Apache2 vs. Nginx

특이하게도 레일스 배포 환경에 대한 이야기가 나올 때마다 '어떤 웹 서버가 가장 적합한가?'라는 이야기가 빠지지 않는다. 왜일까? 개인적인 생각으로는 아직도 완벽한 레일스 배포 스택이라는 것이 정해지지 않았기 때문인 것 같다. 하지만 전부 제각각인 애플리케이션들을 모두 수용할 수 있는 최적의 솔루션, 마치 은빛 총알 같은 것이 가당키나 한 이야기일까? 그렇다면 방법은 초기에 한가지 선택을 하고 계속 튜닝을 해가는 것 뿐이다.  전에 어떤 블로그에서 이런 내용을 본 적이 있다.

Q: 내 레일스 애플리케이션 앞단에서는 도대체 어떤 웹 서버를 사용해야 합니까?

A: 당신이 가장 편안함을 느끼고, 운영하기 쉽고, 어떤 경우에는 확장도 할 수 있는 그 웹 서버를 사용하세요. 그것이 정답입니다.

 

백번 동감하는 말이다. 그래서 스프링노트에서는 가장 많이 사용해본 웹서버이기도 하고, 지난 글(레일스 최적의 배포환경)에서 추천한 적도 있는 Apache 2.2.x + mod_proxy_balancer 조합을 사용하고 있고 지금까지도 큰 탈 없이 잘 운영되고 있다. 아파치 설정을 꽤 오래동안 반복하고 있지만, 매번 느끼지만 쉽지 않다. 그런데, 최근 커뮤니티를 보면 Nginx(엔진엑스라고 읽는다)라는 묘한 이름의 웹서버를 많이들 추천하고 있다. 그 이유는 아마도 레일스에서 필요한 기능이란 것이 빠른 정적 파일 서빙과 똑똑한 로드 밸런서가 전부이기 때문이다. 한마디로 아파치는 너무 범용적인(모든 기능이 다 있는) 웹 서버라서 무겁고, nginx는 딱 필요한 기능만 있은 우리가 원하는 그 웹 서버라는 것이다. 기능이 많기 때문에 무겁다 또는 느리다라는 것은 이유없는 미신일까? 그래서 몇 가지 벤치마크를 해보기로 했다.

Nginx는 필자도 처음 설정을 해보는데, 어렵지 않게 레일스 애플리케이션을 올릴 수 있었다. Lighttpd를 테스할 때도 느꼈지만, 아파치 설정 파일은 너무 불친절하다.  특히 요즘 애플리케이션이 많이 필요한 Rewrite 설정의 경우 아파치보다 nginx 설정 문법이 훨씬 간결하고 만들기 쉬웠다. (설정 파일 참조: http://brainspl.at/nginx.conf.txt)

지난 번에도 밝혔지만, 이 결과는 특수한 환경일 수 있으므로 참고만 하기 바란다.

테스트 환경

• CPU: AMD64 2CPU
• MEMORY 8G
• 운영체제: RHEL4

벤치마크에 사용한 소프트웨는 몽그렐 1.0.1, Swiftiply 0.5.1, EventMachine 0.7.2이고, 레일스의 버전은 EdgeRails 리비전 7161이다. 그리고 테스트를 위해 간단하게 Hello World를 출력하는 애플리케이션을 작성했다.

1. class TestsController < ApplicationController
     def show
2.     @hello = "Hello, world!"
       @time = Time.now
3.   end
   end

위 애플리케이션을 아파치와 Nginx에서 각각 스레드 모드와 이벤트 모드로 모두 테스트했다. 테스트는 간단한 루비 스크립트를 작성해서 httperf를 이용해 rate(접속 빈도)를 10에서 1000까지 늘리며 반복적으로 테스트했다.

테스트 스크립트는 다음과 같다.

1. def test(rate = 10, num = 1000)
2.   restart_mongrels
3.   # restart_apache
4.   restart_nginx
5.  
6.   filename = "bench6/#{rate}_#{num}.txt"
7.   puts "writing #{filename}"
8.   File.open(filename, 'w') do |f|
9.     f.write `httperf --num-conns #{num} --rate #{rate} --server test.w3pad.com --uri /tests/1`
10.   end
11. end
12.  
13. (10..100).step(30) {|n| test(n, 50*n)}
14. (200..500).step(100) {|n| test(n, 100*n)}
15. (600..1000).step(200) {|n| test(n, 100*n)}

Apache 2.2 with Threaded Mongrels

가장 일반적으로 사용하는 방법이다. 스프링노트도 한달 전까지는 이 설정을 사용했다.  가장 무난한 환경이므로, 큰 망설임없이 추천할 만하다.

접속 빈도가 높아짐에 따라 자연스레 에러가 증가하고 응답도 느려짐을 알 수 있다. 위 테스트가 이번 벤치마크의 베이스라인(baseline)이 될 것이다.

Apache 2.2 with Evented Mongrels

이벤트 기반 몽그렐의 성능이라는 글에서도 적었듯, 몇가지 이유로 이벤트 기반 몽그렐이 더 나은 성능을 보여주고 있다. 현재 스프링노트에서 사용하고 있는 설정이기도 하다.  전에 쓴 글이 맞다면, 아파치 위에서도 이벤트 기반 몽그렐이 더 나은 성능을 보여줘야 한다. 그 결과는 어땠을까?

