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콘텐츠 수집 및 팟캐스트 동영상 사고 보고서 | Spotify Engineering (새 탭에서 열림)

Spotify의 6월 24일 팟캐스트 영상 게시 지연은 트랜스코딩 용량 부족, 대량 배치 작업, 영상 처리 비용 증가, 자원 스케줄링 버그가 동시에 발생해 큐가 폭증하면서 일어났다. 신규 영상 게시가 수시간 지연됐고, 일부 크리에이터의 재업로드가 부하를 더욱 키웠다. Spotify는 배치 작업 중단, 버그 수정, 처리 용량 증설로 다음 날 새벽 backlog를 해소했으며, 이후 용량 계획·우선순위·모니터링을 전반적으로 개선하고 있다. ## 게시 지연이 발생한 과정 - 신규 팟캐스트의 오디오·비디오는 트랜스코딩과 콘텐츠 분석을 거쳐 Spotify에 게시된다. - 6월 24일 영상 트랜스코딩 인프라가 최대 용량에 도달하면서 신규 영상 게시 큐가 급격히 쌓였다. - 평소 수분 내 게시되던 영상이 수시간 동안 표시되지 않았다. - 업로드가 정상적으로 접수·대기 중이라는 확인이 충분히 제공되지 않아 일부 크리에이터가 에피소드를 재업로드했고, 이로 인해 시스템 부하가 추가됐다. - 신규 에피소드용 중간 우선순위 큐와 기존 에피소드 업데이트용 낮은 우선순위 큐가 모두 영향을 받았다. ## 장애를 키운 네 가지 요인 - **부족한 용량 여유** - 평상시 처리량은 감당할 수 있었지만, 대규모 콘텐츠 제출량 급증을 흡수할 여유 용량이 부족했다. - **기존 콘텐츠 재처리 배치 작업** - 재생 시스템 변경에 맞춰 기존 에피소드를 재처리하는 정기 작업이 신규 콘텐츠와 처리 자원을 경쟁했다. - 배치 작업은 처음에는 정상적으로 보였지만, 제출량 급증과 결합되면서 문제가 됐다. - **영상 품질 개선에 따른 처리 비용 증가** - 더 낮은 비트레이트에서 높은 품질을 제공하도록 변경하면서 에피소드당 처리 시간과 필요한 컴퓨팅 자원이 증가했다. - 용량 계획에 이 증가분이 충분히 반영되지 않았다. - **자원 스케줄링 버그** - 더 강력한 하드웨어로 이전한 뒤 스케줄링 오류가 가용 컴퓨팅 자원을 제대로 활용하지 못하게 했다. - 결과적으로 처리량이 약 10% 감소했다. ## 장애 대응과 복구 일정 - 13:30: 내부 모니터링에서 초기 경고가 발생했지만, 전체 용량 문제로 즉시 인식되지는 않았다. - 15:00: 영상 제출량 급증으로 트랜스코딩 용량이 한계에 접근했다. - 16:35: 용량 확보를 위해 배치 작업을 중단했다. - 17:34: 큐가 임계치를 넘었다는 자동 경고 후 공식 장애 대응을 시작했다. - 19:00: 크리에이터들이 에피소드 미표시 문제를 보고했다. - 20:49: 자원 활용률을 개선하는 소프트웨어 수정 사항을 배포했다. - 6월 25일 00:14: 추가 처리 클러스터를 가동했다. - 01:02: 모든 큐가 비워졌다. - 07:30: 전체 게시 파이프라인이 정상 작동하는 것을 최종 확인했다. ## 모니터링과 대응의 문제점 - 첫 경고가 발생한 뒤 공식 장애 대응이 시작되기까지 약 4시간이 걸렸다. - 엔지니어들은 16:35에 배치 작업을 중단했지만, 문제의 범위가 시스템 전체의 용량 부족이라는 점은 큐가 임계치를 넘은 뒤에야 명확해졌다. - Spotify는 용량 한계에 접근하는 단계에서 더 일찍 경고하도록 모니터링을 개선하고 있다. ## 후속 조치와 신뢰성 개선 - 트랜스코딩 처리 용량을 약 67% 늘려 트래픽 급증과 배치 작업을 위한 여유를 확보했다. - 가용 컴퓨팅 자원을 충분히 활용하지 못하게 하던 스케줄링 버그를 수정했다. - 용량 한계에 가까워질 때 더 빠르게 알림을 보내도록 모니터링을 개선했다. - 정상 상태의 트래픽뿐 아니라 급격한 증가와 장애 복구 상황까지 반영하는 용량 계획을 수립하고 있다. - 크리에이터의 실시간 콘텐츠가 백그라운드 작업보다 우선 처리되도록 게시 시스템의 우선순위 정책을 개선하고 있다. - 예상치 못한 부하를 완화하기 위해 파이프라인 전반에 속도 제한(rate limiting)과 백프레셔(backpressure)를 확대할 계획이다. ## 실용적인 결론 이번 장애는 단일 버그보다 용량 여유 부족, 배치 작업과 실시간 작업의 자원 경쟁, 처리 비용 증가, 모니터링 지연이 복합적으로 작용한 사례다. 대규모 미디어 처리 시스템에서는 평상시 처리량뿐 아니라 급격한 트래픽 증가를 견딜 여유 용량, 작업 우선순위, 조기 경보, 재시도·중복 업로드를 방지하는 명확한 상태 확인이 함께 설계되어야 한다.

