이 글은 와탭이 외부 필진과 협력하여 제작한 콘텐츠로, 현업에서 활동하는 전문가의 경험과 인사이트를 독자 여러분께 전달하고자 합니다.
이 글은 대규모 환경에서 Prometheus와 Grafana를 효과적으로 운영하기 위한 실용적인 로드맵을 제공합니다. 먼저 널리 사용되는 오픈소스 스택과 상용 SaaS(Software as a Service) 플랫폼을 비교 분석하고, 나아가 오픈소스와 상용 서비스인 와탭(WhaTap)을 함께 사용하여 시너지를 내는 '하이브리드 관측성 전략'을 구체적으로 다룰 것입니다.
확장성을 고려한 아키텍처 설계부터 성능 최적화, 그리고 두 세계의 장점을 모두 활용하는 현실적인 가이드를 통해, 독자들이 장애를 조기에 탐지하고 깊이 있는 인사이트를 얻는 방법을 습득하는 것을 목표로 합니다.
초기 단계의 많은 조직은 단일 Prometheus 인스턴스로 모놀리식 애플리케이션을 모니터링하는 것으로 시작합니다. 이 방식은 단순하고 효과적이며, 시스템의 상태를 파악하는 데 충분합니다. 하지만 비즈니스가 성장하고 기술 스택이 진화함에 따라 이러한 단순한 구조는 한계에 부딪힙니다.
마이크로서비스 아키텍처(MSA), 쿠버네티스 클러스터, 서버리스 함수, 멀티 클라우드 환경이 도입되면서 모니터링해야 할 대상과 메트릭의 양은 기하급수적으로 폭발합니다. 이제 문제는 "서버가 다운되었는가?"가 아니라 "서로 의존하는 수십 개의 서비스 중 왜 사용자 경험이 저하되고 있는가?"와 같이 복잡하고 다차원적으로 변합니다. 이러한 분산 환경에서는 개별 서비스의 장애가 전체 시스템으로 전파될 수 있으며, 여러 서비스에 걸친 통합 테스트와 디버깅의 복잡성은 크게 증가합니다.
이러한 환경의 폭발적인 복잡성은 단순히 더 많은 메트릭을 수집하는 것으로 해결되지 않습니다. 근본적으로 디버깅의 선형적인 경로가 사라졌다는 것이 핵심 문제입니다. 이는 전통적인 모니터링(알려진 불확실성을 추적하는 것)의 한계를 드러내며, 시스템 내부 상태를 외부 출력을 통해 추론하는 관측성(알려지지 않은 불확실성을 탐색하는 것)으로의 전환을 요구합니다.
진정한 관측성은 메트릭, 트레이스, 로그라는 세 가지 핵심 데이터를 유기적으로 연결하여 시스템의 동작을 종합적으로 이해하는 능력에서 비롯됩니다. 따라서 메트릭 중심의 솔루션만으로는 복잡한 장애의 근본 원인을 파악하기에 불충분한 경우가 많습니다.
대규모 모니터링 환경을 구축하려는 조직은 근본적인 전략적 선택에 직면합니다. 한쪽에는 모든 것을 직접 제어하는 자체 구축 오픈소스 스택(Prometheus, Grafana, Thanos 등)이 있고, 다른 한쪽에는 운영 부담을 최소화하는 SaaS 기반 플랫폼(예: WhaTap, Datadog, New Relic)이 있습니다.
이 두 접근 방식의 차이를 이해하는 것은 단순히 기능 목록을 비교하는 것을 넘어, 조직의 가장 귀중한 자원인 엔지니어링 시간을 어디에 집중할 것인지 결정하는 과정입니다. 자체 구축 OSS 스택은 초기 소프트웨어 비용이 없지만, 아키텍처 설계, 고가용성 구성, 장기 저장소 연동, 보안 패치, 성능 튜닝 등 막대한 운영 오버헤드를 수반합니다. 반면 SaaS 플랫폼은 구독 기반 비용 모델을 가지지만, 이러한 운영 부담을 공급업체에 위임하고 즉시 사용 가능한 고급 기능(AIOps, 자동화된 이상 탐지 등)을 활용할 수 있게 해줍니다.
이 선택은 기술적인 문제를 넘어 조직의 전략과 직결됩니다. 총 소유 비용(TCO)을 평가할 때, 소프트웨어 라이선스나 서버 비용뿐만 아니라, 모니터링 스택 유지보수에 투입되는 엔지니어의 기회비용까지 고려해야 합니다. 핵심 제품 기능 개발이 아닌 인프라 유지보수에 고급 엔지니어의 시간을 사용하는 것이 과연 최선인지에 대한 전략적 판단이 필요합니다. 아래 표는 두 접근 방식의 주요 특징을 보다 깊이 있게 비교한 것입니다.
