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How and Why Netflix Built a Real-Time Distributed Graph: Part 1 — Ingesting and Processing Data Streams at Internet Scale | by Netflix Technology Blog | Netflix TechBlog (새 탭에서 열림)

넷플릭스는 비디오 스트리밍을 넘어 광고, 라이브 이벤트, 모바일 게임으로 비즈니스를 확장하면서 발생하는 데이터 파편화 문제를 해결하기 위해 '실시간 분산 그래프(RDG)'를 구축했습니다. 기존 마이크로서비스 아키텍처에서 발생하는 데이터 고립을 극복하고, 다양한 서비스 접점에서 발생하는 사용자 활동을 실시간으로 연결하여 개인화된 경험을 제공하는 것이 핵심 목표입니다. 이를 통해 복잡한 데이터 조인 없이도 수억 개의 노드와 엣지 사이의 관계를 즉각적으로 파악할 수 있는 기술적 기반을 마련했습니다. **데이터 파편화와 비즈니스 환경의 변화** * 스트리밍, 게임, 라이브 스포츠 등 서비스 영역이 넓어지면서 사용자가 여러 기기와 도메인에서 수행하는 활동을 하나의 맥락으로 통합해야 할 필요성이 커짐. * 넷플릭스의 강점인 마이크로서비스 아키텍처(MSA)는 서비스 독립성에는 유리하지만, 데이터가 각 서비스에 고립(Silo)되어 있어 통합적인 데이터 과학 및 엔지니어링 작업에 큰 비용이 발생함. * 기존 데이터 웨어하우스 방식은 데이터가 서로 다른 테이블에 저장되고 처리 주기가 제각각이라, 실시간으로 연관 관계를 분석하는 데 한계가 있음. **그래프 모델 도입의 기술적 이점** * **관계 중심 쿼리:** 테이블 기반 모델에서 필요한 비용 중심적인 조인(Join)이나 수동적인 비정규화 없이도 노드와 엣지 사이를 빠르게 탐색(Hop)할 수 있음. * **유연한 확장성:** 새로운 엔티티나 관계 유형이 추가될 때 대대적인 스키마 변경이나 아키텍처 재설계 없이도 신속하게 데이터 모델을 확장할 수 있음. * **패턴 및 이상 탐지:** 숨겨진 관계, 순환(Cycle) 구조, 그룹화 등을 식별하는 작업을 기존의 포인트 조회 방식보다 훨씬 효율적으로 수행함. **실시간 데이터 수집 및 처리 파이프라인 (RDG 레이어 1)** * 전체 시스템은 수집 및 처리, 저장, 서빙의 3개 레이어로 구성되며, 첫 번째 단계인 수집 레이어는 이기종 업스트림 소스로부터 이벤트를 받아 그래프 데이터를 생성함. * DB의 변경 사항을 추적하는 CDC(Change Data Capture)와 애플리케이션의 실시간 로그 이벤트를 주요 소스로 활용하여 데이터 소외 현상을 방지함. * 수집된 원시 데이터는 스트리밍 처리 엔진을 통해 그래프 스키마에 맞는 노드와 엣지 형태로 변환되며, 대규모 트래픽 환경에서도 실시간성을 유지하도록 설계됨. 복잡하게 얽힌 현대의 서비스 환경에서 데이터 간의 관계를 실시간으로 규명하는 것은 사용자 경험 고도화의 핵심입니다. 넷플릭스의 RDG 사례처럼 파편화된 마이크로서비스의 데이터를 그래프 형태로 통합하는 접근 방식은, 실시간 통찰력이 필요한 대규모 분산 시스템 설계 시 강력한 해결책이 될 수 있습니다.

