안녕하세요, 카카오클라우드입니다. 현대 소프트웨어 개발에서 Continuous Integration/Continuous Deployment(이하, CI/CD)는 선택이 아닌 필수가 되었습니다. 빠른 개발과 안정적인 배포를 동시에 달성하기 위해 많은 기업들이 CI/CD를 도입하여 개발 프로세스를 자동화하고 있습니다. 오늘은 CI/CD의 개념부터 구현 방법까지 상세히 알아보겠습니다.
1. CI/CD의 기본 개념
CI/CD는 '지속적 통합(Continuous Integration)'과 '지속적 배포(Continuous Deployment)'를 아우르는 개발 방법론입니다. 이는 개발자가 코드를 작성하는 순간부터 실제 사용자에게 서비스를 제공하는 순간까지의 모든 과정을 자동화하는 것을 목표로 합니다.
지속적 통합(CI)은 여러 개발자의 코드 변경사항을 정기적으로 통합하는 프로세스입니다. 각자 작업한 코드 조각들이 전체 시스템과 잘 맞는지 자동으로 확인하고 검증합니다.
지속적 배포(CD)는 통합된 코드를 실제 운영 환경에 자동으로 배포하는 과정입니다. 때로는 '지속적 전달(Continuous Delivery)'이라는 중간 단계를 포함하기도 하는데, 이는 배포 전에 수동 승인 단계를 두는 보다 신중한 접근 방식입니다.
2. CI(지속적 통합)의 상세 구성요소
1) 버전 관리 시스템
Git과 같은 버전 관리 시스템에서는 '브랜치(Branch)'라는 개념을 사용합니다. 브랜치는 코드의 독립적인 작업 공간이라고 생각하면 됩니다. 하나의 프로젝트에서 여러 개발자가 각자 다른 기능을 개발할 때, 서로의 작업이 섞이지 않도록 분리된 공간이 필요한데, 이것이 바로 브랜치입니다.
Main 브랜치는 제품이나 서비스에 실제로 배포되는 안정적인 코드가 있는 '주 브랜치'입니다. 쉽게 말해 실제 서비스에서 구동 중인 코드가 있는 공간입니다. 이 브랜치의 코드는 항상 정상적으로 작동하는 상태여야 하기 때문에 직접적인 수정은 하지 않는 것이 원칙입니다.
Feature 브랜치는 새로운 기능을 개발할 때 Main 브랜치에서 분기해서 만드는 '작업용 브랜치'입니다. 예를 들어 로그인 기능을 개발하는 개발자는 'feature/login' 브랜치를 만들어 작업하고, 게시판 기능을 개발하는 개발자는 'feature/board' 브랜치를 만들어 작업하는 것입니다.
이렇게 각자 독립된 브랜치에서 작업을 하다가 기능 개발이 완료되면 Pull Request를 통해 검토를 받은 후 Main 브랜치에 병합합니다. 마치 여러 명이 각자 다른 장소에서 문서를 수정하다가 최종적으로 하나의 문서로 합치는 것과 비슷합니다.
Pull Request가 생성되면 다른 개발자들이 코드를 검토합니다. 이 과정에서 버그나 개선사항을 발견하면 의견을 남기고 코드 작성자는 이를 반영하여 수정합니다. 충분한 검토와 수정이 이루어진 후에 최종적으로 Main 브랜치에 코드가 병합(Merge)됩니다.
2) 자동화된 빌드
개발자가 작성한 코드는 컴퓨터가 실행할 수 있는 형태로 변환되어야 합니다. 이 과정을 '빌드'라고 하는데 마치 레고 블록처럼 여러 코드 조각들을 하나로 조립하는 과정이라고 생각하면 됩니다.
예를 들어 자바로 개발된 웹 서비스를 생각해보면, 이 서비스는 수많은 .java 파일들로 이루어져 있고 외부 라이브러리들도 함께 사용합니다. 빌드 과정에서는 모든 .java 파일을 컴퓨터가 이해할 수 있는 .class 파일로 변환(컴파일)하고 필요한 외부 라이브러리를 다운로드한 뒤, 이 모든 것을 하나의 실행 가능한 파일(예: .jar)로 패키징하게 됩니다.