이 글은 단순히 오픈소스와 상용 서비스를 비교 분석하는 것을 넘어, 두 세계의 장점을 모두 활용하여 효과적인 운영 전략을 구축하는 하이브리드 접근법을 제안합니다. 이는 단순히 타협안이 아니라, 기술적 유연성과 비즈니스 속도를 모두 최적화하는 의도적인 아키텍처 패턴입니다.
이 전략의 핵심 철학은 다음과 같습니다.
이 하이브리드 접근법을 통해 조직은 장애를 조기에 탐지하고, 일원화된 대시보드에서 깊이 있는 인사이트를 얻는 방법을 습득하게 될 것입니다. 궁극적으로 이는 장애 대응 시간을 획기적으로 단축하고, 엔지니어링 팀이 문제 해결이 아닌 혁신에 집중할 수 있는 환경을 조성하는 가장 현실적인 방안입니다.
단일 Prometheus 인스턴스는 고가용성 부재와 수직적 확장의 한계라는 명확한 문제점을 가집니다. 이를 극복하기 위한 첫 단계는 고가용성(HA)과 페더레이션(Federation) 구조를 도입하는 것입니다.
HA와 Federation만으로는 대규모 환경의 '전역 쿼리 뷰'와 '장기 데이터 보관'이라는 핵심 과제를 해결하기 어렵습니다. 이를 위해 등장한 솔루션이 바로 Thanos입니다. Thanos는 각 Prometheus 인스턴스에 Sidecar 컴포넌트를 함께 배포하여, 생성된 TSDB 블록을 AWS S3와 같은 저렴한 오브젝트 스토리지에 업로드합니다.
사용자의 쿼리는 Querier 컴포넌트가 받아서 처리합니다. 실시간 데이터는 각 Prometheus 인스턴스에서 직접 가져오고, 과거 데이터는 오브젝트 스토리지에 접근하는 Store Gateway를 통해 가져와 통합된 결과를 제공합니다. 이 아키텍처의 가장 큰 장점은 기존 Prometheus 환경을 거의 수정하지 않고도 수평적으로 확장할 수 있다는 점입니다.
하지만, Thanos가 저장 및 쿼리 문제를 기술적으로 해결하더라도, 이는 또 다른 운영 복잡성을 야기합니다. 이제 팀은 Sidecar, Querier, Store Gateway, Compactor 등 여러 분산 컴포넌트를 관리하고, 오브젝트 스토리지의 생명주기 정책을 설정하며, 컴포넌트 간 네트워크 지연 문제를 해결해야 합니다. 이러한 복잡성은 하이브리드 전략에서 왜 운영 부담을 SaaS 플랫폼으로 이전하는 것이 매력적인 선택지인지를 명확히 보여주는 지점입니다.
관측성 전략을 수립할 때 현재의 요구사항뿐만 아니라 미래의 확장성까지 고려하는 것이 중요합니다. 여기서 OpenTelemetry(OTel)는 핵심적인 역할을 수행합니다. OTel은 CNCF(Cloud Native Computing Foundation)가 주도하는 프로젝트로, 텔레메트리 데이터(메트릭, 트레이스, 로그)를 생성하고 수집하기 위한 단일화된, 벤더 중립적인 표준입니다. 핵심 가치는 애플리케이션 계측(instrumentation) 코드를 특정 모니터링 백엔드로부터 분리하는 데 있습니다.
OpenTelemetry를 채택하는 것은 하이브리드 관측성 전략을 미래에도 유효하게 만드는 궁극적인 방법입니다. 애플리케이션을 OTel 표준에 맞춰 한 번만 계측하면, 조직은 최대의 유연성을 확보하게 됩니다. 동일한 텔레메트리 데이터를 자체 구축한 Prometheus 스택과 SaaS 플랫폼으로 동시에 전송할 수 있습니다. 향후 SaaS 벤더를 교체하거나 Prometheus 스택의 일부를 다른 기술로 대체하더라도, 애플리케이션 코드를 수정할 필요가 없습니다. 이는 특정 기술이나 벤더에 대한 종속성을 극적으로 낮추고 장기적인 기술 부채를 줄여주는 강력한 전략적 이점입니다.
Prometheus 스택과 SaaS 플랫폼을 연결하는 방법은 여러 가지가 있으며, 각 패턴은 아키텍처에 중요한 영향을 미칩니다. 조직의 요구사항에 맞는 최적의 패턴을 선택하기 위해서는 각 방식의 장단점을 명확히 이해해야 합니다.
