WAS가 있음에도 불구하고, 웹서버인 Nginx 를 사용하는 이유 - 개발자 면접 리마인드

최근 게임 회사 면접에서 스프링 부트와 Nginx 사용 이유에 대한 질문을 받았습니다. 이번 포스팅에서는 웹 서버와 웹 애플리케이션 서버의 차이를 명확히 이해하고, Nginx 사용 이유를 깊이 있게 다뤄봅니다.

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May 28

16 min read

요즘 같이 신입들이 설 자리가 굉장히 없는 각박한 시기에, 얼마 전 운이 좋게 신입으로 게임 회사에 면접을 보게 되었습니다 🤣🤣🤣

그런데 면접 중 다음과 같은 질문을 받을 수 있었는데, ‘포트폴리오를 확인해 보면 스프링 부트를 주로 사용해 왔는데, 스프링 부트는 보통 내장되어 있는 웹 서버로 Tomcat을 사용하는데도 불구하고 Nginx를 사용한 이유가 있을까요?’

이러한 질문을 주셨는데 당시 많이 긴장되어 있는 상황이기도 하였고, 당장 생각나는 것은

"저희가 프로젝트 환경상, EC2 한 대에서 프론트엔드와 백엔드를 함께 배포해야 하는 상황이었습니다. 따라서 하나의 도메인으로 모든 요청과 응답이 이루어지는데, 요청이 들어올 때 리버스 프록시 기능을 사용하기 위해 Nginx가 필요하기도 하였고, 보안적인 측면에서도 HTTPS를 사용해야 하기 때문에 Nginx를 사용했습니다."

지금은 글로 작성하니까 나름 그럴싸하게 작성했지만, 실제로 대답할 때는 조금 어색하게 표현한 것 같아 후회가 듭니다.😅

면접을 볼 때에는 당장 생각나는 것이 이것밖에 없었지만, 뒤늦게 면접관님의 의도를 떠올릴 수 있었습니다. 아마도 Nginx를 사용한 이유, 즉 웹 서버(WS)와 웹 애플리케이션 서버(WAS)의 차이점을 분명하게 이해하고 사용한 것인지를 물어보려고 하셨던 게 아닐까 하는 생각이 들었습니다.

그래서 이제는 비슷한 질문을 받더라도 더 이상 실수하지 않게 다시 한 번 학습하고 리마인드를 해보려고 합니다.

웹 서버(Web Server)는 웹 클라이언트(예: 웹 브라우저)로부터 HTTP 요청을 받아 정적 콘텐츠(HTML, CSS, JavaScript, 이미지 등)를 제공하는 소프트웨어입니다.

