메시지 지향 미들웨어

3. 미들웨어의 종류

• 원격 프로시저 호출(RPC) 기반 미들웨어
• 객체 요청 브로커(ORB) 기반 미들웨어^[3]
• 메시지 지향 미들웨어(MOM) 기반 미들웨어

4. 메시지 지향 미들웨어 (MOM)

메시지 지향 미들웨어(Message-Oriented Middleware, MOM)는 메시지를 사용하여 응용 소프트웨어 간 비동기 통신을 지원하는 미들웨어 유형이다. MOM은 메시지 큐 시스템에 의존하는 경우가 많으며, 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 배포 방식을 사용하기도 한다.

MOM 시스템에서 클라이언트는 API를 호출하여 제공자가 관리하는 대상에 메시지를 보낸다. 이 호출은 제공자 서비스를 통해 메시지를 라우팅하고 전달한다. 메시지를 보낸 후 클라이언트는 다른 작업을 계속할 수 있으며, 제공자는 수신 클라이언트가 메시지를 검색할 때까지 메시지를 보관한다. 이러한 메시지 기반 모델은 제공자의 중재와 결합되어 느슨하게 결합된 구성 요소 시스템을 만든다.^[4]

MOM은 요청-응답 아키텍처와 반대되는 개념으로, 비동기 메시지 전달에 의존하는 상호 응용 소프트웨어 통신 소프트웨어의 한 범주이다. 비동기 시스템에서 메시지 큐는 대상 프로그램이 사용 중이거나 연결되지 않은 경우에도 임시 저장소 역할을 한다. 대부분의 비동기 MOM 시스템은 영구 저장소를 제공하여 메시지 큐를 백업하므로, 송신자와 수신자가 동시에 네트워크에 연결될 필요가 없으며, 간헐적인 연결 문제도 해결된다. 수신 응용 프로그램이 실패하더라도 발신자는 영향을 받지 않고 계속 작업을 할 수 있으며, 보낸 메시지는 메시지 큐에 축적되어 수신자가 다시 시작될 때 나중에 처리된다.

메시지 지향 미들웨어 시스템에서 목적지에 수신된 메시지는 원래 전송된 메시지와 동일할 필요가 없다. MOM 시스템은 내장된 기능을 통해 메시지를 변환하고 송신자 또는 수신자의 요구 사항에 맞게 라우팅할 수 있다.

4. 1. 장점

• 비동기 통신: 송신자와 수신자가 동시에 네트워크에 연결되어 있을 필요가 없다. 네트워크 품질이 낮거나 연결이 간헐적인 경우에도 메시지를 안정적으로 전달할 수 있다. 송신자는 수신자의 상태와 관계없이 메시지를 보내고 다른 작업을 계속할 수 있으며, 수신자는 나중에 메시지를 처리할 수 있다.
• 메시지 저장 및 전달: 메시지는 큐에 저장되어 수신자가 준비될 때까지 보관된다. 수신 애플리케이션이 중지되더라도 메시지는 유실되지 않고 나중에 처리될 수 있다.
• 라우팅 및 멀티캐스트: 미들웨어는 메시지를 적절한 수신자에게 라우팅하고, 필요한 경우 여러 수신자에게 동시에 메시지를 보낼 수 있다.
• 메시지 변환: 송신자와 수신자의 요구에 따라 메시지 형식을 변환할 수 있다. 이를 통해 서로 다른 시스템 간의 통신이 가능해진다. 최근의 MOM은 GUI 기반의 변환 도구를 제공하여 개발자가 쉽게 변환 규칙을 설정할 수 있게 되었다.
• 느슨한 결합: MOM을 사용하면 구성 요소 간의 결합도를 낮출 수 있다. 송신자와 수신자는 서로 직접 통신하지 않고 MOM을 통해 메시지를 주고받기 때문에, 한 구성 요소의 변경이 다른 구성 요소에 미치는 영향이 줄어든다.
• 관리 용이성: MOM은 관리 인터페이스를 제공하여 성능을 모니터링하고 조정할 수 있다. 이를 통해 상호 운용성, 신뢰성, 보안, 확장성 및 성능과 같은 문제를 MOM 시스템에서 처리할 수 있다.

4. 2. 단점

4. 3. 표준 부족 문제

이러한 표준 및 프로토콜의 등장으로 메시지 지향 미들웨어 시스템 간의 상호 운용성 문제가 점차 해결되고 있다.

