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분산 시스템

분산 시스템의 개념 및 장단점, 특징에 대해서 알아보겠습니다.

분산 시스템 개념

분산 시스템은 여러 컴퓨터 또는 노드들이 네트워크를 통해 상호 연결되어 작업을 수행하는 컴퓨팅 환경을 의미합니다.
이러한 시스템은 작업을 분산하여 처리하므로 성능 향상, 신뢰성 향상, 확장성, 유연성 등의 장점을 제공합니다.

분산 시스템 종류

분산 시스템은 다양한 종류가 있으며, 여러 기준에 따라 분류될 수 있습니다.
아래 리스트에서 주요한 분류 방법과 설명을 알아보겠습니다.
아래 리스트 외에도 분산 데이터베이스, 분산 파일 시스템, 실시간 분산 시스템 등 다양한 분산 시스템 종류가 존재합니다. 각각의 종류는 특정한 용도와 요구사항에 맞게 설계되고 활용됩니다.

클라이언트-서버 분산 시스템:
- 클라이언트: 사용자 인터페이스를 제공하고 서버로부터 서비스를 요청하는 역할을 합니다.
- 서버: 클라이언트로부터 요청을 받아 처리하고 결과를 반환하는 역할을 합니다.
피어 투 피어 (P2P) 분산 시스템: 모든 노드가 동등한 권한을 가지며 서비스를 요청하고 제공하는 형태입니다.
중앙 집중식 서버 없이 각 노드가 직접 통신하며 데이터를 교환합니다.
그리드 컴퓨팅: 여러 조직이나 기관이 연결된 네트워크를 통해 자원을 공유하고 분산 처리를 수행합니다.
대규모 연산이나 병렬 처리 작업을 위해 사용됩니다.
클라우드 컴퓨팅: 인터넷을 통해 가상화된 자원과 서비스를 제공하는 모델입니다.
사용자는 필요한 만큼의 컴퓨팅 리소스를 탄력적으로 이용할 수 있습니다.
모바일 애플리케이션 분산 시스템: 모바일 기기들이 연결되어 분산 처리와 데이터 공유를 수행합니다.클라우드 서비스와의 상호작용을 통해 기기 자원을 활용합니다.

분산 시스템 장점 – 4가지

성능 향상: 작업을 분산하여 병렬로 처리하므로 전체적인 성능이 향상됩니다.
신뢰성 향상: 여러 노드들이 연결되어 있기 때문에 한 대의 장비에 문제가 발생하더라도 시스템이 중단되지 않고 작동할 수 있습니다.
확장성: 새로운 노드를 추가함으로써 시스템의 용량을 쉽게 확장할 수 있습니다.
유연성: 분산 시스템은 다양한 종류의 하드웨어와 소프트웨어를 지원하므로 유연성이 높습니다.

분산 시스템 단점 – 5가지

복잡성: 여러 개별 노드와 네트워크의 관리와 조정이 필요하므로 시스템의 설계와 관리가 복잡해집니다.
통신 비용: 노드들 간의 통신에 따른 오버헤드가 발생하며, 대량의 데이터를 전송해야 하는 경우에는 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
일관성 유지: 여러 노드들이 동시에 작업을 수행하므로 데이터의 일관성을 유지하기 위한 추가적인 처리가 필요합니다.
보안 문제: 분산 시스템은 여러 노드로 구성되어 있기 때문에 보안에 대한 취약점이 존재할 수 있습니다.
응답 시간: 네트워크의 지연 등으로 인해 응답 시간이 지연될 수 있습니다.

분산 시스템 특징 – 4가지

분할성: 작업이 여러 개의 노드로 분할되어 처리됩니다.
동시성: 여러 노드에서 작업이 동시에 처리됩니다.
결합성: 작업의 결과가 모여서 최종 결과를 형성합니다.
투명성: 사용자는 분산 시스템의 내부 동작을 알 필요 없이 단일 시스템처럼 사용할 수 있습니다.

분산 시스템 목적 – 4가지

성능 향상: 작업을 분산하여 병렬로 처리하여 전체적인 성능을 향상시킵니다.
신뢰성 향상: 여러 노드들이 연결되어 있기 때문에 하나의 장비에 장애가 발생해도 시스템이 계속 작동할 수 있습니다.
확장성: 새로운 노드를 추가함으로써 시스템의 용량을 쉽게 확장할 수 있습니다.
자원 공유: 분산 시스템은 여러 사용자나 작업 간에 자원을 공유할 수 있습니다.

분산 시스템 설계 및 핵심 고려사항 – 7가지

네트워크 구성: 노드들을 연결하는 네트워크 구성을 설계해야 합니다.
통신 방식: 노드들 간의 효율적인 통신 방식을 선택해야 합니다.
데이터 일관성: 분산된 데이터의 일관성을 유지하기 위한 방법을 고려해야 합니다.
오류 처리: 각 노드나 네트워크에서 발생하는 오류에 대한 처리 방법을 고려해야 합니다.
보안: 분산 시스템의 보안을 위한 접근 제어, 암호화 등의 방법을 고려해야 합니다.
확장성: 새로운 노드 추가, 제거 또는 교체 등의 확장성을 고려하여 설계해야 합니다.
자원 관리: 분산 시스템에서의 자원 할당, 스케줄링, 부하 분산 등을 고려하여 설계해야 합니다.

분산 시스템은 현대의 다양한 분야에서 활용되며, 대규모 데이터 처리, 클라우드 컴퓨팅, 분산 데이터베이스, 인터넷 서비스 등 다양한 목적으로 사용됩니다.
이러한 시스템의 장점과 단점을 고려하여 설계와 구현을 수행하면 효율적이고 확장 가능한 시스템을 구축할 수 있습니다.

추가적으로 블록체인과 분산 시스템 연관성에 대해 알아보겠습니다.

블록체인과 분산 시스템의 연관성

블록체인과 분산 시스템은 밀접한 연관성을 가지고 있습니다. 블록체인은 분산 시스템의 한 형태로, 분산된 여러 노드들이 공동으로 데이터를 관리하고 검증하는 분산 원장 기술입니다.

이러한 연결성은 아래와 같은 방식으로 이루어집니다.

분산 데이터 관리: 블록체인은 데이터를 여러 노드에 분산하여 저장합니다.
각 노드는 전체 원장의 사본을 유지하며, 이를 통해 데이터의 안정성과 내결함성을 확보합니다.
합의 메커니즘: 분산 시스템의 핵심인 합의 알고리즘을 통해 블록체인 네트워크의 노드들이 동일한 원장 상태에 동의합니다.
합의 과정은 분산 시스템에서 데이터의 일관성과 신뢰성을 유지하는 중요한 요소입니다.
분산된 트랜잭션 처리: 블록체인은 트랜잭션을 네트워크의 다수의 노드에 전파하고, 분산 시스템에서 동시에 처리됩니다.
이를 통해 투명하고 신뢰성 있는 거래 기록을 구축하며, 중앙 집중식 시스템의 싱글 포인트 오브 실패를 피할 수 있습니다.
보안과 무결성: 블록체인은 암호화 기술과 합의 알고리즘을 통해 데이터의 무결성을 보장하고, 변경을 감지하거나 거부할 수 있습니다.
이를 통해 분산 시스템에서 데이터의 보안과 신뢰성을 확보합니다.
탈중앙화: 블록체인은 중앙 집중화된 신뢰 기관의 필요성을 줄이고, 분산 시스템의 혜택을 활용할 수 있는 탈중앙화된 플랫폼을 제공합니다.
이를 통해 높은 수준의 투명성과 참여자들 간의 상호 신뢰를 구축할 수 있습니다.