소프트웨어 아키텍처 View - Perry and Wolf's Model: 아키텍처 설계의 기본 구성요소

소프트웨어 아키텍처 View - Perry and Wolf's Model: 아키텍처 설계의 기본 구성요소

• 개요
• Elements(요소): 아키텍처의 기본 구성 블록
• Form(형태): 요소들의 관계와 배치
• Rationale(근거): 아키텍처 결정의 배경
• Perry and Wolf's Model의 실무 적용
  • 1. 아키텍처 설계 프로세스에 적용
  • 2. 다양한 산업 분야별 적용 사례
  • 3. 현대적 아키텍처 패러다임과의 연계
• 현대 아키텍처 프레임워크와의 관계
• 결론 및 시사점
• Keywords

개요

• Perry와 Wolf가 1992년에 제안한 소프트웨어 아키텍처 모델은 현대 아키텍처 설계의 기초.
• 소프트웨어 시스템을 구성하는 세 가지 핵심 관점(View): Elements(요소), Form(형태), Rationale(근거).
• 건축학에서 영감을 받아 소프트웨어 설계에 적용한 혁신적 접근법.
• 이 모델은 이후 등장한 다양한 아키텍처 프레임워크의 이론적 토대 역할.

Elements(요소): 아키텍처의 기본 구성 블록

• 정의: 소프트웨어 시스템을 구성하는 기본 빌딩 블록.

• 세 가지 주요 요소 유형:

  1. 처리 요소(Processing Elements): 데이터 변환과 처리를 담당
     • 예: 서비스, 마이크로서비스, 컴포넌트, 모듈, 함수 등
     • 데이터 입력을 받아 출력 생성하는 능동적 구성요소
  2. 데이터 요소(Data Elements): 처리 요소가 사용하거나 생성하는 정보
     • 예: 데이터베이스, 파일, 메시지, 입출력 매개변수 등
     • 시스템 내에서 정보의 저장과 전달 담당
  3. 연결 요소(Connecting Elements): 처리 요소와 데이터 요소 간의 관계 정의
     • 예: 프로시저 호출, 메시지 큐, 파이프, 이벤트 등
     • 시스템 구성요소 간 통신과 상호작용 방식 결정

• 실제 적용 사례:

  • 마이크로서비스 아키텍처에서:
    • 처리 요소: 개별 마이크로서비스
    • 데이터 요소: 각 서비스의 데이터베이스
    • 연결 요소: REST API, 메시지 브로커(Kafka, RabbitMQ 등)

graph TD
    subgraph "Elements(요소)"
        PE[처리 요소<br>Processing Elements]
        DE[데이터 요소<br>Data Elements]
        CE[연결 요소<br>Connecting Elements]
    end

    PE -->|생성/변환| DE
    PE <-->|상호작용| PE
    DE <-->|저장/접근| DE
    CE -->|연결| PE
    CE -->|연결| DE

Form(형태): 요소들의 관계와 배치

• 정의: 시스템 요소들이 어떻게 서로 관련되고 구성되는지를 나타내는 속성.

• 주요 특성:

  1. 제약조건(Constraints): 요소의 배치와 관계에 대한 제한사항
     • 예: 계층 구조, 접근 제어, 의존성 규칙
  2. 토폴로지(Topology): 요소들의 물리적/논리적 배치와 구성
     • 예: 계층형, 클라이언트-서버, 파이프-필터, 이벤트 기반 구조
  3. 속성과 관계(Properties and Relations): 요소들 간의 연결과 상호작용 방식
     • 예: 동기/비동기 통신, 단방향/양방향 흐름, 강결합/약결합

• 중요성:

  • 시스템의 품질 속성(확장성, 성능, 보안, 유지보수성)에 직접적 영향
  • 개발 팀 간 의사소통과 협업의 기준점 제공
  • 시스템 변경과 진화의 가능성과 한계 설정

• 실제 적용 사례:

  • 마이크로프론트엔드 아키텍처:
    • 제약조건: 각 팀이 담당하는 UI 영역 분리, 공유 상태 최소화
    • 토폴로지: 컴포지션 패턴(iframe, Web Components, JS 런타임 통합)
    • 속성/관계: 이벤트 기반 통신, 느슨한 결합

graph TD
    subgraph "Form(형태)"
        C[제약조건<br>Constraints]
        T[토폴로지<br>Topology]
        R[속성과 관계<br>Properties & Relations]
    end

    C -->|영향| E[Elements]
    T -->|구성| E
    R -->|정의| E

Rationale(근거): 아키텍처 결정의 배경

• 정의: 아키텍처 설계 결정의 이유와 논리적 근거.

• 핵심 측면:

  1. 비즈니스 목표 및 요구사항:
     • 시스템이 충족해야 할 비즈니스 목표와 사용자 요구
     • 예: 시장 출시 기간 단축, 사용자 경험 개선, 비용 효율성
  2. 품질 속성 요구사항:
     • 성능, 확장성, 보안, 유지보수성, 가용성 등에 대한 요구
     • 예: 5초 이내 응답시간, 99.99% 가용성, 10만 동시 사용자 지원
  3. 제약조건 및 영향 요인:
     • 기술적, 조직적, 재정적 제약
     • 예: 기존 레거시 시스템과의 통합, 특정 기술 스택 채택, 팀 역량

• Rationale의 중요성:

  • 미래의 변경과 진화 과정에서 결정의 맥락 제공
  • 아키텍처 평가 및 검토를 위한 기준점
  • 새로운 팀원과 이해관계자에게 아키텍처 이해 촉진
  • 시간이 지나도 설계 의도를 기억하게 함