Behind the Streams: Real-Time Recommendations for Live Events Part 3 | by Netflix Technology Blog | Netflix TechBlog (새 탭에서 열림)

넷플릭스는 수천만 명의 시청자가 동시에 접속하는 라이브 이벤트 상황에서 시스템 과부하를 방지하면서도 실시간 개인화 추천을 제공하기 위해 '프리페칭(Prefetching)'과 '실시간 브로드캐스팅'이라는 2단계 전략을 도입했습니다. 이 시스템은 이벤트 시작 전 미리 데이터를 기기에 저장해 두었다가, 실제 시작 시점에는 최소한의 신호만 보내 로컬에서 추천 정보를 활성화함으로써 '천둥 번개 효과(Thundering Herd)' 문제를 효과적으로 해결합니다. 이를 통해 넷플릭스는 클라우드 자원을 무리하게 확장하지 않고도 전 세계 수억 대의 기기에 지연 없는 실시간 스트리밍 경험을 제공할 수 있게 되었습니다. **라이브 이벤트와 시동 시간의 제약** * VOD와 달리 라이브 이벤트는 모든 시청자가 특정 시점에 동시에 접속하므로, 짧은 시간 내에 수억 개의 기기에 업데이트를 전달해야 하는 기술적 난관이 존재합니다. * 단순히 서버를 증설하는 선형적 확장은 비효율적이며, 다른 핵심 서비스의 자원을 고갈시킬 위험이 있습니다. * 성공적인 실시간 추천을 위해서는 업데이트 소요 시간(Time), 서비스 처리 용량(Request Throughput), 요청의 다양성(Compute Cardinality)이라는 세 가지 제약 조건을 동시에 최적화해야 합니다. **프리페칭을 통한 트래픽 분산** * 이벤트 시작 전 사용자가 평소처럼 앱을 탐색하는 동안, 라이브 이벤트와 관련된 메타데이터, 아트워크, 개인화된 추천 리스트를 미리 기기 캐시에 저장합니다. * 이를 통해 서버 요청을 시간에 따라 자연스럽게 분산시켜, 이벤트 직전 발생하는 트래픽 스파이크를 제거하고 시스템 안정성을 확보합니다. * 서버 측에서 미리 계산된 '구체화된 추천(Materialized Recommendations)'을 제공함으로써 기기별 요청의 복잡도를 낮춥니다. **저카디널리티 실시간 브로드캐스팅** * 이벤트가 실제로 시작되거나 일정이 변경될 때, 넷플릭스의 푸시 서비스(Zuul Push)를 통해 연결된 모든 기기에 '저카디널리티(Low-cardinality)' 메시지를 전송합니다. * 이 메시지는 복잡한 데이터를 담지 않고 단순히 미리 캐싱된 데이터를 화면에 표시하라는 트리거 역할만 수행하여 네트워크 부하를 최소화합니다. * '최소 한 번(At-least-once)' 전달 방식을 채택하여 네트워크 상태가 불안정한 기기도 다시 온라인 상태가 되면 누락된 업데이트를 즉시 따라잡을 수 있도록 설계되었습니다. **데이터 기반의 동적 적응** * 라이브 이벤트의 특성상 경기 시간이 지연되거나 일정이 변동될 수 있는데, 브로드캐스팅 시스템은 이러한 실시간 제작 상황에 맞춰 전송 타이밍을 동적으로 조절합니다. * 수천만 대의 기기가 동시에 서버에 데이터를 재요청하는 대신 로컬 데이터를 활용하게 함으로써, 전 세계 모든 사용자가 동일한 순간에 일관된 추천 UI를 볼 수 있게 합니다. 라이브 이벤트와 같은 초고부하 상황에서는 무조건적인 서버 증설보다는 클라이언트의 로컬 자원을 활용하고 서버 부하를 시간적으로 분산하는 아키텍처가 필수적입니다. 실시간성이 중요한 서비스라면 모든 데이터를 실시간으로 전송하기보다, 정적인 데이터는 미리 배치하고 상태 변화를 알리는 최소한의 신호만 실시간으로 처리하는 하이브리드 접근 방식을 권장합니다.