그런데 CI 환경에서는 이 모든 과정이 자동으로 진행됩니다. 빌드 도구를 사용하여 간단한 명령 하나면 이 모든 과정이 자동으로 처리됩니다. 개발자가 새로운 코드를 Main 브랜치에 병합할 때마다 이 빌드 과정이 자동으로 시작되는 것입니다.
만약 빌드 과정에서 문법 오류나 필요한 파일 누락, 라이브러리 버전 충돌 등의 오류가 발생하면 빌드가 실패하고 개발팀은 즉시 이메일이나 메신저로 알림을 받습니다. 이를 통해 문제를 빠르게 발견하고 수정할 수 있습니다.
3) 자동화된 테스트 수행
CI/CD에서는 코드 변경이 있을 때마다 자동으로 다양한 테스트가 실행됩니다. 개발자가 새로운 코드를 등록하면 CI/CD 파이프라인이 자동으로 다양한 테스트를 순차적으로 실행하여 코드의 품질과 안정성을 검증합니다.
이러한 자동화된 테스트는 수동으로 테스트할 때 발생할 수 있는 누락이나 실수를 방지하고 신속하게 문제를 발견할 수 있게 해줍니다. CI/CD에서 일반적으로 수행되는 테스트는 다음과 같습니다
(1) 단위 테스트(Unit Test)
가장 기본이 되는 테스트로 코드의 가장 작은 단위를 검사합니다. 예를 들어 '나이 계산 함수'를 만들었다면 2000년생의 나이를 계산했을 때 정확한 결과가 나오는지, 1900년대생의 나이도 정확히 계산되는지, 잘못된 생년월일을 입력했을 때 적절한 오류를 반환하는지 이런 것들을 하나하나 검증합니다.
(2) 통합 테스트(Integration Test)
개별 기능들이 서로 잘 어우러져 작동하는지 검증합니다. 예를 들어 쇼핑몰 시스템에서 장바구니에 상품을 담은 후 주문 처리가 제대로 되는지, 결제가 완료되면 재고가 정확히 감소하는지, 주문 완료 후 배송 시스템에 정보가 잘 전달되는지, 이런 기능들의 연계가 잘 작동하는지 확인합니다.
(3) UI 테스트
사용자가 실제로 서비스를 이용하는 방식 그대로 테스트합니다. 예를 들어 로그인 버튼을 클릭했을 때 실제로 로그인이 되는지, 상품 검색 시 검색 결과가 올바르게 표시되는지, 모바일에서도 화면이 깨지지 않고 잘 표시되는지, 실제 사용자의 행동을 시뮬레이션하면서 검증합니다.
(4) 성능 테스트
서비스가 얼마나 많은 사용자와 데이터를 원활하게 처리할 수 있는지 검증합니다. 예를 들어 동시에 1000명의 사용자가 접속해도 서비스가 잘 작동하는지, 대용량 파일 업로드 시 시스템이 버티는지, 검색 결과가 기준 시간 이내에 표시되는지 등을 테스트합니다.
CI/CD 환경에서는 이러한 모든 테스트가 자동으로 실행됩니다. 개발자가 새로운 코드를 추가할 때마다 모든 테스트가 자동으로 실행되어 문제가 있다면 즉시 발견할 수 있습니다. 만약 어느 하나라도 테스트를 통과하지 못하면 해당 코드는 실제 서비스에 반영되지 않습니다. 이를 통해 사용자에게 안정적이고 신뢰할 수 있는 서비스를 제공할 수 있습니다.
3. CD(지속적 배포)의 핵심 프로세스
지속적 배포(CD)는 개발된 코드를 실제 사용자가 사용하는 환경까지 안전하게 전달하는 과정입니다. 이 과정은 크게 세 가지 중요한 요소로 구성됩니다.