5. 표준 및 프로토콜

과거에는 메시지 지향 미들웨어 사용을 규정하는 표준화가 부족하여 문제가 발생했다. 주요 벤더들은 각자 고유의 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)와 관리 도구를 갖춘 자체 구현을 가지고 있었다.^[2]

자바 EE 프로그래밍 환경은 대부분의 MOM 공급업체에서 구현되는 자바 메시지 서비스(JMS)라는 표준 API를 제공하며 특정 MOM API 구현을 숨기는 것을 목표로 한다. 그러나 JMS는 교환되는 메시지의 형식을 정의하지 않으므로 JMS 시스템은 상호 운용할 수 없다.^[2]

메시지 지향 미들웨어에 대한 오랜 표준 중 하나는 X/Open 그룹의 XATMI 사양(분산 트랜잭션 처리: XATMI 사양)으로, 이는 프로세스 간 통신을 위한 API를 표준화한다. 이 API의 구현으로는 ATR Baltic의 Enduro/X 미들웨어와 오라클의 턱시도가 있다.^[2]

고급 메시지 큐 프로토콜(AMQP)는 OASIS^[5] 및 ISO^[6] 표준으로 승인된 프로토콜이다. AMQP는 참여하는 애플리케이션 구성 요소 간에 사용되는 프로토콜과 형식을 정의하므로 구현 간 상호 운용이 가능하다. P2P형 메시징, 발행/구독형 메시징 또는 이를 조합한 것 등을 정의할 수 있을 정도로 유연하며, 이 분야의 표준이 될 가능성이 있을 정도로 강력하다.^[10] AMQP는 점대점 통신, 팬아웃, 게시/구독, 요청-응답을 포함한 일반적인 메시징 패턴과 유연한 라우팅 체계를 함께 사용될 수 있다. (프로토콜 표준 자체의 v1.0에서는 의도적으로 생략되었지만, 라우팅을 위해 특정 구현 및/또는 기본 네트워크 프로토콜에 의존한다.) 또한 트랜잭션 관리, 큐잉, 분산, 보안, 관리, 클러스터링, 페더레이션 및 이기종 멀티 플랫폼 지원을 지원한다. AMQP를 사용하는 Java 애플리케이션은 일반적으로 Java JMS로 작성된다. 다른 구현은 C#, C++, PHP, Python, Ruby 및 기타 프로그래밍 언어에 대한 API를 제공한다.^[2]

고수준 아키텍처(HLA IEEE 1516)는 시뮬레이션 상호 운용성을 위한 전기 전자 기술자 협회(IEEE) 및 시뮬레이션 상호 운용성 표준 기구(SISO) 표준이다. C++ 또는 Java의 API를 통해 제공되는 일련의 서비스를 정의한다. 이 서비스는 모듈식 연합 객체 모델을 기반으로 게시/구독 기반 정보 교환을 제공한다. 또한 논리적 시뮬레이션 시간을 기반으로 조정된 데이터 교환 및 시간 전진, 동기화 지점을 위한 서비스도 있다. 추가 서비스는 소유권 이전, 데이터 분산 최적화, 참여 연합 시스템(Federate)의 모니터링 및 관리를 제공한다.^[2]

MQ 텔레메트리 전송(MQTT)는 OASIS 조직에서 지원하는 ISO 표준(ISO/IEC PRF 20922)이다. 작은 코드 공간이 필요하거나 네트워크 대역폭이 중요한 M2M/IoT 환경에서 통신에 적합한 TCP/IP 상의 경량 게시/구독 신뢰성 메시징 전송 프로토콜을 제공한다.^[2]

객체 관리 그룹의 데이터 분산 서비스(DDS)는 확장 가능하고, 실시간이며, 신뢰할 수 있고, 고성능이며, 게시자 및 구독자 간의 상호 운용 가능한 데이터 교환을 가능하게 하는 메시지 지향 게시/구독(P/S) 미들웨어 표준을 제공한다.^[7] 이 표준은 C++, C++11, C, Ada, Java 및 Ruby에 대한 인터페이스를 제공한다.^[2]

확장 가능한 메시징 및 상태 프로토콜(XMPP)은 확장 가능한 마크업 언어(XML)를 기반으로 하는 메시지 지향 미들웨어용 통신 프로토콜이다.^[11] 확장 가능하도록 설계된 이 프로토콜은 게시-구독 시스템, VoIP 신호, 비디오, 파일 전송, 게임, 스마트 그리드와 같은 사물 인터넷(IoT) 애플리케이션 및 소셜 네트워킹 서비스에도 사용되었다. 대부분의 인스턴트 메시징 프로토콜과 달리 XMPP는 개방형 표준으로 정의되어 있으며 개발 및 애플리케이션에 개방형 시스템 접근 방식을 사용한다. 이를 통해 누구든지 XMPP 서비스를 구현하고 다른 조직의 구현과 상호 운용할 수 있다. XMPP는 개방형 프로토콜이므로 모든 소프트웨어 라이선스를 사용하여 구현을 개발할 수 있다. 많은 서버, 클라이언트 및 라이브러리 구현이 자유 오픈 소스 소프트웨어로 배포되지만 많은 프리웨어 및 독점 소프트웨어 구현도 존재한다.^[2]

스트리밍 텍스트 지향 메시징 프로토콜(STOMP)(구 TTMP)는 간단한 텍스트 기반 프로토콜로서, STOMP 클라이언트가 프로토콜을 지원하는 모든 메시지 브로커와 통신할 수 있도록 하는 상호 운용 가능한 와이어 형식을 제공한다.^[12]

