NGINX OpenSource/Plus 에서 구현가능한 기술 / 사용사례

NGINX 유닛을 사용한 서버 측 웹 어셈블리

관리자

웹어셈블리(약칭 Wasm)는 웹 애플리케이션 세계에 많은 것을 제공합니다. 브라우저에서는 프론트엔드 개발자가 성능 저하 없이 다양한 고급 언어(JavaScript뿐만 아니라!)로 작업할 수 있는 안전하고 샌드박스가 적용된 실행 환경을 제공합니다. 또한 백엔드(서버 측)에서는 WebAssembly의 크로스 플랫폼 지원과 다중 아키텍처 이식성을 통해 개발, 배포 및 확장성이 그 어느 때보다 쉬워집니다.
NGINX는 서버 측 WebAssembly 모듈을 생성하여 수정 없이 여러 빌드 파이프라인 없이 어디서나 실행할 수 있는 세상을 상상합니다. 대신 로컬 개발에서 시작하여 미션 크리티컬한 멀티클라우드 환경까지 WebAssembly 모듈을 실행할 수 있습니다.
NGINX Unit 1.31의 출시로 이러한 비전을 실현할 수 있게 되어 매우 기쁩니다. NGINX Unit은 애플리케이션 코드가 TLS, 정적 파일, 요청 라우팅 등의 다른 필수 속성과 함께 실행되는 범용 웹 앱 서버입니다. 또한 NGINX Unit은 이 모든 기능을 수행하면서 7가지 프로그래밍 언어 런타임에 대한 일관된 개발자 환경을 제공하며, 이제 WebAssembly도 지원합니다.

NGINX Unit에 WebAssembly를 추가하는 것은 여러 측면에서 의미가 있습니다:

HTTP의 요청-응답 패턴은 WebAssembly 샌드박스의 입출력(I/O) 바이트 스트림에 자연스럽게 맞습니다.

개발자는 런타임 성능 저하 없이 높은 수준의 언어 생산성을 누릴 수 있습니다.

NGINX Unit의 요청 라우터는 여러 WebAssembly 모듈에서 복잡한 애플리케이션을 쉽게 구축할 수 있습니다.

WebAssembly의 빠른 시작 시간은 단일 마이크로서비스 및 기능 또는

전체 기능을 갖춘 애플리케이션을 배포하는 데에도 똑같이 적합합니다.

범용 이식성과 플랫폼 간 호환성을 통해 복잡한 빌드 파이프라인 없이 로컬 개발이 가능합니다.

NGINX 유닛은 이미 애플리케이션별 격리를 제공하며, WebAssembly 샌드박스를 사용하면

신뢰할 수 없는 코드를 더욱 안전하게 실행할 수 있습니다.

참고: 이 글을 작성하는 시점에 WebAssembly 모듈은 기술 프리뷰이며, 자세한 내용은 아래에서 확인할 수 있습니다.

NGINX Unit WebAssembly 모듈은 어떻게 작동하나요?

NGINX Unit의 아키텍처는 애플리케이션 런타임에서 네트워킹 프로토콜을 분리합니다.

unitd: 라우터 프로세스는 들어오는 HTTP 요청을 처리하여 필요에 따라 TLS 계층을 처리합니다.

이 요청에 대해 수행할 작업을 결정한 후 "HTTP 컨텍스트"(URI, 헤더, 본문)가 애플리케이션 런타임에 전달됩니다.

많은 프로그래밍 언어에는 애플리케이션 코드에서 HTTP 컨텍스트를 사용할 수 있는 방법과

개발자가 URI, 헤더 및 본문에 액세스할 수 있는 방법에 대한 정확한 사양이 있습니다.

NGINX Unit은 NGINX Unit의 라우터와 애플리케이션 런타임 사이의 인터페이스 계층을 구현하는 여러 언어 모듈을 제공합니다.

NGINX Unit용 WebAssembly 언어 모듈은 WebAssembly 런타임과 라우터 프로세스 사이에 유사한 인터페이스 계층을 제공합니다.

