이 중요합니다.