엘라스틱 스택 개발부터 운영까지

김준영 , 정상운 지음

책만 2021년 10월 15일 출간 종이책 : 2021년 08월 19일 출간

작품소개

책소개

데이터를 처리하는 데 서로 잘 맞지도 않는 오픈소스 기술들을 굳이 동원해야 할까? 제각각인 오픈소스들을 통합하고 운영하느라 지친 개발자와 운영자들을 위한 솔루션! 이제 엘라스틱 스택 기술 하나면 OK!

어느덧 엘라스틱 스택은 검색 엔진을 넘어서 데이터 처리 시스템의 최강자로 자리 잡았다. 이 책에서는 빠르게 변화하는 세상에서 엘라스틱 스택을 지렛대로 삼아 기업의 생존 능력을 극대화하는 방법을 체계적으로 정리한다.

엔터프라이즈 빅데이터 파이프라인을 만들어 기업의 데이터를 처리하고 싶다면? 기업 내에 검색 엔진을 구축해서 빠르게 자료를 검색하고 싶다면? 방대한 데이터를 잘 가공해서 저장한 후에 멋진 시각화로 인사이트를 얻고 싶다면? 여러 서버에서 데이터들을 가져와 하나로 통합한 다음에 추이를 보거나 통계를 내고 싶다면? 바로 이럴 때 엘라스틱 스택이 정답이다. 실습을 위한 물리적인 컴퓨터나 가상 머신만 준비한다면 나머지는 모두 이 책이 책임져줄 것이다.
이 책에서는 엘라스틱 스택을 사용해 데이터 중심 애플리케이션을 설계하고, 개발하며, 운영하는 과정에서 꼭 알아야 할 필수 지식을 구체적인 사례와 함께 설명한다.

목차

1부 | 엘라스틱 스택 개요
1장 엘라스틱 스택이란
__1.1 엘라스틱서치의 탄생
__1.2 엘라스틱 스택으로 발전
__1.3 엘라스틱 스택의 구성요소
____1.3.1 엘라스틱서치: 분산 검색 엔진
____1.3.2 키바나: 시각화와 엘라스틱서치 관리 도구
____1.3.3 로그스태시: 이벤트 수집과 정제를 위한 도구
____1.3.4 비츠: 엣지단에서 동작하는 경량 수집 도구
____1.3.5 기타 솔루션
__1.4 엘라스틱 스택의 용도
____1.4.1 전문 검색 엔진
____1.4.2 로그 통합 분석
____1.4.3 보안 이벤트 분석
____1.4.4 애플리케이션 성능 분석
____1.4.5 머신러닝
__1.5 빅데이터 플랫폼의 일부로 동작하는 엘라스틱 스택
____1.5.1 엔터프라이즈 데이터 버스인 카프카와 연동
____1.5.2 하둡 생태계와 연동
____1.5.3 관계형 데이터베이스와 연동
__1.6 유사 제품과의 비교
____1.6.1 엘라스틱서치의 유사 제품군
____1.6.2 로그스태시/비츠의 유사 제품군
____1.6.3 키바나의 유사 제품군
____1.6.4 엘라스틱 스택의 유사 제품군
__1.7 체계적인 문서화와 활발한 공동체 지원
__1.8 정리

2장 윈도우 실습 환경 구성
__2.1 설치 준비
__2.2 엘라스틱서치 설치
____2.2.1 엘라스틱서치 다운로드
____2.2.2 엘라스틱서치 실행
__2.3 키바나 설치
____2.3.1 키바나 다운로드
____2.3.2 키바나 실행
__2.4 엘라스틱 스택 라이선스 확인
__2.5 특정 버전 다운로드
__2.6 정리