WebAssembly 샌드박스의 선형 메모리는 현재 요청의 HTTP 컨텍스트로 초기화되고

최종 응답은 클라이언트로 전송하기 위해 라우터로 다시 전송됩니다.

샌드박스가 적용된 실행 환경은 Wasmtime 런타임에 의해 제공됩니다.

아래 다이어그램은 클라이언트에서 라우터를 거쳐 Wasmtime에 의해

실행되는 WebAssembly 모듈로 전달되는 HTTP 요청의 흐름을 보여줍니다.

Diagram of the flow of an HTTP request from client, through the router, to the WebAssembly module executed by Wasmtime.

NGINX 유닛에서 WebAssembly 모듈 실행하기

WebAssembly 모듈을 실행하도록 NGINX Unit을 구성하는 것은 다른 언어와 마찬가지로 간단합니다.

아래 구성 스니펫에는 이러한 속성을 가진 helloworld라는 애플리케이션이 있습니다:

type은 이 애플리케이션에 로드할 언어 모듈을 정의합니다.
모듈은 컴파일된 웹어셈블리 바이트코드를 가리킵니다.
액세스는 애플리케이션이 샌드박스 외부의 리소스에 액세스할 수 있도록 하는 Wasmtime 런타임의 기능입니다.
요청_핸들러, malloc_핸들러, free_핸들러는 HTTP 컨텍스트를 Wasmtime으로 전송하는 SDK 함수와 관련이 있습니다(다음 섹션에서 더 자세히 설명합니다).

{
 "applications":{
 "helloworld":{
 "type":"wasm",
 "module":"/path/to/wasm_module.wasm",
 "access":{
 "filesystem":[
 "/tmp",
 "/var/tmp"
 ]
 },
 "request_handler":"luw_request_handler",
 "malloc_handler":"luw_malloc_handler",
 "free_handler":"luw_free_handler"
 }
 }
}

WebAssembly 샌드박스 내부에서 HTTP 컨텍스트 찾기

위에서 언급한 바와 같이, NGINX Unit의 WebAssembly 언어 모듈은 현재 요청의 HTTP 컨텍스트로 WebAssembly 실행 샌드박스를 초기화합니다. 많은 프로그래밍 언어 런타임이 HTTP 메타데이터에 대한 네이티브 직접 액세스를 제공하는 반면, WebAssembly에는 이러한 표준이 존재하지 않습니다.

궁극적으로는 WASI-HTTP 표준이 이러한 요구를 충족시킬 것으로 기대하지만, 당분간은 Rust 및 C용 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 제공합니다. Unit-Wasm SDK를 사용하면 WebAssembly로 컴파일되어 NGINX Unit에서 실행되는 웹 애플리케이션 및 API를 쉽게 작성할 수 있습니다. WebAssembly 사용 방법 가이드에서 개발 환경과 빌드 단계를 살펴볼 수 있습니다.

범용 런타임으로서 WebAssembly의 잠재력을 실현하고자 하는 저희의 비전과 열망에도 불구하고, 이 SDK로 빌드된 애플리케이션은 NGINX Unit에서만 실행됩니다. 그렇기 때문에 기술 프리뷰로 WebAssembly 지원을 소개하며, 가능한 한 빠른 시일 내에 WASI-HTTP 지원으로 대체할 예정입니다.

기술 미리 보기 체험

기술 프리뷰는 웹 애플리케이션 실행을 위한 경량 서버를 제공하면서 서버 측 WebAssembly의 잠재력을 보여드리기 위해 마련되었습니다. "타이어를 차는" 마음가짐으로 접근하여 실험해 보시고 피드백을 제공해 주세요. NGINX 커뮤니티 Slack 또는 NGINX Unit GitHub 리포지토리를 통해 여러분의 의견을 듣고 싶습니다.

시작하려면 NGINX Unit을 설치하고 WebAssembly 사용 방법 가이드로 이동하세요.

위 내용과 같이 NGINX Unit을 활용하여 Demo 가 필요하시면 하단의 전문가에게 상담받기 버튼을 클릭해주세요

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