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네트워킹 최적화

Cloud Functions의 단순성을 활용하여 빠르게 코드를 개발하고 서버리스 환경에서 실행할 수 있습니다. 중간 규모에서는 함수 실행 비용이 적으며 코드 최적화의 우선순위가 높아 보이지 않을 수 있습니다. 하지만 배포 규모가 커짐에 따라 코드 최적화가 점점 중요해집니다.

이 문서에서는 함수의 네트워킹을 최적화하는 방법을 설명합니다. 네트워킹 최적화의 장점은 다음과 같습니다.

각 함수를 호출할 때 새 아웃바운드를 연결하는 데 사용하는 CPU 시간이 줄어듭니다.
연결 또는 DNS 할당량이 부족해질 가능성이 줄어듭니다.

지속적인 연결 유지

이 섹션에서는 함수에서 지속적인 연결을 유지하는 방법의 예를 보여줍니다. 지속적인 연결을 유지하지 못하면 연결 할당량이 빠르게 소진될 수 있습니다.

이 섹션에서 다루는 상황은 다음과 같습니다.

HTTP/S
Google API

HTTP/S 요청

아래의 최적화된 코드 스니펫은 함수 호출마다 새 연결을 만드는 대신 지속적인 연결을 유지하는 방법을 보여줍니다.

Node.js

const http = require('http');
const functions = require('firebase-functions');

// Setting the `keepAlive` option to `true` keeps
// connections open between function invocations
const agent = new http.Agent({keepAlive: true});

exports.function = functions.https.onRequest((request, response) => {
    req = http.request({
        host: '',
        port: 80,
        path: '',
        method: 'GET',
        agent: agent, // Holds the connection open after the first invocation
    }, res => {
        let rawData = '';
        res.setEncoding('utf8');
        res.on('data', chunk => { rawData += chunk; });
        res.on('end', () => {
            response.status(200).send(`Data: ${rawData}`);
        });
    });
    req.on('error', e => {
        response.status(500).send(`Error: ${e.message}`);
    });
    req.end();
});

Python

from firebase_functions import https_fn
import requests

# Create a global HTTP session (which provides connection pooling)
session = requests.Session()

@https_fn.on_request()
def connection_pooling(request):

    # The URL to send the request to
    url = "http://example.com"

    # Process the request
    response = session.get(url)
    response.raise_for_status()
    return https_fn.Response("Success!")

이 HTTP 함수는 연결 풀을 사용하여 HTTP 요청을 실행합니다. 여기서는 요청 객체(flask.Request)를 가져오고 응답 텍스트 또는 make_response를 사용하여 Response 객체로 변환할 수 있는 값 집합을 반환합니다.

Google API 액세스

아래의 예시에서는 Cloud Pub/Sub를 사용하지만 다른 클라이언트 라이브러리(예: Cloud Natural Language 또는 Cloud Spanner)에서도 같은 방식을 사용할 수 있습니다. 특정 클라이언트 라이브러리의 현재 구현 방식에 따라 성능 개선의 정도가 다를 수 있습니다.

Pub/Sub 클라이언트 객체를 만들면 호출당 연결은 1회, DNS 쿼리는 2회가 발생합니다. 불필요한 연결과 DNS 쿼리를 방지하기 위해 아래 샘플과 같이 전역 범위에서 Pub/Sub 클라이언트 객체를 만듭니다.

node.js

const PubSub = require('@google-cloud/pubsub');
const functions = require('firebase-functions');
const pubsub = PubSub();

exports.function = functions.https.onRequest((req, res) => {
    const topic = pubsub.topic('');

    topic.publish('Test message', err => {
        if (err) {
            res.status(500).send(`Error publishing the message: ${err}`);
        } else {
            res.status(200).send('1 message published');
        }
    });
});

Python

import os

from firebase_functions import https_fn
from google.cloud import pubsub_v1

# from firebase_functions import https_fn
# Create a global Pub/Sub client to avoid unneeded network activity
pubsub = pubsub_v1.PublisherClient()

@https_fn.on_request()
def gcp_api_call(request):

    project = os.getenv("GCP_PROJECT")
    request_json = request.get_json()

    topic_name = request_json["topic"]
    topic_path = pubsub.topic_path(project, topic_name)

    # Process the request
    data = b"Test message"
    pubsub.publish(topic_path, data=data)

    return https_fn.Response("1 message published")

이 HTTP 함수는 캐시된 클라이언트 라이브러리 인스턴스를 사용하여 함수 호출당 필요한 연결 수를 줄입니다. 여기서는 요청 객체(flask.Request)를 가져오고 응답 텍스트 또는 make_response를 사용하여 Response 객체로 변환할 수 있는 값 집합을 반환합니다.

GCP_PROJECT 환경 변수는 Python 3.7 런타임에서 자동으로 설정됩니다. 이후 런타임에서는 함수 배포 시 이를 지정해야 합니다. 환경 변수 구성을 참조하세요.

아웃바운드 연결

아웃바운드 요청 제한 시간

함수에서 VPC 네트워크로 보내는 요청의 경우 유휴 시간 10분 후에 제한 시간이 발생합니다. 함수에서 인터넷으로 보내는 요청의 경우 유휴 시간 20분 후에 제한 시간이 발생합니다.

아웃바운드 연결 재설정

함수에서 VPC 네트워크 및 인터넷으로의 연결 스트림은 기본 인프라가 다시 시작되거나 업데이트될 때 가끔 종료되고 교체될 수 있습니다. 애플리케이션이 장기적으로 지속되는 연결을 재사용하는 경우 끊어진 연결이 재사용되는 것을 방지하기 위해 연결을 다시 설정하도록 애플리케이션을 구성하는 것이 좋습니다.

함수의 부하 테스트

함수에서 평균적으로 수행하는 연결 수를 측정하려면 HTTP 함수로 배포하고 성능 테스트 프레임워크를 사용하여 특정 QPS에서 호출하면 됩니다. 사용 가능한 방법 중 하나는 Artillery이며 한 줄로 호출할 수 있습니다.

$ artillery quick -d 300 -r 30 URL

이 명령어는 300초 동안 30QPS로 해당 URL을 가져옵니다.

테스트를 수행한 후 Cloud Console의 Cloud Functions 할당량 페이지에서 연결 할당량의 사용량을 확인하세요. 사용량이 지속적으로 30 내외라면 호출할 때마다 1번 연결하는 것이고, 30의 배수라면 여러 번 연결하는 것입니다. 코드를 최적화한 후에는 테스트를 시작할 때만 10~30 정도의 적은 연결 수가 표시되어야 합니다.

또한 같은 페이지의 CPU 할당량 플롯에서 최적화 전후의 CPU 비용을 비교할 수 있습니다.