2부 | 엘라스틱 스택 구성요소
3장 엘라스틱서치 기본
__3.1 준비 작업
____3.1.1 엘라스틱서치 요청과 응답
____3.1.2 키바나 콘솔 사용법
____3.1.3 시스템 상태 확인
____3.1.4 샘플 데이터 불러오기
__3.2 인덱스와 도큐먼트
____3.2.1 도큐먼트
____3.2.2 인덱스
__3.3 도큐먼트 CRUD
____3.3.1 인덱스 생성/확인/삭제
____3.3.2 도큐먼트 생성
____3.3.3 도큐먼트 읽기
____3.3.4 도큐먼트 수정
____3.3.5 도큐먼트 삭제
__3.4 응답 메시지
__3.5 벌크 데이터
__3.6 매핑
____3.6.1 다이내믹 매핑
____3.6.2 명시적 매핑
____3.6.3 매핑 타입
____3.6.4 멀티 필드를 활용한 문자열 처리
__3.7 인덱스 템플릿
____3.7.1 템플릿 확인
____3.7.2 템플릿 설정
____3.7.3 템플릿 우선순위
____3.7.4 다이내믹 템플릿
__3.8 분석기
____3.8.1 분석기 구성
____3.8.2 토크나이저
____3.8.3 필터
____3.8.4 커스텀 분석기
__3.9 정리

4장 엘라스틱서치: 검색
__4.1 쿼리 컨텍스트와 필터 컨텍스트
__4.2 쿼리 스트링과 쿼리 DSL
____4.2.1 쿼리 스트링
____4.2.2 쿼리 DSL
__4.3 유사도 스코어
____4.3.1 스코어 알고리즘(BM25) 이해하기
____4.3.2 IDF 계산
____4.3.3 TF 계산
__4.4 쿼리
____4.4.1 전문 쿼리와 용어 수준 쿼리
____4.4.2 매치 쿼리
____4.4.3 매치 프레이즈 쿼리
____4.4.4 용어 쿼리
____4.4.5 용어들 쿼리
____4.4.6 멀티 매치 쿼리
____4.4.7 범위 쿼리
____4.4.8 논리 쿼리
____4.4.9 패턴 검색
__4.5 정리

5장 엘라스틱서치: 집계
__5.1 집계의 요청-응답 형태
__5.2 메트릭 집계
____5.2.1 평균값/중간값 구하기
____5.2.2 필드의 유니크한 값 개수 확인하기
____5.2.3 검색 결과 내에서의 집계
__5.3 버킷 집계
____5.3.1 히스토그램 집계
____5.3.2 범위 집계
____5.3.3 용어 집계
__5.4 집계의 조합
____5.4.1 버킷 집계와 메트릭 집계
____5.4.2 서브 버킷 집계
__5.5 파이프라인 집계
____5.5.1 부모 집계
____5.5.

출판사 서평

| 이 책에서 다루는 내용 |
- 엘라스틱서치, 로그스태시, 비츠, 키바나에 대한 핵심적인 사용 방법 소개
- 엘라스틱 스택의 특성을 제대로 활용하는 방법을 보여주는 구체적인 프로젝트 사례- 운영 과정에서 주의해야 하는 사항을 실무 관점에서 정리

| 이 책의 특징 |
- 엘라스틱 스택에 빠르게 친숙해지고 싶은 누구나 쉽게 따라 할 수 있는 풍부한 예제
- 검색 엔진 활용법뿐만 아니라, 빅데이터 파이프라인을 구성하는 방법
- 엘라스틱 스택의 모니터링은 물론, 수집된 데이터를 다양한 방식으로 시각화하는 방법
- 실제 데이터 수집부터 시각화까지 전체 과정을 엘라스틱 스택의 구성요소만으로 전개
- 한국어 형태소 분석기 적용 사례
- 공공 데이터와 GIS 데이터를 활용한 지도 시각화 사례
- 운영 과정에 필요한 클러스터/샤드 구성과 보안 강화 방법 소개

| 이 책의 대상 독자 |
- 데이터 처리, 검색, 변환, 분석, 시각화 업무를 수행해야 하는 현업 개발자
- 빅데이터의 고가용성, 안정성, 보안을 확보해야 하는 서버 운영자
- 단일 오픈소스 기술로 빅데이터 플랫폼을 설계하거나 도입하기 원하는 아키텍트
- 엘라스틱 스택 기술: 엘라스틱 서치, 로그스태시, 비츠, 키바나에 관심 있는 개발자나 운영자