웹 서버의 주요 역할

주요 기능

정적 콘텐츠 제공:
- HTML, CSS, JavaScript 파일 및 이미지 등과 같은 정적 파일을 클라이언트에 제공합니다.
  Q. 프론트엔드, 백엔드가 구분되어 사용되는 것이 보통입니다. HTML, CSS, JS 파일은 웹 서버에서 언제 어떤 상황에서 클라이언트에게 제공되는가 ?
  - 상황: 사용자가 웹 브라우저를 통해 특정 웹 페이지를 요청하는 경우
    - 사용자가 브라우저에서 http://example.com을 입력하면, 브라우저는 해당 URL에 대한 HTTP 요청을 웹 서버로 보냅니다.
    - 웹 서버(ex. Nginx)는 요청된 URL을 기반으로 적절한 파일을 찾아 클라이언트에 반환합니다. 여기서 정적 파일 제공이 이루어집니다.
    - 예를 들어, Nginx와 같은 웹 서버가 /usr/share/nginx/html 디렉토리에 웹페이지 파일을 저장하고 있다면, 다음과 같은 과정이 진행됩니다:
      - 사용자가 http://example.com/index.html을 요청합니다.
      - 웹 서버는 요청된 파일 경로를 확인하고, /var/www/html/index.html 파일을 찾아 응답으로 반환합니다.
    - HTML 파일 반환: 웹 서버는 index.html 파일을 클라이언트(브라우저)에 반환합니다. 브라우저는 HTML 파일을 파싱하여 페이지의 기본 구조를 렌더링합니다.
    - CSS와 JavaScript 파일 요청: HTML 파일이 로드되면서, 페이지 내에 포함된 CSS 및 JavaScript 파일에 대한 추가 요청이 발생합니다. 예를 들어, HTML 파일에 다음과 같은 링크가 포함되어 있을 수 있습니다:
```
<link rel="stylesheet" href="styles.css">
<script src="app.js"></script>
```
      - 브라우저는 styles.css와 app.js 파일을 추가로 요청합니다.
      - 웹 서버는 동일한 방식으로 이 파일들을 찾아 클라이언트에 반환합니다.
  - 구체적인 예시
    사용자가 http://example.com에 접속하면 다음과 같은 요청과 응답 흐름이 발생합니다:
    1. 브라우저 요청: GET /index.html
    2. 웹 서버 응답: /var/www/html/index.html 파일 반환
    3. 브라우저 요청: GET /styles.css
    4. 웹 서버 응답: /var/www/html/styles.css 파일 반환
    5. 브라우저 요청: GET /app.js
    6. 웹 서버 응답: /var/www/html/app.js 파일 반환
  이 과정을 통해 사용자는 웹 페이지를 볼 수 있게 되며, CSS로 스타일링된 페이지와 JavaScript로 동작하는 기능을 사용할 수 있게 됩니다.
HTTP 요청 처리 및 응답:
- 클라이언트의 HTTP 요청을 처리하고, 적절한 응답을 생성하여 반환합니다.
URL 매핑 및 라우팅:
- 요청 URL을 기반으로 적절한 파일이나 서비스로 요청을 라우팅합니다. 이는 리버스 프록시의 역할로, 클라이언트의 요청을 받아 적합한 백엔드 서버로 전달하고 결과를 다시 클라이언트에게 반환합니다.
로드 밸런싱:
- 여러 서버 간에 트래픽을 분산시켜 고가용성을 유지하고 성능을 향상시킵니다.
보안 기능:
- SSL/TLS를 통한 데이터 암호화, IP 필터링, 사용자 인증 등 다양한 보안 기능을 제공합니다.

웹 서버의 예시

Apache HTTP Server:
- 오픈 소스 웹 서버로, 다양한 플랫폼에서 사용되며, 매우 널리 사용됩니다.
Nginx:
- 고성능 웹 서버로, 특히 높은 동시 연결 수를 처리할 수 있어 정적 파일 제공 및 리버스 프록시로 자주 사용됩니다.

웹 애플리케이션 서버(Web Application Server, WAS)는 웹 서버와는 달리, 동적 콘텐츠를 생성하고 웹 애플리케이션의 비즈니스 로직을 처리하는 소프트웨어입니다. WAS는 클라이언트의 요청을 받아들여 데이터베이스와 상호 작용하고, 그 결과를 동적 웹 페이지 형태로 클라이언트에 반환합니다.

웹 애플리케이션 서버의 주요 역할

비즈니스 로직 처리:
- 클라이언트 요청을 처리하는 비즈니스 로직을 실행합니다. 예를 들어, 사용자의 로그인, 상품 검색, 주문 처리 등의 작업을 수행합니다. → 서블릿 기반
동적 콘텐츠 생성:
- JSP, 서블릿, EJB 등과 같은 기술을 사용하여 동적인 웹 페이지를 생성합니다. 클라이언트의 요청에 따라 실시간으로 콘텐츠를 생성하여 응답합니다.
데이터베이스 연동:
- 데이터베이스와 상호 작용하여 데이터를 조회, 삽입, 업데이트, 삭제하는 작업을 수행합니다. 이를 통해 클라이언트가 요청한 데이터를 처리하고 반환합니다.
세션 관리:
- 사용자 세션을 관리하여 사용자 상태를 유지하고, 인증 및 권한 부여를 처리합니다. 이를 통해 사용자의 로그인 상태를 유지하거나, 사용자별로 다른 콘텐츠를 제공할 수 있습니다.
트랜잭션 관리:
- 데이터베이스 트랜잭션을 관리하여 데이터의 일관성과 무결성을 보장합니다. 여러 작업이 하나의 트랜잭션으로 묶여 일관성 있게 처리되도록 합니다.

웹 애플리케이션 서버의 예시

Apache Tomcat:
- 오픈 소스 서블릿 컨테이너로, 서블릿과 JSP 기반의 웹 애플리케이션을 실행합니다.