 

이벤트 기반 몽그렐을 사용했을 때, 에러 빈도가 낮아지고 특히나, 트래픽이 많을 때 더 나은 성능을 보여줌을 알 수 있다. 역시, 이벤트 기반 몽그렐이 더 나은 선택이다. 다시 비교해보니 rate가 800, 1000일 때 스레드모드의 결과는 처참하기까지 하다. 그에 비해 이벤트기반 몽그렐은 그 상황에서도 어느 정도 버텨주는 모습을 볼 수 있다.

Nginx with Threaded Mongrels

이번에는 Nginx를 사용한 벤치마크를 해보았다. 결론부터 이야기하면, Nginx는 기대 이상(!)의 결과를 보여주었다. 놀라울 정도였다. 결과부터 보자.

아파치에서 이벤트 기반 몽그렐을 사용했을 때보다 약간 나은 성능을 보여줌을 알 수 있다. 같은 스레드 기반 몽그렐을 사용할 때의 아파치와 비교해보면 그 차이가 명확하다.  특히 로드가 높아져도 꾸준한 응답률을 보여주는 부분이 놀랍다.

Nginx with Evented Mongrels

이번에는 마지막으로  Nginx 위에 이벤트 기반 몽그렐을 올렸을 때이다.

예상대로 스레드를 사용할 때 보다 나은 모습을 보인다.

 

비교

먼저, 평균 응답률을 비교해보자.

위 결과만으로 해석한다면 Nginx와 이벤트 기반 몽그렐을 사용할 때 가장 좋은 성능을 보이고, 그 다음 Nginx와 일반적인 몽그렐, 그리고 아파치는 좀 떨어지는 모습을 보였다. 특히나 스레드기반 몽그렐와 아파치는 저 급히 떨어지는 곡선은 참 위험해 보인다.

다음으로 각각의 응답 시간을 비교해보자.

rate가 낮을 때는 큰 차이가 없다가, 높아질 수록 차이가 보인다. 여기서도 Nginx가 더 나은 모습을 보여주고 있다.

마지막으로 에러 발생 빈도를 살펴보자.

rate가 1000일 때 아파치는 거의 100% 실패율을 보이지만, Nginx는 60%선에 머물고 있다. 이 결과도 마찬가지로 Nginx가 더 나은 모습을 보인다.

결론

그래프들이 보여주듯이 Nginx가 소문처럼 무척 좋은 성능의 웹서버임을 알 수 있다. 적어도 아파치보다는 비슷하거나 더 나은 성능을 보여준다. 그리고 Nginx에 내장된 밸런서의 성능도 좋고, 레일스와도 궁합이 잘 맞는 모습을 볼 수 있었다.

Nginx는 추천할만하다. 특히나 php나 webdav나 이런 여타 다른 기능이 필요없고, 딱 정적 파일과 레일스 밸런서만이 필요하다면 Nginx가 최적일 수도 있겠다는 생각이다. 특히, 간결한 설정 파일과 활발하게 개발되고 있는 모습을 보니 더 믿음이 간다. 그리고 레일스를 위해 Proxy 모듈에 몇 가지 기능을 추가해주겠다는 메일링 리스트의 글도 보이고 말이다. 완소 Nginx!

에필로그

사실 이 벤치마크를 하기 전에는 별 차이없겠지 했다가, 결과를 보고 대단한 발견을 한 것처럼 방방뛰며 좋아했던 기억이 난다. 마치 끝없는 사막을 거닐다가 오아시스라도 찾은 사람처럼 말이다. 그리고 마음 속으로는 Nginx를 도입해서 스프링노트가 빨라질거라는 기대감으로 엄청나게 기뻐하고 있었다.

하지만 하루가 지나고 이틀이 지나고, 또 이 결과를 다시 곱씹어보면서 생각이 조금씩 바뀌고 있다. 정말 이 결과만으로 Nginx가 아파치보다 훨씬 뛰어난 성능을 보입니다라고 할 수 있을까? 스프링노트가 저런 차이를 보이는 정도의 높은 트래픽을 받고 있고, 지금 당장 아파치 웹서버로 버틸 수 없다고 판단되면 위 결과가 의미가 있겠지만, 현 시점(서비스가 잘 운영되고있는)에서 어떤 차이가 있을까 싶어진 것이다.

그리고 다시 첫번째 질문으로 돌아간다.

Q: 내 레일스 애플리케이션 앞단에서는 도대체 어떤 웹 서버를 사용해야 합니까?

A: 당신이 가장 편안함을 느끼고, 운영하기 쉽고, 어떤 경우에는 확장도 할 수 있는 그 웹 서버를 사용하세요. 그것이 정답입니다.

Nginx가 좋은 솔루션이라는 사실을 알게 되어 기쁘다. 그리고 나와 루비 커뮤니티가 택할 수 있는 좋은 선택이 하나 더 늘었다. 잘 모니터링 하고 있다가, 언젠가는 nginx로 갈아타고 말꺼다! 꼭! 꼭!