1) 환경 관리
소프트웨어는 개발부터 실제 서비스 제공까지 여러 단계의 환경을 거치게 됩니다. 각 환경의 역할은 다음과 같습니다.
- 개발(Development) 환경: 개발자들이 자유롭게 코드를 작성하고 테스트하는 공간입니다.
- 테스트(Test) 환경: 새로운 기능이 기존 시스템과 잘 어울리는지 검증하는 공간입니다.
- 스테이징(Staging) 환경: 실제 운영 환경과 거의 동일하게 구성된 최종 테스트 공간입니다.
- 운영(Production) 환경: 실제 사용자들이 서비스를 이용하는 공간입니다.
이러한 환경들은 항상 동일한 조건을 유지해야 합니다. Docker와 Kubernetes 같은 도구를 사용하면 마치 규격화된 컨테이너처럼 모든 환경을 동일하게 유지할 수 있습니다. 이를 통해 특정 환경에서는 잘 되는데 다른 환경에서는 동작하지 않는 일반적인 문제를 예방할 수 있습니다.
2) 자동화된 배포 파이프라인
배포 파이프라인은 코드가 개발 환경에서 운영 환경까지 이동하는 자동화된 프로세스로 각 단계는 다음과 같습니다.
- 코드 커밋: 개발자가 새로운 코드를 등록합니다.
- 자동 빌드: 코드를 실행 가능한 형태로 변환합니다.
- 테스트 실행: 다양한 자동화된 테스트를 수행합니다.
- 테스트 환경 배포: 첫 번째 검증 단계에 배포합니다.
- 스테이징 환경 배포: 최종 검증을 위해 배포합니다.
- 운영 환경 배포: 실제 사용자들이 사용하는 환경에 배포합니다.
이 모든 과정이 자동으로 이루어지며, 각 단계마다 문제가 없는지 확인합니다.
3) 모니터링과 롤백
새로운 버전을 배포한 후에는 서비스의 상태를 지속 모니터링합니다. 시스템 성능, 오류 발생 여부, 사용자 경험 등 다양한 지표를 실시간으로 확인합니다. 만약 문제가 발견되면 즉시 이전 버전으로 되돌릴 수 있는 '롤백' 시스템을 갖추고 있습니다. 이를 통해 서비스 장애 시간을 최소화하고 사용자 경험을 보호할 수 있습니다. 이러한 CD 프로세스를 통해 새로운 기능이나 개선사항을 안전하고 신속하게 사용자에게 전달할 수 있으며, 문제 발생 시에도 빠르게 대응할 수 있습니다.
4. CI/CD 구현 시 고려사항
1) 보안
CI/CD 파이프라인은 코드, 설정 정보, 접근 권한 등 민감한 정보를 다루기 때문에 보안이 매우 중요합니다. 먼저 코드 스캐닝을 통해 보안 취약점을 자동으로 검사하고, 알려진 보안 문제가 있는 라이브러리 사용 여부나 일반적인 보안 취약점을 사전에 발견해야 합니다.
시크릿 관리도 중요한 부분입니다. API 키, 데이터베이스 비밀번호 등 민감한 정보는 전문 도구를 활용하여 안전하게 저장하고 관리해야 합니다. 소스 코드에 직접 이러한 정보를 포함하는 것은 피해야 하며 환경 변수나 설정 파일은 반드시 암호화하여 관리해야 합니다.
또한 접근 제어를 통해 파이프라인에 대한 권한을 적절히 설정해야 합니다. 역할 기반 접근 제어(RBAC)를 구현하여 각 팀원에게 필요한 최소한의 권한만을 부여하고, 특히 운영환경에 대한 접근은 특별히 제한해야 합니다. 모든 접근과 변경 사항에 대해서는 감사 로그를 남겨 추적이 가능하도록 해야 합니다.
