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에어플로우 아키텍처 이해하기

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AI가 제공하는 얕고 넓은 지식을 위한 짤막한 글입니다!



에어플로우 아키텍처 소개

에어플로우는 데이터 파이프라인을 관리하고 스케줄링하는 도구로, 복잡한 워크플로우를 자동화하는 데 사용됩니다. 에어플로우의 기본 아키텍처는 스케줄러와 워커로 구성되며, 이 두 컴포넌트가 협력하여 작업을 처리합니다.

스케줄러는 작업을 계획하고, 워커는 실제 작업을 수행합니다. 이 구조는 마스터-슬레이브 아키텍처와 유사합니다. 왜냐하면 스케줄러가 마스터 역할을 하고, 워커가 슬레이브 역할을 하기 때문입니다.

에어플로우는 다양한 익스큐터를 지원합니다. 로컬 익스큐터, 셀러리 익스큐터 등이 있으며, 각 익스큐터는 특정 상황에 맞게 사용됩니다. 왜냐하면 각 익스큐터는 성능과 확장성에서 차이가 있기 때문입니다.

에어플로우의 아키텍처는 비동기 처리를 기반으로 합니다. 이는 대규모 데이터 처리에 적합합니다. 왜냐하면 비동기 처리는 동기 처리보다 효율적이기 때문입니다.

에어플로우는 다양한 장애 상황을 고려하여 설계되었습니다. 예를 들어, 스케줄러가 죽었다가 다시 살아날 때도 워커와의 통신을 유지할 수 있습니다. 왜냐하면 외부 저장소를 사용하여 상태를 관리하기 때문입니다.



스케줄러와 워커의 역할

스케줄러는 에어플로우의 핵심 컴포넌트 중 하나로, 작업을 계획하고 관리합니다. 스케줄러는 DAG(Directed Acyclic Graph)를 기반으로 작업을 스케줄링합니다. 왜냐하면 DAG는 작업 간의 의존성을 명확히 표현할 수 있기 때문입니다.

스케줄러는 주기적으로 DAG를 파싱하고, 실행 가능한 작업을 워커에게 할당합니다. 이 과정에서 스케줄러는 데이터베이스를 사용하여 상태를 관리합니다. 왜냐하면 데이터베이스는 상태 관리에 효율적이기 때문입니다.

워커는 스케줄러로부터 할당받은 작업을 실제로 수행합니다. 워커는 다양한 작업을 병렬로 처리할 수 있습니다. 왜냐하면 워커는 멀티스레딩을 지원하기 때문입니다.

워커는 작업을 수행한 후, 결과를 스케줄러에게 보고합니다. 이 과정에서 워커는 스케줄러와의 통신을 유지해야 합니다. 왜냐하면 작업의 성공 여부를 스케줄러가 알아야 하기 때문입니다.

스케줄러와 워커 간의 통신은 주로 메시지 큐를 통해 이루어집니다. 이는 비동기 통신을 가능하게 합니다. 왜냐하면 메시지 큐는 비동기 메시징을 지원하기 때문입니다.



익스큐터의 종류와 선택

에어플로우는 다양한 익스큐터를 지원합니다. 로컬 익스큐터, 셀러리 익스큐터, 쿠버네티스 익스큐터 등이 있습니다. 각 익스큐터는 특정 상황에 맞게 선택됩니다. 왜냐하면 각 익스큐터는 성능과 확장성에서 차이가 있기 때문입니다.

로컬 익스큐터는 단일 노드에서 모든 작업을 처리합니다. 이는 소규모 프로젝트에 적합합니다. 왜냐하면 설정이 간단하고, 관리가 용이하기 때문입니다.

셀러리 익스큐터는 분산 환경에서 작업을 처리합니다. 이는 대규모 프로젝트에 적합합니다. 왜냐하면 여러 워커를 사용하여 작업을 병렬로 처리할 수 있기 때문입니다.

쿠버네티스 익스큐터는 쿠버네티스 클러스터에서 작업을 처리합니다. 이는 클라우드 환경에 적합합니다. 왜냐하면 쿠버네티스는 자동 확장과 자원 관리를 지원하기 때문입니다.

익스큐터를 선택할 때는 프로젝트의 규모와 요구 사항을 고려해야 합니다. 왜냐하면 각 익스큐터는 장단점이 있기 때문입니다.