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대규모 서비스 토폴로지 구축: 아키텍처, 도전 과제, 그리고 얻은 교훈 (새 탭에서 열림)

넷플릭스는 장애 대응과 변경 영향 분석을 위해 실시간 서비스 의존성 지도를 구축했으며, 이를 위해 배치가 아닌 스트리밍 중심 아키텍처를 선택했다. 시스템은 eBPF 네트워크 흐름, IPC 메트릭, 분산 추적 데이터를 물리적으로 분리된 계층에 저장하고, 필요할 때 통합해 제공한다. 대규모 트래픽에서도 안정적으로 동작하기 위해 백프레셔와 분산 집계 파이프라인을 적용했으며, 약간의 지연을 허용하는 대신 데이터 손실과 시스템 장애를 방지했다. ## 실시간 서비스 토폴로지가 필요한 이유 - 기존의 시간별·일별 배치 방식은 데이터가 생성될 때 이미 오래된 상태가 된다. - 장애 대응 시 한 시간 전의 의존성 지도는 현재의 장애 원인과 영향 범위를 정확히 보여주기 어렵다. - 실시간 변경 검증과 장애 분석을 위해 지속적인 데이터 수집과 갱신이 필요하다. - 넷플릭스의 시스템은 일반적으로 수십 분 이내에 토폴로지 정보를 갱신하는 것을 목표로 한다. ## 스트리밍 중심 아키텍처 - 여러 리전의 Kafka 스트림에서 네트워크 흐름 데이터를 지속적으로 수집한다. - IPC 메트릭은 Server-Sent Events(SSE) 형태로 전달하고, 반응형 파이프라인에서 처리한다. - 배치 처리처럼 완전한 스냅샷을 기다리지 않고, 데이터가 도착하는 즉시 토폴로지를 갱신한다. - 대규모 트래픽을 처리하면서도 처리 지연이 누적되지 않도록 스트리밍 처리와 부하 제어를 함께 설계했다. ## 백프레셔를 통한 안정적인 부하 제어 - 단순한 무제한 큐는 트래픽이 급증할 때 메모리를 고갈시키고 인스턴스 장애를 일으킬 수 있다. - 버퍼가 가득 찼을 때 데이터를 버리는 방식은 연결 정보가 사라져 토폴로지가 불완전해진다. - 배치 방식은 데이터를 보존할 수 있지만, 장애가 끝난 뒤에야 결과를 확인하게 될 수 있다. - 백프레셔는 하위 단계의 처리 속도에 맞춰 상위 단계가 자동으로 속도를 줄이는 방식이다. - 그래프 데이터베이스가 느려지면 Stage 2가 Stage 1에 감속을 요청한다. - 감속 신호는 Kafka 소비자까지 전파된다. - Kafka에 데이터가 남아 있으므로 처리 능력이 회복된 뒤 이어서 처리할 수 있다. - GC 일시정지, 외부 저장소 지연, 트래픽 급증 상황에서도 시스템이 중단되거나 데이터를 대량으로 버리지 않고 점진적으로 느려진다. - 실시간성이 몇 초 또는 몇 분 늦어지는 대신, 시간 단위로 오래된 데이터나 누락된 토폴로지를 피할 수 있다. - 반응형 스트림은 전통적인 동기식 처리보다 이해하고 운영하기 어렵지만, 넷플릭스 규모에서는 안정성을 위한 필수 요소로 평가된다. ## 데이터 소스별 물리적 토폴로지 계층 넷플릭스는 서로 다른 특성을 가진 데이터를 하나의 저장소에 억지로 통합하지 않고, 세 개의 계층으로 분리했다. - **네트워크 계층** - eBPF 