| 이 책의 구성 |
1부 ‘엘라스틱 스택 개요’에서는 엘라스틱 스택의 역사, 용도, 구성요소를 알아보고 엘라스틱서치와 키바나 설치 방법을 알아본다.
1장 ‘엘라스틱 스택이란’에서는 엘라스틱의 변천사와 엘라스틱 스택의 구성요소, 엘라스틱 스택을 활용한 전문 검색 서비스, 로그 모니터링 같은 서비스 활용 방법과 빅데이터 플랫폼에서 엘라스틱 스택의 위상과 역할을 알아본다. 그리고 엘라스틱 스택과 여타 솔루션들의 차이점을 알아볼 것이다.
2장 ‘윈도우 실습 환경 구성’에서는 윈도우 환경에서 엘라스틱서치와 키바나 7.10.1 버전을 설치하는 방법을 알아본다.
2부 ‘엘라스틱 스택 구성요소’에서는 엘라스틱 스택의 구성요소인 엘라스틱서치, 키바나, 로그스태시, 비츠를 자세히 알아본다.
3장 ‘엘라스틱서치 기본’에서는 엘라스틱서치 인덱스, 도큐먼트를 알아보고 도큐먼트 CRUD와 인덱스 구조를 이해한다. 또한 매핑, 인덱스 템플릿, 분석기 등을 배우면서 엘라스틱서치에 도큐먼트를 저장하는 방법을 배운다.
4장 ‘엘라스틱서치: 검색’에서는 인덱스 쿼리에서 사용하는 BM25 알고리즘을 알아보고 전문 쿼리와 용어 수준의 쿼리의 차이점과 대표적인 쿼리들을 직접 실행하면서 검색 방법을 알아본다.
5장 ‘엘라스틱서치: 집계’에서는 통계 정보를 얻는 메트릭 집계, 도큐먼트를 나누는 버킷 집계, 여러 집계를 사용하는 파이프라인 집계를 배운다.
6장 ‘로그스태시’에서는 로그스태시와 JDK 설치 방법을 알아보고 파이프라인 작성법과 플러그인 사용법 등을 배운다. 또한 로그스태시 모니터링도 알아본다.
7장 ‘비츠’에서는 비츠 설치 방법과 파일비트를 이용해 비츠를 설치하고 실행하는 일련의 과정을 배운다. 또한 모듈을 이용하여 쉽게 비츠를 설정하는 방법과 모니터링까지 알아본다.
8장 ‘키바나’에서는 시각화 메뉴들 중 디스커버, 시각화, 대시보드, 캔버스, 맵스의 사용법을 알아본다.
3부 ‘엘라스틱 스택 실전 활용’에서는 1부와 2부에서 배운 내용을 바탕으로 엘라스틱 스택으로 구현할 수 있는 몇 가지 프로젝트를 진행한다.
9장 ‘캐글 CSV 파일을 활용한 인덱스 작성’에서는 캐글에서 다운로드한 CSV 영화 파일을 엘라스틱 스택에 올린 다음 데이터를 분석해본다. 이 과정에서 로그스태시 루비 필터 등을 이용해 데이터를 정제하고, 매핑과 인덱스 템플릿을 이용해 인덱스를 생성한다.
10장 ‘로그스태시를 활용한 한글 트위터 데이터 분석’에서는 로그스태시 트위터 플러그인을 이용하여 소셜 데이터를 입수하는 방법을 배우고, 노리Nori 분석기로 한글 데이터를 분석하는 방법을 배운다. 인덱스를 다시 설계하는 방법과 키바나에서 실시간 데이터를 시각화하는 방법을 다룬다.
11장 ‘파이썬 클라이언트를 활용한 공공데이터 분석’에서는 파이썬을 이용한 엘라스틱서치 클라이언트 앱 개발 방법을 다룬다. 이 과정에서 공공 API를 사용하는 방법과 QGIS를 이용해 지도에서 활용할 수 있는 벡터 레이어를 만들고 시각화하는 방법을 배운다.
4부 ‘엘라스틱 운영’에서는 리눅스 환경에서 엘라스틱 스택 설치 방법과 클러스터의 기본이 되는 노드, 샤드, 인덱스와 그 설정에 대해 익힌다. 또한 실제 3대의 노드로 클러스터 구성까지 실습해본다.
12장 ‘리눅스 실습 환경 구성’에서는 리눅스 환경에서 엘라스틱서치와 키바나 7.10.1 버전을 설치하는 방법을 알아본다.
13장 ‘클러스터와 노드 구성’에서는 노드의 역할을 설명하고 클러스터 구성 가이드를 제공한다. 또한 핫/웜 구성 방

작가정보

저자(글) 김준영

저자 : 김준영
학창시절 제2의 봉준호 같은 유명한 영화감독이 되고 싶었지만 스스로에 대한 확신이 없어서 성균관대 컴퓨터공학과에 입학했다. 대학 시절 삼성전자 소프트웨어 맴버십과 병역특례, 대학 서버실 관리를 하면서 컴퓨터 프로그래밍의 매력에 푹 빠졌다. 삼성전자에서 타이젠(Tizen) 운영체제를 개발했고 현재는 SK텔레콤에서 데이터 분석 업무를 담당하고 있다. 2014년도에 컴퓨터시스템응용 기술사 자격증을 취득했다.