에어플로우의 장애 처리

에어플로우는 다양한 장애 상황을 고려하여 설계되었습니다. 예를 들어, 스케줄러가 죽었다가 다시 살아날 때도 워커와의 통신을 유지할 수 있습니다. 왜냐하면 외부 저장소를 사용하여 상태를 관리하기 때문입니다.

스케줄러는 작업의 상태를 주기적으로 데이터베이스에 저장합니다. 이는 장애 발생 시 복구를 용이하게 합니다. 왜냐하면 데이터베이스에 저장된 상태를 기반으로 복구할 수 있기 때문입니다.

워커는 작업을 수행한 후, 결과를 스케줄러에게 보고합니다. 이 과정에서 워커는 스케줄러와의 통신을 유지해야 합니다. 왜냐하면 작업의 성공 여부를 스케줄러가 알아야 하기 때문입니다.

에어플로우는 장애 발생 시 자동으로 재시도하는 기능을 제공합니다. 이는 작업의 신뢰성을 높입니다. 왜냐하면 일시적인 장애로 인한 작업 실패를 방지할 수 있기 때문입니다.

에어플로우는 다양한 로그와 모니터링 도구를 제공합니다. 이는 장애 원인을 분석하고, 문제를 해결하는 데 도움을 줍니다. 왜냐하면 로그와 모니터링은 시스템 상태를 파악하는 데 필수적이기 때문입니다.



에어플로우와 다른 아키텍처 비교

에어플로우는 스케줄러-워커 구조를 기반으로 합니다. 이는 스파크의 드라이버-익스큐터 구조와 유사합니다. 왜냐하면 두 구조 모두 마스터-슬레이브 아키텍처를 따르기 때문입니다.

스파크는 대규모 데이터 처리를 위한 분산 컴퓨팅 시스템입니다. 스파크의 드라이버는 작업을 계획하고, 익스큐터는 실제 작업을 수행합니다. 이는 에어플로우의 스케줄러와 워커의 역할과 유사합니다.

에어플로우는 주로 데이터 파이프라인을 관리하는 데 사용됩니다. 반면, 스파크는 데이터 분석과 머신러닝 작업에 주로 사용됩니다. 왜냐하면 스파크는 고성능 데이터 처리 엔진을 제공하기 때문입니다.

에어플로우와 스파크는 모두 비동기 처리를 지원합니다. 이는 대규모 데이터 처리에 적합합니다. 왜냐하면 비동기 처리는 동기 처리보다 효율적이기 때문입니다.

에어플로우와 스파크는 모두 다양한 익스큐터를 지원합니다. 이는 유연한 아키텍처 설계를 가능하게 합니다. 왜냐하면 각 익스큐터는 특정 상황에 맞게 선택될 수 있기 때문입니다.



결론

에어플로우는 데이터 파이프라인을 관리하고 스케줄링하는 강력한 도구입니다. 스케줄러와 워커의 구조를 통해 복잡한 작업을 효율적으로 처리할 수 있습니다. 왜냐하면 이 구조는 마스터-슬레이브 아키텍처를 기반으로 하기 때문입니다.

에어플로우는 다양한 익스큐터를 지원하여 유연한 아키텍처 설계를 가능하게 합니다. 이는 프로젝트의 요구 사항에 맞게 선택될 수 있습니다. 왜냐하면 각 익스큐터는 성능과 확장성에서 차이가 있기 때문입니다.

에어플로우는 다양한 장애 상황을 고려하여 설계되었습니다. 이는 시스템의 신뢰성을 높입니다. 왜냐하면 장애 발생 시 자동으로 복구할 수 있기 때문입니다.

에어플로우와 스파크는 유사한 아키텍처를 가지고 있지만, 사용 목적이 다릅니다. 에어플로우는 주로 데이터 파이프라인을 관리하는 데 사용되고, 스파크는 데이터 분석과 머신러닝 작업에 사용됩니다. 왜냐하면 두 시스템은 각각의 강점을 가지고 있기 때문입니다.

에어플로우를 효과적으로 사용하기 위해서는 아키텍처와 각 컴포넌트의 역할을 이해하는 것이 중요합니다. 이는 시스템의 효율성과 신뢰성을 높이는 데 도움이 됩니다. 왜냐하면 각 컴포넌트의 역할을 명확히 이해해야 최적의 설정을 할 수 있기 때문입니다.

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