100X Faster: How We Supercharged Netflix Maestro’s Workflow Engine | by Netflix Technology Blog | Netflix TechBlog (새 탭에서 열림)

넷플릭스는 대규모 데이터 및 머신러닝 워크플로우를 관리하는 오케스트레이터인 'Maestro'의 엔진을 전면 개편하여 성능을 100배 이상 향상시켰습니다. 기존 수 초 단위에 달하던 실행 오버헤드를 밀리초(milliseconds) 단위로 단축함으로써, 광고나 라이브 스트리밍과 같이 저지연 및 고빈도 스케줄링이 필요한 신규 비즈니스 요구사항을 충족하게 되었습니다. 이번 업데이트를 통해 Maestro는 확장성뿐만 아니라 극도로 빠른 실행 속도까지 갖추게 되어 개발자들의 작업 효율을 획기적으로 개선했습니다. **기존 아키텍처의 한계와 병목 현상** * **3계층 구조의 복잡성:** Maestro는 API/런타임, 엔진, 내부 플로우 엔진의 3단계로 구성되었으나, 각 계층 간의 데이터 전달과 상태 동기화 과정에서 상당한 시간이 소요되었습니다. * **폴링(Polling) 방식의 지연:** 기존의 내부 플로우 엔진은 일정 간격으로 태스크를 확인하는 폴링 방식으로 동작하여, 단계별 상태 전이 시마다 초 단위의 불필요한 대기 시간이 발생했습니다. * **분산 큐 및 데이터베이스 부하:** 분산 작업 큐(Dyno-queues)와 데이터베이스 액세스 패턴에서 발생하는 오버헤드로 인해 워크플로우가 복잡해질수록 전체 실행 속도가 저하되는 문제가 있었습니다. * **경합 조건 발생:** 강력한 일관성 보장이 부족하여 특정 단계가 두 개의 워커에서 동시에 실행되는 등의 레이스 컨디션(Race condition) 문제가 간혹 발생했습니다. **100배 빠른 엔진을 위한 설계 최적화** * **이벤트 기반 리액티브 모델:** 폴링 방식을 폐기하고 이벤트 기반 아키텍처를 도입하여, 태스크 완료 즉시 다음 단계가 실행되도록 지연 시간을 최소화했습니다. * **상태 머신 직접 관리:** 워크플로우 그래프를 내부 플로우 태스크로 변환하던 중간 레이어를 제거하고, 엔진이 직접 워크플로우와 단계별 상태 머신을 제어하도록 단순화했습니다. * **데이터 액세스 최적화:** 데이터베이스 쓰기 횟수를 줄이고 효율적인 캐싱 및 분산 잠금(Distributed Locking) 메커니즘을 적용하여 성능과 안정성을 동시에 확보했습니다. * **추상화 계층 정합성:** Maestro 엔진이 상태 전이와 생명주기를 전담하게 함으로써, 하부 플로우 엔진에 대한 의존성을 없애고 엔진의 실행 효율을 극대화했습니다. **성능 향상 결과 및 활용 사례** * **실행 속도 극대화:** 워크플로우 엔진의 내부 오버헤드가 수 초에서 밀리초 단위로 줄어들며 전체적인 응답 속도가 100배 이상 개선되었습니다. * **신규 비즈니스 지원:** 1시간 미만의 짧은 주기로 실행되는 스케줄링이나 광고(Ads), 게임 등 저지연 워크플로우가 필수적인 도메인에 적용 가능해졌습니다. * **개발 생산성 제고:** 반복적인 개발 및 테스트 사이클에서 발생하는 대기 시간이 사라져 엔지니어들의 반복 작업 효율이 크게 향상되었습니다. 대규모 확장성과 초고성능을 동시에 요구하는 환경이라면, 넷플릭스에서 검증되고 오픈 소스로 공개된 최신 버전의 Maestro 도입을 적극적으로 검토해 볼 가치가 있습니다. 특히 기존 워크플로우 엔진의 지연 시간으로 인해 실시간 처리에 어려움을 겪고 있는 조직에 강력한 해결책이 될 수 있습니다.