이러한 선택은 단순한 기술 구현을 넘어 아키텍처 철학과 직결됩니다. remote_write는 Prometheus 서버와 백엔드를 강하게 결합시키는 반면, 에이전트 기반 스크레이핑은 둘을 분리하지만 추가적인 에이전트 관리 부담을 발생시킵니다. OTel Collector는 최고의 유연성을 제공하지만, 관리해야 할 구성요소가 하나 더 늘어납니다.
하이브리드 아키텍처의 진정한 가치는 실제 장애 상황에서 드러납니다. Prometheus가 보낸 신호("무엇"에 대한 문제)를 통합 관측성 플랫폼의 심층 분석 능력("왜"에 대한 해답)과 결합하여 문제 해결 시간을 획기적으로 단축하는 과정을 살펴보겠습니다. 이러한 플랫폼들은 APM(Application Performance Monitoring) 기능을 포함하여 풀스택 가시성을 제공합니다.
시나리오: Prometheus의 Alertmanager가 특정 서비스에서 'p99 지연 시간 임계치 초과' 알림을 발생시켰습니다. 이것이 바로 "What"에 해당하는 신호입니다. SRE는 즉시 알림을 인지하지만, 메트릭만으로는 "왜" 지연이 발생했는지 알 수 없습니다.
하이브리드 워크플로우:
이 하이브리드 워크플로우는 장애 대응 프로세스를 근본적으로 변화시킵니다. 과거에는 로그 파일을 뒤지고, 서버에 접속하고, 추측에 의존하던 느리고 수동적인 조사 과정이, 이제는 데이터를 기반으로 한 빠르고 체계적인 진단 과정으로 전환됩니다. 이는 평균 해결 시간(MTTR)의 직접적이고 측정 가능한 단축으로 이어지며, "진단 시간을 몇 시간에서 몇 분으로 줄였다"와 같이 정량화할 수 있는 비즈니스 가치를 창출합니다.
여러 시스템에 분산된 데이터를 통합하여 보여주는 '단일 창'은 모든 모니터링 시스템의 오랜 목표입니다. Grafana는 이러한 목표를 달성하기 위한 강력한 도구를 제공합니다.
이러한 기능들을 조합하면 단순히 그래프를 모아놓은 대시보드를 넘어, 상호작용이 가능한 '탐정 워크플로우'를 구축할 수 있습니다. 엔지니어는 고수준의 증상(Prometheus 메트릭)에서 시작하여 저수준의 원인(SaaS 플랫폼의 트레이스)까지 드릴다운하는 과정을 주 모니터링 인터페이스를 벗어나지 않고 수행할 수 있어, 장애 상황에서의 워크플로우 효율성을 극적으로 향상시킵니다.
대규모 Prometheus 환경에서 성능 저하를 일으키는 가장 주된 원인은 '높은 카디널리티(High Cardinality)'와 부적절한 스크레이프 설정입니다.
데이터 보관 전략은 총 소유 비용(TCO)에 직접적인 영향을 미칩니다. 수년간의 고해상도 메트릭을 자체 호스팅 솔루션에 저장하는 것은 비용과 복잡성 측면에서 부담이 될 수 있습니다. 하이브리드 모델은 계층적 저장 전략을 가능하게 합니다.
대규모 환경에서는 수십 대의 모니터링 서버를 일관되게 설정해야 하므로, Ansible, Terraform, Helm과 같은 자동화 도구를 활용하여 Prometheus, Grafana, Alertmanager 배포를 표준화하는 것이 필수적입니다. 코드형 인프라(Infrastructure as Code, IaC) 접근 방식을 통해 신규 인스턴스 추가나 설정 변경을 코드로 관리하여 실수를 줄이고 신속하게 적용할 수 있습니다.
대규모 모니터링 환경을 성공적으로 운영하려면 오픈소스 솔루션의 유연성과 SaaS 서비스의 편의성을 조합하는 하이브리드 접근 방식이 가장 효과적입니다.
궁극적인 목표는 단순히 더 많은 데이터를 보는 것이 아니라, 팀이 그 데이터에 기반하여 더 빠르고 지능적으로 행동할 수 있도록 역량을 부여하는 것입니다. 성공적인 하이브리드 전략은 선순환 구조를 만듭니다. Prometheus가 광범위한 신호를 제공하고, SaaS 플랫폼이 심층적인 진단 능력을 제공하며, 여기서 얻은 통찰력은 더 안정적인 시스템을 구축하는 데 다시 피드백됩니다. 이는 조직을 수동적인 '장애 대응' 문화에서 능동적인 '안정성을 위한 엔지니어링' 문화로 발전시킵니다.