gRPC

gRPC란?

google에서 개발한 RPC(Remote Procedure Call)로 클라이언트와 서버 간의 통신을 간편하고 효율적으로 할 수 있도록 설계된 프로토콜이다.

즉, 클라이언트와 서버 간의 메시지를 빠르고 신뢰성 있게 교환할 수 있도록 도와준다.

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프로토콜 버퍼 (Protocol Buffers, Protobuf)

gRPC는 Protobuf라는 직렬화 방식으로 데이터를 전송한다.

Protobuf는 데이터를 이진 형식으로 직렬화하고 역직렬화하는 방식으로, JSON이나 XML보다 훨씬 빠르고 효율적이다.

특히 작은 메시지 크기의 경우, 직렬화/역직렬화 과정에서 매우 빠르고 효율적인 전송을 제공이 가능하다. 이 방식은 데이터의 크기를 최소화하고, 직렬화 및 역직렬화 시간을 크게 줄여 네트워크 대역폭을 절약하고 성능을 개선이 가능하다.

RESTful API는 일반적으로 JSON을 사용하지만, gRPC는 Protobuf를 사용하여 데이터 전송을 더 효율적으로 처리할 수 있습니다. 이로 인해, 특히 대용량 데이터 전송 시 gRPC가 더 빠르고 효율적인 전송 방식을 제공합니다.

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http/2

gRPC는 HTTP/2를 기반으로 작동합니다.

HTTP/1.1에서는 한 연결에서 동시에 여러 요청을 처리할 수 없었기 때문에 헤드 오브 라인 블로킹(Head-of-line Blocking) 현상이 발생하여 성능이 저하되었는데

반면, HTTP/2는 멀티플렉싱 방식을 지원하여 하나의 연결로 여러 요청을 병렬적으로 처리가 가능하다. 이를 통해 요청의 응답 시간을 단축시키고 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

HTTP/1.1에서는 요청마다 새로운 연결을 생성하거나 요청 순서대로 처리하는 방식이었기 때문에, 특히 대량의 요청을 처리할 때 병목 현상이 발생할 수 있었습니다. 반면, HTTP/2는 하나의 연결을 통해 여러 요청을 병렬로 처리할 수 있어, 성능이 크게 개선됩니다.

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양방향 스트리밍

gRPC는 양방향 스트리밍을 지원한다. (TCP방식)

클라이언트와 서버는 연결을 유지하면서 실시간으로 데이터를 주고받을 수 있습니다. 이를 통해, 실시간 통신이 필요한 애플리케이션에서 매우 유용합니다. 예를 들어, 대용량 채팅 기능을 구현할 때, 클라이언트와 서버가 서로 데이터를 실시간으로 전송할 수 있다.

• 양방향 스트리밍은 클라이언트가 서버에 요청을 보낸 후, 서버가 실시간으로 응답을 반환하면서 동시에 클라이언트에서 데이터를 보내는 방식 이를 통해 실시간 상호작용을 원활하게 처리할 수 있다.

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크로스 플랫폼

https://grpc.io/docs/what-is-grpc/introduction/

gRPC는 다양한 언어를 지원하므로, 서로 다른 언어로 작성된 서버들 간에도 서버 간 통신을 쉽게 구현할 수 있다.

 

 

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gRPC vs 네트워크 라이브러리 (Boost.Asio, kqueue 등)

1. gRPC의 장점

• 고속 통신: Protobuf를 사용하여 데이터를 직렬화하고 역직렬화할 때, JSON보다 훨씬 빠르고 작은 크기의 데이터를 전송할 수 있다.
• HTTP/2 지원: gRPC는 HTTP/2를 기본으로 사용하여 멀티플렉싱, 헤더 압축 등을 통해 성능을 최적화하여 여러 요청을 동시에 처리할 수 있다.
• 양방향 스트리밍: 클라이언트와 서버가 동시에 데이터를 주고받을 수 있기 때문에, 대용량 데이터를 실시간으로 처리하는 데 유리하다.
• 플랫폼 독립성: gRPC는 다양한 프로그래밍 언어를 지원하여 다양한 플랫폼에서 호환이 가능하다. 이를 통해 여러 언어로 작성된 시스템 간의 통신을 쉽게 구현할 수 있다.

2. 네트워크 라이브러리 (Boost.Asio, kqueue 등)

Boost.Asio와 kqueue 같은 네트워크 라이브러리는 저수준의 네트워크 프로그래밍을 위한 도구로, 직접 소켓을 열고 연결을 관리하며 데이터를 주고받는다

• 세밀한 제어: 네트워크 연결을 직접 제어하고 최적화할 수 있기 때문에, 성능 면에서 더 세밀한 조정이 가능하다.
• 낮은 레벨의 작업: 주로 소켓 프로그래밍을 통해 데이터를 송수신하며, 비동기식 I/O나 이벤트 기반 처리를 사용하여 성능을 최적화할 수 있다.
• 복잡성: 직접 네트워크 프로그래밍을 해야 하기 때문에, 복잡한 코드와 디버깅이 필요할 수 있습니다. 또한, 멀티플렉싱, 재시도 메커니즘, 데이터 직렬화 등을 수동으로 구현해야 하므로 개발 난이도가 높다.

3. 결론

gRPC : HTTP/2, 양방향 스트리밍, 대용량의 실시간 통신

network library : 세밀한 성능 최적화

단순하고 효율적인 대화형 시스템을 구축하고자 할 때는 gRPC가 더 적합하고, 세밀한 성능 최적화가 필요하다면 Boost.Asio와 같은 네트워크 라이브러리를 선택