[Distributed] NATS: 가벼움, JetStream, subject 라우팅

NATS, NATS.io, JetStream, core NATS, request-reply, subject hierarchy, NATS KV

정의

NATS = 극도로 가벼운 메시징 시스템. core NATS = at-most-once Pub/Sub + request-reply. JetStream = 영속 / at-least-once / exactly-once 까지.

특징:

• 1 바이너리 (Go), 메모리 ~10MB.
• 마이크로초 latency.
• 수백만 msg/s/노드.
• edge / IoT / 마이크로서비스 친화.

두 모드: Core vs JetStream

	Core NATS	JetStream
영속	없음 (in-memory)	있음
신뢰성	at-most-once	at-least-once / exactly-once
Latency	매우 낮음	낮음
사용	telemetry, signal	event log, queue

Subject 계층

orders.created
orders.paid
orders.shipped.us
orders.shipped.eu
inventory.low.warehouse-a

와일드카드	의미
*	단어 1개
>	나머지 모두

subscribe orders.*    → orders.created, orders.paid (1단 차이만)
subscribe orders.>    → orders.created, orders.paid, orders.shipped.us, ...

Request-Reply (Core NATS 의 강점)

sequenceDiagram
    autonumber
    participant R as Requester
    participant N as NATS
    participant S as Service

    S->>N: SUB shop.getItem
    R->>N: PUB shop.getItem (reply=INBOX.abc)
    N->>S: deliver
    S->>S: 처리
    S->>N: PUB INBOX.abc {결과}
    N->>R: deliver

• RPC 가 Pub/Sub 위에 자연스럽게.
• load balancing = 같은 subject 의 queue group 으로.

// Queue group: 여러 service 가 같은 subject 구독, 한 명에게 전달
nats.subscribe('shop.getItem', { queue: 'shop' }, (msg) => { ... });

JetStream 메시지 흐름

flowchart LR
    P[Producer] -->|PUB orders.>| JS[(JetStream Stream)]
    JS --> Consumer1[Push consumer]
    JS --> Consumer2[Pull consumer]
    JS --> Consumer3[Durable consumer]

Consumer 타입	의미
Push	broker 가 능동 push
Pull	consumer 가 poll
Ephemeral	임시 (재접속 시 처음부터)
Durable	진행 상태 영속

NATS KV / Object Store

JetStream 위 추가 추상:

// KV
const kv = await jsm.views.kv('config');
await kv.put('feature.x', 'enabled');
const val = await kv.get('feature.x');

// Object Store
const os = await jsm.views.os('images');
await os.put('logo.png', readableStream);

Redis 같은 KV, S3 같은 object store 가 NATS 안에 통합. 작은 인프라 친화.

NATS vs Kafka vs RabbitMQ

항목	NATS	Kafka	RabbitMQ
바이너리 크기	10 MB	수백 MB	수십 MB
운영 복잡도	낮음	높음	중간
처리량	매우 높음	매우 높음	중간
Latency	최저	중간	낮음
영속	옵션 (JS)	항상	옵션
Replication	빌트인 (JS)	빌트인	mirror queue
학습 곡선	낮음	높음	중간

Edge / IoT 패턴

flowchart TB
    subgraph Edge["Edge devices (수천 ~ 수백만)"]
        E1[Sensor 1]
        E2[Sensor 2]
        EN[Sensor N]
    end
    Edge --> NEdge[NATS edge cluster]
    NEdge --> Leaf[Leaf node]
    Leaf --> NCloud[NATS central cluster]
    NCloud --> Apps[Apps / Analytics]

• Leaf node = edge → central 의 경량 게이트웨이.
• bandwidth 최적: 같은 메시지 한 번만 전송.
• 오프라인 buffer + 재연결 시 sync.

적합 / 부적합

flowchart TD
    Good[적합]
    Good --> G1[마이크로서비스 사이 메시징]
    Good --> G2[Edge / IoT]
    Good --> G3[Real-time telemetry]
    Good --> G4["작은 영속 큐 (JS)"]
    Bad[부적합]
    Bad --> B1["복잡한 라우팅 (Topic exchange 같은)"]
    Bad --> B2[수개월 retention 의 거대 로그]

흔한 함정

관련 위키

• kafka, rabbitmq
• Redis Pub Sub vs Streams
• grpc