특히 C 클라이언트에 공통 API를 제공하는 것을 목표로 하는 활발하게 진화하는 OpenMAMA 프로젝트와 함께 비슷한 노력이 이루어지고 있다. 2012년 8월 현재 주로 게시-구독 미들웨어를 통해 시장 지향 데이터(예: 주식 시세)를 배포하는 데 적합하다.^[2]

추가된 트렌드에 따르면, 메시지 지향 미들웨어 기능은 일반적으로 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 주문형 반도체(ASIC) 또는 기타 특수 실리콘 칩에서 하드웨어로 구현되고 있다.^[13][14]

6. 메시지 큐잉

메시지 지향 미들웨어(MOM) 시스템에서, 메시지 큐는 분산된 애플리케이션 간의 정보 교환을 가능하게 한다. 메시지 큐는 메모리 또는 디스크에 저장될 수 있으며, 서비스 소비자에 의해 처리될 때까지 큐에 남아 있는다.^[9] 메시지 큐를 사용하면 애플리케이션을 독립적으로 구현할 수 있으며, 서로의 위치를 알 필요 없이 메시지를 주고받을 수 있다.^[9]

많은 메시지 지향 미들웨어는 전송되는 메시지의 백업을 유지함으로써 영속성을 제공한다. 즉, 송신 측과 수신 측은 동시에 네트워크에 접속할 필요가 없다. 이는 네트워크 품질이 낮거나 사용자가 불규칙적으로 접속하거나 접속에 시간 제한이 있는 경우 등 접속이 단속적인 경우에 특히 유용하다. 또한 수신 측에서 문제가 발생하여 애플리케이션이 중지되더라도 송신 측은 이에 영향을 받지 않고 전송을 계속하며 메시지를 저장해두고, 나중에 수신 측 애플리케이션이 재개되었을 때 처리가 이루어진다.^[9]

7. 최근 동향

고급 메시지 큐잉 프로토콜(AMQP)은 메시지 지향 미들웨어를 위한 개방형 표준 응용 계층 프로토콜이다.^[10] 객체 관리 그룹(OMG)의 데이터 분산 서비스(DDS)와 공통 객체 요청 브로커 아키텍처(CORBA)는 많은 새로운 표준을 추가했다. CORBA는 최근 C#에 대한 새로운 언어 매핑과 최신 C++(C++) 언어 표준 업데이트를 지원하기 위한 IDL-C++ 매핑 사양 업데이트를 포함한다. 확장 가능한 메시징 및 상태 프로토콜(XMPP)은 확장 가능한 마크업 언어(XML)를 기반으로 하는 메시지 지향 미들웨어를 위한 통신 프로토콜이다.^[11] 스트리밍 텍스트 지향 메시징 프로토콜(STOMP)는 간단한 텍스트 기반 프로토콜로, STOMP 클라이언트가 프로토콜을 지원하는 모든 메시지 브로커와 통신할 수 있도록 하는 상호 운용 가능한 와이어 형식을 제공한다.^[12]

최근에는 메시지 지향 미들웨어 기능이 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 주문형 반도체(ASIC) 등 하드웨어로 구현되는 추세가 나타나고 있다.^[13]

참조

_[1] 서적 Message-Oriented Middleware https://www.wiley.co[...] John Wiley and Sons 2004
_[2] 서적 Message Oriented Middleware http://docs.oracle.c[...]
_[3] 서적 Common Object Request Broker Architecture https://www.omg.org/[...]
_[4] 웹사이트 E. Curry, D. Chambers, and G. Lyons, "Extending Message-Oriented Middleware using Interception", presented at Third International Workshop on Distributed Event-Based Systems (DEBS '04), ICSE '04, Edinburgh, Scotland, UK, 2004. http://www.edwardcur[...] 2011-08-09
_[5] 간행물 1.0 Becomes OASIS Standard http://www.amqp.org/[...] AMQP 2012-10-31
_[6] 웹사이트 ISO/IEC 19464:2014 http://www.iso.org/c[...]
_[7] 문서 Data Distribution Service for Real-time Systems (DDS) Object Management Group 2007-01
_[8] 문서 http://www.disa.mil/[...] 2013-05-23
_[9] 웹사이트 MQ – Introduction to Message Oriented Middleware and IBM MQ https://itgix.com/bl[...] 2018-08-30
_[10] 문서 OASIS AMQP version 1.0, sections 2.6.7-2.6.8 OASIS AMQP Technical Committee 2012-06-18
_[11] 간행물 XMPP as MOM Greater NOrdic MIddleware Symposium (GNOMIS) 2005-04-18
_[12] 웹사이트 STOMP Protocol Specification, Version 1.2 https://stomp.github[...] 2012-10-22
_[13] 웹사이트 Are You Soft in the Middle? The future of enterprise IT rests in hardware applications http://advice.cio.co[...] 2009-02-09
_[14] 문서 ORB''express'' for Field Programmable on Gate Arrays https://www.ois.com/[...] FPGA