저자 : 정상운
개발자로서 첫발을 내딛은 회사에서 일하다 엘라스틱 스택 기술에 흠뻑 빠져들었다. 이후 열성적으로 키바나와 로그스태시 플러그인에 컨트리뷰션하고 엘라스티콘(Elastic{ON}) 서울에서 발표도 하며 여러 대외 활동을 이어가다가 결국 전업으로 삼게 됐다. 지금은 엘라스틱 스택의 개발사인 엘라스틱에서 서포트 엔지니어로 일하며 인간 디버거 역할을 수행하고 있다.

감수 : 박재호
포항공과대학교 컴퓨터공학과 학부와 대학원을 졸업했다. 임베디드 시스템 개발, 기업용 백업 소프트웨어 개발, 방송국 콘텐츠 수신제한 시스템 개발과 운영 지원, 클라우드에서 동작하는 서비스 개발에 이르기까지 다양한 실무 경험을 토대로 고성능 고가용성 시스템을 설계하고 있다. 코스닥 상장사인 엑셈 CTO로 인공지능과 스마트팩토리 관련 개발을 총괄했으며, 클라우드용 모니터링 시스템을 위한 아키텍처 설계도 주도했다. 『마이크로서비스 도입, 이렇게 한다』(책만, 2021), 『Clean Code 클린 코드』(인사이트, 2013)와 『피플웨어』(인사이트, 2014)를 비롯해 번역하고 집필한 책이 40여 권에 이른다.
각종 기술 소식을 다루는 블로그 ‘컴퓨터 vs 책’(https://jhrogue.blogspot.com/)과 개발자를 위한 유튜브 '채널 박재호'(https://www.youtube.com/c/박재호dev)를 운영하며, 개발자들을 위한 각종 교육과 세미나도 지속적으로 진행하고 있다.

