Raft in Vault

🔥 Vault에서의 Raft 프로토콜🔐

🎯 목표:

• Raft 프로토콜이 무엇이며, Vault에서 어떻게 적용되는지 심층적으로 이해
• Vault의 고가용성(HA) 및 분산 저장 기능을 어떻게 최적화할 수 있는지 학습
• Raft의 내부 동작 원리 및 Vault와의 연계 방식 분석
• Vault 클러스터에서 Raft를 효과적으로 운영하는 고급 전략 정리

📌 1. Raft 프로토콜이란?

🔍 Raft의 개념

✅ Raft는 분산 시스템에서 일관된 상태를 유지하기 위한 강력한 합의(Consensus) 프로토콜
✅ 리더-팔로워(Leader-Follower) 아키텍처를 기반으로 단순하면서도 강력한 장애 복구 메커니즘 제공
✅ Vault의 분산 저장 백엔드(Storage Backend)에서 고가용성(HA)을 위해 사용됨

📌 Vault는 기본적으로 단일 노드 모드로 실행되지만, 엔터프라이즈 환경에서는 다중 노드(Raft) 구성을 통해 고가용성을 제공

🔹 Raft vs. 기존 합의 프로토콜(Paxos, ZAB 등)

특징	Raft	Paxos	ZAB (Zookeeper)
합의 모델	Leader-Follower	복잡한 메시지 교환	Leader-Follower
이해하기 쉬운가?	✅ 상대적으로 단순	❌ 매우 복잡	✅ 비교적 쉬움
데이터 복제	✅ 강력한 일관성 보장	✅ 복잡한 동기화 필요	✅ 이벤트 기반
적용 사례	Vault, Consul, Etcd	Google Spanner	Apache Zookeeper

📌 Raft는 상대적으로 이해하기 쉽고, 구현이 간단하면서도 강력한 합의 프로토콜이기 때문에 Vault와 같은 고가용성 서비스에서 널리 사용됨

🔐 2. Vault에서의 Raft 적용 방식

🔹 Vault에서 Raft 프로토콜을 사용하는 이유

✔ 기본적으로 Vault는 데이터를 백엔드 스토리지(Consul, MySQL, PostgreSQL 등)에 저장
✔ 하지만, 외부 백엔드 없이 Vault 자체적으로 분산 저장을 하기 위해 Raft를 지원
✔ Raft 기반 스토리지는 Vault 클러스터 내에서 데이터를 자동 복제하며, 추가적인 외부 서비스 없이 강력한 HA(고가용성) 제공

🔹 Vault Raft 스토리지 백엔드 구성 방식

📌 Vault는 Raft를 사용하여 데이터를 클러스터 노드 간에 복제하며, 하나의 리더와 여러 팔로워 노드로 구성됨

• 리더(Leader) 노드: 클러스터 내에서 Raft 합의를 주도하며, 데이터를 처리하는 역할
• 팔로워(Follower) 노드: 리더가 수행한 데이터를 복제하여 일관성을 유지

storage "raft" {
  path    = "/vault/data"
  node_id = "node1"
}

📌 Vault는 기본적으로 리더 노드에서 읽기 및 쓰기 작업을 수행하며, 팔로워 노드는 읽기 작업만 가능

⚙️ 3. Vault Raft 내부 동작 원리

🔹 Raft 기반 Vault 클러스터의 작동 과정

Vault에서 Raft는 다음과 같은 방식으로 동작합니다.

1️⃣ 초기화 및 리더 선출

• vault operator init 명령어를 실행하여 Raft 클러스터 초기화
• 클러스터 내에서 자동으로 리더 선출

2️⃣ 로그 복제(Log Replication)

• 리더 노드가 데이터를 처리하면 Raft 로그(Log)를 팔로워 노드로 복제
• 팔로워 노드는 로그를 확인하고 리더에게 응답

3️⃣ 클러스터 장애 감지 및 리더 선출

• 기존 리더가 장애를 일으키면 팔로워 노드 중 하나가 자동으로 새로운 리더로 선출
• 선출 과정은 과반수 투표를 통해 결정

4️⃣ 일관성 유지(Consistency Guarantees)

• Raft는 강한 일관성을 보장하는 알고리즘이므로, 어떤 노드에서 데이터를 읽든 동일한 결과를 반환

🚀 4. Vault Raft 클러스터 구축 가이드

✅ 1️⃣ Vault Raft 설정 파일 예제 (config.hcl)

storage "raft" {
  path    = "/vault/data"
  node_id = "node1"
}

listener "tcp" {
  address = "0.0.0.0:8200"
  tls_disable = "true"
}

ui = true

📌 Vault를 실행하는 모든 노드는 위와 같은 설정을 가지며, node_id를 다르게 설정

✅ 2️⃣ Raft 클러스터 초기화

vault operator init
vault operator unseal

✔ 클러스터 초기화 후 unseal 작업을 진행하여 노드 활성화

✅ 3️⃣ 추가 노드 연결

vault operator raft join http://leader-node:8200

✔ 추가 노드는 raft join 명령어를 사용하여 리더 노드에 연결

✅ 4️⃣ 현재 리더 확인

vault operator raft list-peers

✔ 리더 및 팔로워 노드를 확인 가능

📊 5. Vault Raft 성능 최적화 및 운영 전략

🔹 ① 장애 복구 전략

✔ 리더 노드 장애 발생 시 새로운 리더를 자동으로 선출하므로, 추가적인 장애 대응이 필요 없음
✔ Vault가 정상적으로 동작하는지 확인하려면 vault status 명령어 사용

🔹 ② 네트워크 최적화

✔ Raft는 네트워크 지연(Latency)에 민감하기 때문에, 노드 간 네트워크 최적화 필요
✔ 노드 간의 RTT(Round Trip Time)를 최소화하여 성능 개선 가능

🔹 ③ 보안 강화

✔ Vault는 기본적으로 TLS(SSL) 설정을 적용하는 것이 권장됨
✔ 클러스터 간 통신 시 암호화 적용하여 데이터 보호

🎯 6. 결론

✅ Vault에서 Raft를 사용하면 외부 스토리지 없이도 고가용성을 확보 가능
✅ Vault Raft는 리더-팔로워 구조를 기반으로 강력한 데이터 일관성을 제공
✅ 자동 리더 선출 및 장애 복구 기능을 통해 운영 안정성을 극대화
✅ 네트워크 최적화 및 보안 설정을 통해 Vault 클러스터의 성능을 극대화할 수 있음

 

🔥 이제 Vault Raft를 활용하여 더욱 강력한 분산 저장 시스템을 구축해 보세요! 🚀🔐