캐싱 개요

모바일 애플리케이션은 소비자용 디바이스의 빠른 보급과 전통적인 컴퓨터 장비의 사용 감소와 함께 놀라울 정도로 빠르게 성장 중인 시장 부문입니다. 게임, 상용 애플리케이션, 의료용 애플리케이션 등 분야를 막론하고 오늘날 거의 모든 시장 부문에서 모바일 친화적인 애플리케이션이 사용되고 있습니다. 애플리케이션 개발의 관점에서 모바일 애플리케이션을 구축하는 것은 다른 형태의 애플리케이션을 구축하는 것과 매우 유사합니다. 프레젠테이션 계층, 비즈니스 계층, 데이터 계층 등 신경을 써야 할 부분도 동일합니다. 화면 면적과 개발 도구는 다르지만, 우수한 사용자 환경을 제공하는 것이 모든 애플리케이션에 공통된 목표입니다. 효과적인 캐싱 전략을 통해 모바일 애플리케이션에서 사용자가 기대하는 성능을 제공하고 대규모로 확장하며 전반적인 비용을 절감할 수 있습니다.

AWS Mobile Hub는 모바일 앱을 구축 및 테스트하고 앱 사용을 모니터링하는 AWS 클라우드 서비스를 검색, 구성 및 액세스하기 위한 통합 환경을 제공하는 콘솔입니다.

사물 인터넷(Internet of Things)은 디바이스 센서를 통해 디바이스와 물리적 세계에서 정보를 수집하여 데이터를 소비하는 인터넷 또는 애플리케이션에 제공하는 개념입니다. IoT의 가치는 거의 실시간에 가까운 간격으로 캡처된 데이터를 파악할 수 있기 때문에 궁극적으로 데이터를 소비하는 소비 시스템과 애플리케이션이 해당 데이터에 신속하게 반응할 수 있게 됩니다. GPS 좌표를 전송하는 디바이스를 예로 들 수 있습니다. 이 경우 IoT 애플리케이션은 해당 좌표와 인접한 관심 지점을 추천하는 식으로 반응할 수 있습니다. 또한 디바이스 사용자와 관련한 기본 설정을 저장한 경우 해당 개인에 맞게 추천 항목을 세부적으로 조정할 수 있습니다. 이 예에서는 특히, 애플리케이션이 좌표에 반응할 수 있을 정도의 빠른 속도가 우수한 사용자 경험을 달성하는 데 있어 매우 중요하다. 여기서 캐싱이 중요한 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어 관심 지점과 지리적 좌표를 Redis와 같은 키-값 저장소에 저장하여 빠른 검색을 지원할 수 있습니다. 애플리케이션 개발 관점에서 볼 때, 프로그래밍 방식으로 그렇게 할 수 있는 상황인 경우, 기본적으로 IoT 애플리케이션을 코드화하여 모든 이벤트에 응답할 수 있습니다. IoT 아키텍처를 구축할 때 고려해야 할 중요한 사항 중 하나는 수집된 데이터를 분석하고, N개의 디바이스로 확장할 수 있는 솔루션을 설계하고, 비용 효율적인 아키텍처를 제공하는 데 필요한 응답 시간입니다.

AWS IoT는 연결된 디바이스가 쉽고 안전하게 클라우드 애플리케이션 및 다른 디바이스와 상호 작용할 수 있게 해 주는 관리형 클라우드 플랫폼입니다.

참고 자료: Managing IoT and Time Series Data with Amazon ElastiCache for Redis

모던 애드테크 애플리케이션은 성능 면에서 특히 까다롭습니다. 애드테크에서 빠르게 성장하고 있는 분야 중 하나로 실시간 입찰(RTB)이 있는데, 이는 광고의 노출 수준을 세분화하여 디지털 디스플레이 광고를 실시간으로 거래하기 위한 경매 기반 접근 방식입니다. 2015년에 RTB는 미국에서만 프로그래밍 방식으로 구매한 광고의 74.0%를 차지했으며, 이는 금액으로 110억 USD(eMarketer Analysis 기준)에 해당하는 수치입니다. 실시간 입찰 앱을 만들 때, 밀리초 차이는 입찰을 제때 제출하지 못하게 될 수도 있는 문제입니다. 즉, 데이터베이스에서 입찰 정보를 매우 빠른 속도로 얻을 수 있어야 한다는 의미입니다. 입찰 세부 정보에 밀리초 이내에 액세스할 수 있는 데이터베이스 캐싱은 이러한 고성능을 실현하기 위한 훌륭한 솔루션입니다.

인터랙티브 기능은 거의 모든 최신 게임의 기본 요건입니다. 속도가 느린 게임이나 반응이 없는 게임만큼 플레이어에게 실망을 주는 것은 없으며, 이러한 게임은 좀처럼 성공하지 못합니다. 성능에 대한 요구 사항은 한 명의 플레이어가 수행하는 작업을 실시간으로 다른 플레이어와 공유해야 하는 모바일 멀티플레이어 게임의 경우 더욱 까다롭습니다. 캐싱은 자주 액세스하는 데이터에 대해 밀리초 미만의 쿼리 응답 속도를 제공하여 게임을 원활하게 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. "점수 기준으로 현재 상위 10위권 선수가 누구인가"와 같은 동일한 데이터를 여러 번 쿼리할 때 발생하는 핫키 문제를 해결하는 데에도 도움이 됩니다.