정리

이유 1: 정적 콘텐츠 제공

Nginx는 정적 콘텐츠(예: 이미지, CSS, JavaScript 파일 등)를 매우 효율적으로 제공할 수 있습니다. 이를 통해 스프링 부트 애플리케이션이 정적 리소스를 제공하는 부담을 줄이고, 동적 콘텐츠 제공에 집중할 수 있게 합니다.
하지만, 보통 프론트엔드와 API 서버 조합으로 많이 사용하기 때문에, 사실상 정적 콘텐츠 제공에는 큰 메리트를 느끼기 어려웠습니다. 그러나 프론트엔드가 SPA일 경우에는 매우 유용하다고 생각합니다.

이유 2: 리버스 프록시

리버스 프록시로서 Nginx는 클라이언트 요청을 스프링 부트 애플리케이션으로 전달합니다. 이를 통해 애플리케이션 서버를 보호하고, 로드 밸런싱 및 SSL 종료(SSL termination) 등의 기능을 제공합니다.
실제로 제가 Nginx를 사용하는 가장 주된 이유는, 보통 프로젝트를 진행할 때 서버 인스턴스를 하나만 사용할 수 있는 상황이 많아서, 어쩔 수 없이 서버 안에서 프론트엔드, 인프라, 백엔드를 모두 배포해야 했기 때문입니다.
이러한 이유로 Nginx의 리버스 프록시 기능은 매우 유용하고 필요했습니다. 그래서 다행히도 면접에서 가장 먼저 떠올린 리버스 프록시를 답변할 수 있었습니다 !!

이유 3: 로드 밸런싱

로드 밸런싱을 통해 여러 대의 스프링부트 인스턴스에 트래픽을 분산시킬 수 있습니다. 이를 통해 고가용성과 성능을 향상시킬 수 있습니다.
면접 중 로드 밸런싱 관련 질문을 받았고, 당연히 Nginx를 통해 로드 밸런싱이 가능하다는 것은 알고 있었습니다.
하지만 더 좋은 답변을 위해서는 추후에 블루-그린 배포를 적용하거나 스케일 아웃을 염두에 두었을 때, 로드 밸런싱 기능이 필요하기 때문에 Nginx가 필요하다는 답변을 떠올리지 못했다는 것이 뒤늦은 후회로 남네요..🥲

이유 4: SSL/TLS 처리

SSL/TLS 처리를 Nginx가 담당함으로써 스프링부트 애플리케이션은 암호화된 트래픽을 직접 처리하지 않아도 되므로, 성능과 보안 측면에서 유리합니다.

이유 5: 보안

보안 설정 및 접근 제어를 Nginx 레벨에서 관리함으로써 애플리케이션의 보안성을 향상시킬 수 있습니다. IP 제한, DDoS 방어, WAF(Web Application Firewall) 등을 설정할 수 있습니다.

이유 6: 고성능

고성능의 Nginx는 적은 리소스로 많은 요청을 처리할 수 있어, 특히 많은 동시 접속이 발생하는 상황에서 유리합니다.
“ Nginx는 비동기 이벤트 기반으로 설계되어, 적은 리소스로도 많은 수의 동시 연결을 효율적으로 처리할 수 있고 다중 워커 프로세스를 통해 병렬로 작업을 수행하여 성능을 극대화하며 메모리를 효율적으로 사용하여 더 많은 요청을 처리할 수 있습니다. "
라고도 대답할 수 있다면 아마 만점짜리 답변이겠죠..?

즉, 저는 리버스 프록시와 보안 부분에서는 어느 정도 정답에 가까운 대답을 했다고 생각해요 ! 하지만 기억을 되돌려보면, 로드 밸런싱 부분에 대해서도 잠깐 질문을 받았는데, 급히 다른 질문으로 넘어갔던 것이 아쉽고... Nginx를 통해 로드 밸런싱, 성능, 그리고 정적 콘텐츠 제공에 대해서도 답변을 할 수 있었다면 더 좋았을 것 같아요.

다음에 비슷한 질문을 받는다면, 기존 답변에 보완해서 더욱 멋진 답변을 해보도록 하겠습니다. 😃