컨테이너화된 시스템의 일반적인 실패 모드와 예방 방법

Source: Dev.to

컨테이너는 개발자가 예상하는 것보다 더 자주 실패한다

컨테이너는 가볍고 일회용이기 때문에 기존 서버보다 내장된 보장이 적다. 빠르게 재시작하고, 쉽게 스케일링되며, 프로세스를 효과적으로 격리하지만, 프로덕션 환경에서 보이지 않는 이유로도 실패할 수 있다. 컨테이너가 경고 없이 종료되거나, 응답하지 않게 되거나, 예상치 못하게 자원을 소모하기 시작할 수 있다. 이런 동작을 기대하고, 놀라지 말자.

애플리케이션 실패와 컨테이너 실패는 동일하지 않다

• 서비스가 크래시가 나도 컨테이너는 정상일 수 있다.
• 컨테이너가 재시작되더라도 애플리케이션 상태가 일관되지 않을 수 있다.
• 네트워크 문제가 발생하면 컨테이너와 애플리케이션이 모두 정상이라 해도 접근이 불가능할 수 있다.

이 구분을 이해하는 것이 필수적이다. 헬스 체크는 애플리케이션 동작과 컨테이너 상태를 모두 검증해야 한다.

자원 고갈

자원 압박은 컨테이너 실패의 흔한 원인이다. 실제 부하 하에서는 낙관적인 메모리·CPU 설정이 다음을 초래할 수 있다:

• 메모리 부족(Out‑of‑memory) 이벤트
• Java 등 런타임에서 가비지 컬렉션 정지
• 요청 처리 지연을 일으키는 CPU 고갈
• 점진적인 성능 저하가 결국 크래시로 이어짐

예방 방법

• 실제 프로덕션 동작을 기반으로 request와 limit 값을 설정한다.
• 시간에 따른 자원 사용량을 모니터링한다.
• 단순 CPU 비율이 아니라 의미 있는 메트릭에 자동 스케일링을 연결한다.

무음 재시작 및 크래시 루프

무음으로 재시작되는 컨테이너는 위험하다. 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있다:

• 진행 중이던 작업이나 상태 손실
• 긴 복구 시간 창
• 종속 시스템에서 연쇄적인 실패

크래시 루프는 보통 다음 원인에서 비롯된다:

• 잘못된 환경 변수
• 누락된 설정 파일
• 접근 불가능한 의존성
• 부적절한 시작 순서

해결: 체계적인 초기화, 조기 설정 검증, 빠른 실패 신호를 사용해 오케스트레이션 도구가 올바르게 대응하도록 한다.

잘못 구성된 헬스 체크

헬스 체크는 컨테이너의 수명 주기를 제어한다. 부정확한 체크는 애플리케이션이 정상이어도 컨테이너를 불안정하게 만든다.

흔한 실수

• 단일 엔드포인트만 테스트
• 실패 감지를 너무 오래 기다림
• 서비스에 추가 부하를 유발
• 애플리케이션이 준비되기 전에 성공을 반환

강력한 헬스 체크는 다음을 만족해야 한다:

• 애플리케이션의 의미 있는 부분을 검증
• 간단하고 빠른 응답 반환
• 부하를 가하지 않고 실제 실패를 감지

클러스터 내부 네트워크 불안정

클러스터 네트워킹은 복잡하고 다양한 방식으로 실패할 수 있다:

• 오버레이 네트워크 내부 패킷 손실
• 서비스 디스커버리 지연
• 일관되지 않은 DNS 레코드
• 의도치 않게 트래픽을 차단하는 네트워크 정책

이러한 실패는 무작위 타임아웃으로 나타난다. 완화 방안은:

• 명확한 네트워크 정책 수립
• 강력한 가시성 확보
• 애플리케이션 수준에서 적절한 타임아웃·재시도 설정

영구 데이터 실패

컨테이너는 일시적이지만 데이터는 영구적이다. 영구 데이터를 사후 고려사항으로만 다루면 손상, 부분 쓰기, 상태 불일치, 데이터 손실이 발생할 수 있다.

흔한 원인

• 잘못 마운트된 볼륨
• 쓰기 압력을 견디지 못하는 스토리지
• 쓰기 중 컨테이너가 강제 종료

베스트 프랙티스: 영구 데이터 스토어를 독립 서비스로 취급한다. 컨테이너는 정의된 인터페이스를 통해 쓰고, 복구 로직은 부분적·반복적 쓰기를 처리하도록 설계한다.

복원력을 위한 설계

실패는 일어날 것이라고 가정한다. 복원력을 높이는 설계 선택은 다음과 같다:

• 명확한 타임아웃
• 안전한 재시도
• 우아한 종료 경로
• 멱등 연산
• 설정의 조기 검증
• 애플리케이션 로직과 컨테이너 동작의 엄격한 분리

복원력은 실패가 정상이라는 믿음에서 시작되며, 그 믿음이 아키텍처를 자연스럽게 개선한다.

프로덕션‑안전 체크리스트 (컨테이너)

프로덕션에 배포하기 전에 다음을 확인한다:

• 자원 request와 limit이 실제 데이터에 기반했는가
• 헬스 체크가 의미 있는 동작을 검증하는가
• 시작·종료 순서가 예측 가능한가
• 로그와 메트릭이 검토 가능하도록 제공되는가
• 네트워크 타임아웃·재시도가 테스트됐는가
• 컨테이너가 재시작돼도 정확성을 잃지 않는가
• 영구 데이터가 컨테이너 외부에서 관리되는가

이 체크리스트를 만족하는 컨테이너는 예측 불가능한 실패로 인한 장애 발생 가능성이 크게 낮아진다.

마무리 생각

컨테이너는 소프트웨어를 패키징하고 배포하기 쉽게 만들지만, 신뢰성을 보장하지는 않는다. 고가용성은 컨테이너가 어떻게 실패하는지를 이해하고, 실패가 발생해도 시스템이 계속 동작하도록 설계함으로써 얻어진다. 실패를 정상적인 상황으로 받아들이고, 초기 단계부터 이를 설계에 반영한다면 컨테이너 기반 시스템은 훨씬 더 안정적이고 예측 가능해질 것이다.