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미디어 회사들은 수시로 그 수가 바뀌는 독자 또는 시청자로 이루어진 고객에게 대량의 정적 컨텐츠를 전송하는 문제를 해결해야 합니다. 시청자들에게 대량의 비디오 컨텐츠를 스트리밍하는 Netflix나 Amazon Video 같은 비디오 스트리밍 서비스가 대표적인 예입니다. 전역적으로 분산된 캐싱 서버 집합에 데이터가 저장되는 콘텐츠 전송 네트워크가 바로 이러한 이 사용 사례에 적합합니다. 미디어 애플리케이션의 또 다른 특징은 로드가 급증하고 예측 불가능한 경향이 있다는 것입니다. 유명인이 방금 트위터에 올린 블로그나 슈퍼볼 기간 동안의 축구 팀 웹 사이트를 떠올려 보세요. 대부분의 데이터베이스는 키당 처리량이 제한되어 있기 때문에, 이와 같이 일부 콘텐츠에서 수요가 급증하는 현상은 문제가 될 수 있습니다. 메모리는 디스크보다 처리량이 훨씬 더 높기 때문에 데이터베이스 캐시는 읽기를 메모리 캐시로 리디렉션하여 문제를 해결할 수 있습니다.

모던 전자 상거래 애플리케이션은 사용자의 데이터와 쇼핑 기록을 기반으로 하는 실시간 제품 추천을 비롯하여 개인화된 쇼핑 환경을 제공하는 등 갈수록 정교해지고 있습니다. 또한 사용자의 소셜 네트워크를 살펴보고 친구들이 좋아하거나 구입한 제품을 기준으로 추천을 제공하는 경우도 있습니다. 처리해야 할 데이터의 양은 증가하고 있지만, 고객의 인내심은 그렇지 않습니다. 따라서 실시간으로 애플리케이션 성능을 유지하는 것은 사치가 아니라 필수입니다. 캐싱 전략은 애플리케이션 성능의 중요한 측면이며, 애플리케이션의 성공과 실패, 제품 판매와 고객 손실을 판가름하는 중요한 차이가 될 수 있습니다.

소셜 미디어 앱이 세계를 강타했습니다. Facebook, Twitter, Instagram, Snapchat 등 소셜 네트워크의 방대한 사용자들이 갈수록 많은 양의 콘텐츠를 소비하고 있습니다. 사용자는 피드를 열었을 때 개인화된 최신 콘텐츠를 거의 실시간으로 볼 수 있을 것으로 여깁니다. 게다가 정적 콘텐츠가 아니라, 사용자마다 친구, 이미지, 관심사 등이 다르기 때문에 이는 기본 플랫폼의 엔지니어링 복잡성을 가중시킵니다. 또한 소셜 미디어 앱은 주요 엔터테인먼트, 스포츠 및 정치 이벤트가 있을 때 사용량이 급증하는 경향이 있습니다. 이러한 복원력 및 실시간 성능의 급상승은 백그라운드 이미지와 같은 정적 콘텐츠를 위한 콘텐츠 전송 네트워크(CDN), 사용자의 현재 세션 데이터를 추적하는 세션 캐시 그리고 친한 친구로부터의 최신 뉴스와 최신 이미지 등 자주 액세스하는 데이터를 간편하게 유지하는 데이터베이스 캐시를 비롯한 여러 캐싱 계층을 통해 달성됩니다.

의료 산업은 디지털 혁명을 거치면서 점점 더 전 세계의 더 많은 환자들이 진료를 이용하고 의료 서비스에 접근할 수 있게 되었습니다. 일부 애플리케이션은 환자가 화상으로 의사의 진료를 받을 수 있도록 하며, 대부분의 주요 의료 서비스 제공자는 환자가 검사 결과를 확인하고 의료진과 상호 작용할 수 있도록 하는 앱을 제공하고 있습니다. 건강 관리 측면에서는 사용자의 특정 센서 활동(예: FitBit 및 Jawbone) 추적부터 포괄적인 건강 관리 코칭 및 데이터에 이르기까지 다양한 애플리케이션이 있습니다. 이러한 애플리케이션의 대화형 특성을 감안할 때 빠른 성능의 애플리케이션, 비즈니스 및 데이터 계층에 대한 필요성을 해결해야 합니다. 효과적인 캐싱 전략을 통해 빠른 성능을 제공하고, 전반적인 인프라 비용을 절감하며, 사용량의 증가에 따라 확장할 수 있습니다.

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사람들이 금융 서비스를 소비하는 방식은 최근 몇 년간 극적으로 발전해 왔습니다. 그 과정에서 은행 및 보험 서비스 액세스, 부정 행위 탐지, 투자 서비스, 실시간 알고리즘을 통한 자본 시장 최적화 등의 애플리케이션이 등장했습니다. 고객의 금융 데이터에 실시간으로 액세스하여 송금 또는 결제와 같은 거래를 할 수 있도록 하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 첫째, 사용자가 거의 실시간으로 앱과 상호 작용하기를 원하는 여타의 애플리케이션과 유사한 제약 조건이 적용됩니다. 또한 금융 애플리케이션에는 보안 강화 및 부정 행위 탐지와 같은 추가 요구 사항이 적용될 수 있습니다. 그런 만큼 다중 계층 캐싱 전략을 비롯한 효율적인 아키텍처는 사용자가 기대하는 성능을 실현하는 데 있어 매우 중요합니다. 애플리케이션 요구 사항에 따라 캐싱 계층에는 사용자의 세션 데이터를 저장하는 세션 캐시, 정적 콘텐츠를 제공하기 위한 콘텐츠 전송 네트워크, 고객이 가장 최근에 구매한 10가지 품목과 같이 자주 액세스하는 데이터에 대한 데이터베이스 캐시가 포함됩니다.

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