Raft in Vault

2024. 12. 10. 19:54Spring Microservice

🔥 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! 🚀🔐