저자(글) 정상운

작가의 말

2008년 회사에서 깃(Git)을 처음 도입했던 시절이 기억난다. 리눅스 개발팀이었던 우리 부서는 기존에 사용하던 유료 형상관리 툴 대신 리누스 토발즈(리눅스 창시자)가 만들었다는 새로운 형상관리 툴인 깃을 도입하기로 결정했다. 하지만 당시 깃은 초창기 버전이라 사용자 편의 기능이 거의 없었고, 모두들 사용법에 익숙하지 않아 사용하기 버거워 했다. 제품 릴리스가 코앞인데 개발자끼리 커밋이 얽히기라도 하면 밤을 새워서 깃 히스토리를 정리해야 했다. 지금 생각해 보면 원격 저장소, 스테이징 에어리어 같은 깃의 기본 개념들을 이해하지 않고 튜토리얼에서 제공하는 사용법 정도만 익혀서 바로 실전에 적용한 것이 문제였던 듯하다. 도구를 제대로 사용하는 것도 힘들었고 문제가 발생했을 때 해결하기도 힘겨웠다.
그 이후로도 많은 프레임워크, 라이브러리, 프로그램등을 사용했지만 항상 가슴속에 답답함이 있었다. 영어로 적힌 개발 문서를 보는 어려움도 있고 코드 작성 이외의 시간을 낭비라고 생각했던 문화도 있었다. 프레임워크를 온전히 이해하지 못하고 주먹구구식으로 사용하다보니 기능을 100% 활용하지 못하는 것 같았다. 간혹 문제가 발생하거나 코드 작성이 힘들면 구글과 스택오버플로우의 도움을 받았다. 인터넷에서 발견한 코드들과 누군가의 질문에 친절하게 답변해주는 답변자들에 대한 감사함을 느꼈지만, 동시에 ‘왜 나는 코드 작성이 힘들었을까?’, ‘왜 나는 응용을 하지 못했을까?’ 하는 스스로에 대한 실망이 공존했다. 당연한 이야기지만 기초 지식이 없기 때문에 이해력이나 응용력이 좋을 수가 없었다.
이번에 책을 쓰면서 가장 중점을 둔 포인트가 바로 이 지점이었다. 이 책을 통해 독자들에게 엘라스틱 스택이라는 프레임워크의 기초와 기본을 알려주고 싶었다. 독자들이 적어도 자신이 사용하는 프레임워크의 기초 지식을 습득하고 코드를 작성했으면 하는 바람이 있었다. 중요한 부분은 여러 번 반복해서 완전히 이해하게 설명했고, 지면의 한계로 덜 중요한 부분은 과감히 생략했다. 혹시나 설명이 부족한 부분들은 온라인 문서 링크를 남겨뒀다. 이 책의 설명은 대부분 공식 문서나 엘라스틱 블로그에도 있는 내용이지만 인터넷에서 조각조각 배워 나가는 것보다 독자들이 이 책을 통해 먼저 큰 그림을 이해하면 더할 나위 없겠다. 프레임워크의 기초나 뼈대를 이해하면 한번 검색을 해도 더 스마트하게 검색하고 누군가의 코드와 설명, 혹은 질문과 답변들을 더 쉽게 이해하고 오래 기억할 수 있기 때문이다.
또한, 책을 쓰면서 신경을 쓴 또 다른 포인트는 기존 엘라스틱 책들과의 차별성이다. 처음 책을 기획할 때에는 시중에 전혀 없었던 엘라스틱 스택 활용서를 쓰려고 했다. 하지만 기본을 더 중시하자는 출판사의 의견에 따라서 엘라스틱 스택 설명과 활용, 그리고 운영 전반에 관한 책으로 변경했다. 대신 엘라스틱서치만을 깊게 다루는 기존 책들과 다르게 차별점을 두어, 엘라스틱서치 분량을 줄이고 로그스태시, 비트, 키바나 등 전반적인 엘라스틱 스택 분량을 늘렸다. 그리고 모든 것을 설명할 수 없다면 지엽적인 것들은 버리고, 대신 기초가 되는 부분들을 더 강조하고 활용 사례까지 보여주는 것으로 변경했다.
마지막으로, 엘라스틱을 만든 샤이 배넌과 엘라스틱을 발전시킨 수많은 참여자들, 그리고 더 깊이 뿌리를 파고 내려가면 루씬을 만들고 분산 시스템을 만들고 그 밖에 지금의 컴퓨터 환경을 만들기 위해 노력했던 수많은 개발자들에게 감사를 보낸다.
- 김준영

로그 모니터링 시스템을 구축하기 위해 엘라스틱 스택(당시에는 ELK 스택이라고 불리웠다)을 처음 접했을 때를 돌이켜보면 다소 혼란과 혼동의 연속이었다. 그때 엘라스틱서치라고 하면, 인덱싱을 통해 빠른 전문(Full-text) 검색을 수행할 수 있는 도구라거나, 관계형 데이터베이스에 신뢰할 수 있는 데이터를 보관하고 부가적으로 색인을 도와주는 정도라고 이해했다. 하지만 조금 더 파보니 원본 데이터를 저장할 수도 있고 레플리카 구성을 통해 신뢰도도 높일 수 있다는 사실을 알게 됐으며, 데이터베이스처럼 활용할 수도 있겠다는 생각을 했다. 빠른 검색 및 집계 성능은 당시 개발하던 모니터링 솔루션의 성능 문제를 획기적으로 해결해 줄 수 있으리라 여겨졌으며, 직접 로그스태시와 키바나를 사용해보고 난 뒤에는 내가 다른 기술로 직접 구현하는 것보다는 차라리 엘라스틱 스택을 더 잘 활용하는 편이 낫겠다는 생각이 들었다. 실제로 간단하게 구축했던 엘라스틱 스택이 기존에 상상하지 못하던 수준의 로그를 가뿐하게 처리하는 모습을 보고서는, 바야흐로 엘라스틱 스택의 시대가 왔음을 직감했다.
데이터 플랫폼을 구축하기 위해선 데이터의 수집, 정제, 보관, 검색, 시각화 등 다양한 기능을 구현해야 할 뿐 아니라 성능, 유