기반 네트워크 흐름 로그를 그래프 데이터베이스에 저장한다. - 서비스 간 연결을 폭넓게 포착하지만 애플리케이션 수준의 상세한 맥락은 부족하다. - **IPC 계층** - 애플리케이션 메트릭을 별도의 그래프 데이터베이스에 저장한다. - 엔드포인트 정보가 풍부하지만 계측된 서비스만 포함한다. - **트레이싱 계층** - 분산 추적 데이터를 Parquet 기반 컬럼형 저장소에 저장한다. - 실제 요청 경로를 보여주지만 샘플링으로 인해 전체 트래픽을 대표하지 않을 수 있다. - 각 계층을 물리적으로 분리하면 처리량, 쿼리 패턴, 데이터 발전 주기에 맞춰 독립적으로 최적화할 수 있다. - 쿼리 시에는 필요한 저장소에 병렬 질의한 뒤 결과를 병합해 통합된 서비스 뷰를 제공한다. ## 네트워크 중간 장비를 해결하는 분산 집계 파이프라인 네트워크 흐름 로그는 실제 서비스 의존성이 아니라 개별 네트워크 홉만 보여주는 문제가 있다. - 실제 경로가 `App A → 로드 밸런서 → App B`라면 흐름 로그에는 두 개의 별도 연결로 기록된다. - 이 데이터를 그대로 시각화하면 서비스 대신 로드 밸런서, NAT 게이트웨이, API 게이트웨이, 프록시 같은 인프라 컴포넌트가 중심에 나타난다. - 따라서 여러 홉을 분석해 논리적인 `App A → App B` 의존성으로 재구성해야 한다. - 이를 위해 네트워크 계층 수집은 세 단계의 분산 집계 파이프라인으로 구성된다. ### Stage 1: 초기 집계 - 네 개 리전의 Kafka에서 흐름 로그를 소비한다. - 잘못된 흐름 로그를 필터링한다. - 5분 단위 시간 창으로 데이터를 묶는다. - 각 시간 창마다 초기 집계 객체를 생성한다. - 일관성 해싱을 사용해 집계 대상을 분산한다. - 생성된 집계 결과를 SSE를 통해 Stage 2로 스트리밍한다. - 이 단계에서는 중간 장비가 포함된 네트워크 홉을 식별하지만, 최종적인 서비스 간 연결은 아직 확정하지 않는다. ## 대규모 분산 시스템에서 얻은 설계 교훈 - 실시간 처리는 단순히 빠르게 처리하는 문제가 아니라, 느려지는 상황에서도 시스템을 무너지지 않게 만드는 문제다. - 데이터 손실보다 일시적인 지연을 선택하는 것이 서비스 토폴로지와 장애 분석에는 더 적합할 수 있다. - 서로 다른 데이터의 특성이 뚜렷하다면 저장소와 처리 계층을 분리하고, 조회 시 통합하는 편이 확장성과 독립적인 최적화에 유리하다. - 로컬 환경에서 정상 동작하는 구현도 운영 환경에서는 Kafka 지연, 메모리 부족, 트래픽 편중, GC 비용 등으로 쉽게 한계에 도달할 수 있다. - 따라서 대규모 시스템은 초기 설계뿐 아니라 부하 상황에서의 관찰, 병목 측정, 단계별 최적화 방법론이 중요하다. 실용적으로는 스트리밍 파이프라인을 구축할 때 무제한 버퍼나 무조건적인 데이터 삭제보다 백프레셔를 우선 고려하는 것이 좋다. 또한 서로 다른 품질과 용도를 가진 데이터 소스를 하나의 모델로 통합하기보다, 각 소스에 맞는 저장 계층을 유지하고 조회 단계에서 결합하는 방식이 운영 유연성을 높인다.