• 문서화 방법:

  • 아키텍처 결정 기록(Architecture Decision Records, ADR)
  • 품질 속성 시나리오
  • 트레이드오프 분석 및 민감도 분석

graph TD
    subgraph "Rationale(근거)"
        B[비즈니스 목표]
        Q[품질 속성 요구사항]
        C[제약조건]
    end

    B -->|정당화| D[아키텍처 결정]
    Q -->|영향| D
    C -->|제한| D

    D -->|형성| A[아키텍처]

Perry and Wolf's Model의 실무 적용

1. 아키텍처 설계 프로세스에 적용

• 초기 요구사항 분석:

  • Rationale 요소 정의: 비즈니스 목표, 품질 속성, 제약조건 식별
  • 예: 금융 거래 시스템의 경우 보안과 트랜잭션 무결성을 최우선 Rationale로 식별

• 아키텍처 요소 선택:

  • Elements 도출: 필요한 처리, 데이터, 연결 요소 결정
  • 예: 마이크로서비스(처리), NoSQL DB(데이터), REST API(연결) 등 선택

• 구조적 설계:

  • Form 결정: 요소 간 관계와 배치 패턴 설계
  • 예: 이벤트 기반 아키텍처, CQRS 패턴, 계층화된 보안 모델 등 적용

2. 다양한 산업 분야별 적용 사례

• 금융 시스템:

  • Elements: 트랜잭션 처리 서비스, 계정 데이터, 암호화된 통신 채널
  • Form: 다중 계층 보안 아키텍처, 분산 트랜잭션 패턴
  • Rationale: 규제 준수, 데이터 무결성, 보안 우선

• 전자상거래 플랫폼:

  • Elements: 카탈로그 서비스, 주문 프로세싱, 사용자 프로필, 결제 게이트웨이
  • Form: 마이크로서비스 아키텍처, 이벤트 소싱, CQRS
  • Rationale: 확장성, 피크 트래픽 처리, 쇼핑 경험 최적화

• 의료정보 시스템:

  • Elements: 환자 기록 저장소, 진단 지원 서비스, 상호운용성 커넥터
  • Form: 모듈형 아키텍처, 표준 기반 인터페이스, 데이터 분리
  • Rationale: 규제 준수(HIPAA 등), 데이터 개인정보 보호, 시스템 안정성

3. 현대적 아키텍처 패러다임과의 연계

• 클라우드 네이티브 아키텍처:

  • Elements: 컨테이너화된 마이크로서비스, 클라우드 저장소, 서비스 메시
  • Form: 오케스트레이션(Kubernetes), 서버리스 패턴, 탄력적 스케일링
  • Rationale: 운영 효율성, 클라우드 비용 최적화, 빠른 배포

• DevOps 및 CI/CD 파이프라인:

  • Elements: 빌드 서버, 테스트 환경, 배포 도구
  • Form: 파이프라인 구조, 자동화된 워크플로우
  • Rationale: 빠른 피드백 루프, 품질 보증, 배포 위험 감소

flowchart TD
    subgraph "Perry & Wolf's Model"
        E[Elements]
        F[Form]
        R[Rationale]
    end

    subgraph "실제 시스템 구현"
        MS[마이크로서비스]
        DB[데이터베이스]
        API[API 게이트웨이]
        K8S[Kubernetes]
        QA[품질 속성 충족]
    end

    E -->|구현| MS
    E -->|구현| DB
    E -->|구현| API
    F -->|구성| K8S
    F -->|패턴| API
    R -->|보장| QA

현대 아키텍처 프레임워크와의 관계

• 4+1 View Model(Kruchten):

  • Perry & Wolf 모델의 개념을 확장하여 다양한 관점(논리, 프로세스, 개발, 물리, 시나리오) 제시
  • Elements는 각 뷰에서 서로 다른 방식으로 표현됨

• SEI 아키텍처 접근법:

  • 품질 속성 시나리오를 통해 Rationale을 구체화
  • 아키텍처 전술(Tactics)을 통해 Form을 체계화

• C4 모델:

  • 다양한 추상화 수준(컨텍스트, 컨테이너, 컴포넌트, 코드)에서 Elements와 Form을 표현
  • Elements의 계층적 분해를 강조

결론 및 시사점

• Perry & Wolf 모델은 간결하지만 소프트웨어 아키텍처의 본질을 포착한 강력한 프레임워크.
• Elements, Form, Rationale의 세 가지 핵심 요소는 30년이 지난 현재도 모든 아키텍처 접근법의 기반.
• 복잡한 현대 시스템에서도 이 세 가지 관점으로 아키텍처를 바라보면 본질적 구조와 결정 이유를 명확히 이해 가능.
• 아키텍처 문서화, 검토, 평가 시 세 요소를 명시적으로 다루는 것이 효과적.
• 향후 등장할 새로운 아키텍처 패러다임에서도 이 기본 모델의 관점은 계속 유효할 것.

Perry & Wolf의 모델은 단순히 이론적 프레임워크가 아닌, 실무 아키텍트가 복잡한 설계 작업을 체계적으로 접근할 수 있게 해주는 실용적 사고 도구이다. 아키텍처 설계와 리뷰 과정에서 "Elements, Form, Rationale"의 렌즈를 통해 바라보면 보다 완전하고 균형 잡힌 아키텍처 결정이 가능해진다.

Keywords

Software Architecture, Elements, Form, Rationale, 소프트웨어 아키텍처, 아키텍처 뷰, 설계 근거, 아키텍처 모델, 품질 속성, 설계 결정