Bulkhead Pattern

개요

Bulkhead Pattern은 마이크로서비스 및 클라우드 네이티브 시스템에서 **장애 격리(Failure Isolation)**를 통해 전체 시스템의 연쇄적인 실패를 방지하는 설계 전략입니다. 이름은 선박의 격벽 구조(Bulkhead)에서 유래되었으며, 하나의 컴포넌트 또는 서비스의 실패가 다른 영역에 영향을 주지 않도록 논리적으로 격리하여 **시스템의 복원력(Resilience)**을 높이는 데 초점을 둡니다.

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1. 개념 및 정의

Bulkhead Pattern은 서비스를 여러 격리된 파티션으로 분할하여 하나의 파티션에 문제가 생겨도 전체 시스템이 다운되지 않도록 구성하는 마이크로서비스 아키텍처 패턴입니다.

• 유래: 선박이 침수될 경우 일부 구획만 물에 잠기게 하여 전체 침몰 방지
• 목적: 하나의 서비스, 스레드 풀, 연결 풀에 오류가 발생해도 나머지 기능 보호
• 적용 위치: API 게이트웨이, 데이터베이스 연결, 외부 API 연동 등

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2. Bulkhead Pattern 구조 및 유형

유형	설명	예시
Thread Pool 격리	서비스별로 독립된 스레드 풀 할당	결제 API는 별도 실행 풀로 분리
Connection Pool 격리	리소스 접근 시 풀 분할 구성	DB1, DB2에 개별 커넥션 풀 적용
서비스 영역 분리	논리적으로 독립된 서비스 계층 유지	프론트엔드/백엔드 API 격리

격리 전략은 기술 스택과 인프라 구조에 따라 다양하게 설계될 수 있습니다.

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3. Bulkhead vs Circuit Breaker

항목	Bulkhead	Circuit Breaker
초점	격리 (제한된 영향도)	실패 감지 및 차단
전략	시스템을 나누어 고립	장애 발생 시 요청 중단
회복력	부분 장애 허용 구조	장애 서비스의 빠른 복구 도모
적용 위치	스레드 풀, 연결 풀, 서비스 계층	요청 경로 상 호출 단위

두 패턴은 함께 사용할 경우 시스템 복원력이 시너지 효과를 냅니다.

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4. 장점 및 기대 효과

항목	장점
장애 확산 방지	하나의 서비스 문제로 전체 장애를 방지
리소스 제어	서비스별 자원 제한으로 안정성 유지
사용자 경험 보호	핵심 서비스는 계속 정상 제공 가능
운영 가시성 향상	문제 발생 구역 명확 → 모니터링 및 대응 용이

특히 고가용성이 중요한 환경에서 매우 효과적인 방어 전략입니다.

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5. 구현 기술 및 예시

기술 스택	설명
Resilience4j	ThreadPoolBulkhead 모듈 제공 (Java 기반)
Istio, Linkerd	서비스 간 네트워크 트래픽 수준에서 격리 설정 가능
Kubernetes	Pod 리소스 제한(Limits/Requests), QoS 클래스로 격리 가능
.NET Polly	Bulkhead 정책으로 동시 처리 수 제한 가능

Bulkhead는 애플리케이션 코드, 네트워크, 인프라 레벨 모두에서 적용 가능합니다.

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6. 활용 사례

산업	적용 사례
이커머스	장바구니/결제 API 격리 → 결제 장애 시 쇼핑 기능 유지
금융	인증/조회/이체 서비스 리소스 분리
게임	실시간 랭킹 시스템 오류 시 게임 매칭 기능 지속 유지
공공기관	민원 접수/결제 시스템 독립 운영

격리되지 않은 시스템은 하나의 장애로 전체 서비스가 중단될 수 있습니다.

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7. 결론

Bulkhead Pattern은 마이크로서비스 설계에서 장애 전파를 차단하고 핵심 기능을 보호하기 위한 필수적 안정성 패턴입니다. 이는 단순한 기술적 선택이 아닌, 시스템 회복탄력성을 고려한 전략적 설계 방식이며, Circuit Breaker와 함께 사용될 때 고장 격리와 회복을 동시에 실현할 수 있는 매우 강력한 조합이 됩니다. 고가용성과 고객 중심 서비스를 지향하는 조직에게 Bulkhead는 반드시 고려해야 할 패턴입니다.