2) 성능
CI/CD 파이프라인의 성능은 개발팀의 생산성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 세심한 관리가 필요합니다. 가장 중요한 것은 병렬화입니다. 독립적인 테스트들을 동시에 실행하고 여러 개의 빌드를 동시에 처리할 수 있는 구조를 구축해야 합니다. 테스트 스위트를 적절히 분할하여 실행 시간을 최적화하고 이를 위한 충분한 컴퓨팅 리소스를 확보해야 합니다.
캐싱 전략도 성능 향상에 큰 도움이 됩니다. 자주 사용되는 의존성 라이브러리를 캐시하여 다운로드 시간을 절약하고, 이전 빌드의 결과물을 재활용하여 빌드 시간을 단축할 수 있습니다. 테스트 데이터나 환경 설정 등도 효율적으로 캐싱하되 적절한 캐시 무효화 정책을 설정하여 최신성도 함께 보장해야 합니다.
리소스 관리 측면에서는 CI/CD 서버의 CPU, 메모리, 디스크 사용량을 지속적으로 모니터링하고, 필요에 따라 자동으로 스케일링되도록 설정해야 합니다. 작업의 우선순위를 조정하고 유휴 자원을 효율적으로 재할당하는 것도 중요합니다.
3) 비용 최적화
CI/CD 시스템 운영에는 상당한 비용이 발생할 수 있어 효율적인 비용 관리가 필수적입니다. 클라우드 리소스는 필요한 시간에만 사용하도록 설정할 수 있습니다. 자동 스케일링을 통해 리소스 사용을 최적화하고, 사용량을 지속적으로 모니터링하여 비용이 예상을 초과할 경우 알림을 받도록 설정해야 합니다.
불필요한 빌드와 테스트를 제거하는 것도 중요합니다. 실제로 필요한 테스트만 실행되도록 구성하고, 중복된 작업을 제거하며 효율적인 테스트 전략을 수립해야 합니다. 더 이상 사용하지 않는 환경의 리소스는 즉시 회수하여 불필요한 비용 발생을 방지해야 합니다.
스케일링 전략도 비용 최적화에 중요한 요소입니다. 트래픽과 작업량에 따라 적절한 스케일링 정책을 수립하고, 피크 시간대와 평상시의 리소스 사용량을 차별화해야 합니다. 비용 대비 성능을 고려하여 인스턴스 타입을 선택하고, 정기적으로 비용을 분석하여 최적화 포인트를 찾아야 합니다.
5. CI/CD의 성공적인 도입을 위한 팁
1) 점진적 도입
CI/CD는 한 번에 모든 것을 바꾸려 하면 실패할 확률이 높습니다. 가장 중요한 프로젝트나 팀부터 시작하여 성공 사례를 만들고, 이를 다른 팀에 전파하는 것이 바람직합니다. 도입 과정에서 발견되는 문제점들을 해결하면서 점진적으로 확대해 나가야 하며, 각 단계별로 명확한 목표와 평가 기준을 설정하여 진행 상황을 측정할 수 있어야 합니다.
2) 팀 문화 조성
CI/CD는 단순한 도구가 아닌 새로운 업무 방식이므로 팀 전체의 문화적 변화가 필요합니다. 자동화의 가치와 필요성에 대한 공감대를 형성하고 지속적인 학습과 개선을 장려하는 문화를 만들어야 합니다.
3) 모니터링과 개선
CI/CD 파이프라인은 한 번 구축하고 끝나는 것이 아니라 지속적인 관리와 개선이 필요합니다. 파이프라인의 성능과 안정성 지표를 지속적으로 모니터링하고 병목 구간을 식별하여 개선해야 합니다. 팀원들의 피드백을 수집하고 반영하며 새로운 도구와 방법론을 지속적으로 검토하고 적용하여 시스템을 발전시켜 나가야 합니다.
지금까지 CI/CD에 대해 자세히 살펴보았습니다. CI/CD는 현대 소프트웨어 개발에서 더 이상 선택이 아닌 필수입니다. 빠르게 변화하는 비즈니스 요구사항에 대응하고, 안정적이면서도 신속한 소프트웨어 배포를 위해서는 효율적인 CI/CD 체계 구축이 반드시 필요합니다.
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