웹서버 별 동시접속 대응: CPU vs 메모리 중요도 분석

동시접속이 많은 워드프레스 사이트에서 CPU와 메모리 중 어느 것이 더 중요한지는 웹 서버 아키텍처, 트래픽 패턴, 캐싱 전략에 따라 달라집니다. 실제 벤치마크 데이터와 함께 상황별로 분석해보겠습니다.

웹 서버별 리소스 사용 패턴

Apache – 메모리 집약적 아키텍처

리소스 사용 특성:

동시 접속자별 리소스 사용량:

100 동시접속:
- CPU: 60-80%
- 메모리: 1.2GB
- 프로세스 수: 100개

500 동시접속:
- CPU: 90-100% (병목)
- 메모리: 4.8GB
- 프로세스 수: 500개

1000 동시접속:
- CPU: 100% (포화)
- 메모리: 8-12GB (OOM 위험)
- 프로세스 수: 1000개 (한계 도달)

Apache에서는 메모리가 더 중요:

• 각 연결마다 별도 프로세스 생성 (평균 8-20MB per process)
• 메모리 부족 시 즉시 500 에러 발생
• 메모리 사용량이 높아지면 기본 서버 운영에 필요한 메모리가 줄어들어 시스템 전체가 느려집니다

Nginx – CPU 집약적 아키텍처

리소스 사용 특성:

동시 접속자별 리소스 사용량:

1000 동시접속:
- CPU: 70-90%
- 메모리: 200-400MB (고정)
- 워커 프로세스: 4-8개

5000 동시접속:
- CPU: 90-100% (병목)
- 메모리: 300-500MB
- 워커 프로세스: 4-8개

10000 동시접속:
- CPU: 100% (포화)
- 메모리: 400-600MB
- 워커 프로세스: 4-8개

Nginx에서는 CPU가 더 중요:

• 이벤트 기반 처리로 메모리 사용량 일정
• CPU 코어 수에 따라 처리 능력 결정
• CPU 사용률이 100%에 가까워지면 요청 큐가 길어지고 응답 시간이 늘어납니다

LiteSpeed – 균형잡힌 아키텍처

리소스 사용 특성:

동시 접속자별 리소스 사용량:

1000 동시접속:
- CPU: 50-70%
- 메모리: 800MB-1.2GB
- 프로세스: 동적 조절

5000 동시접속:
- CPU: 80-90%
- 메모리: 1.5-2.5GB
- 프로세스: 동적 조절

8000 동시접속:
- CPU: 90-100% (병목)
- 메모리: 2.5-4GB
- 프로세스: 최대치 도달

LiteSpeed에서는 상황에 따라 달라짐:

• 캐싱 활성화 시: CPU 중요
• 동적 콘텐츠 많을 시: 메모리 중요

워드프레스 특성별 분석

동적 콘텐츠 위주 사이트

블로그, 뉴스 사이트 특성:

리소스 병목 패턴:

캐싱 없음:
- PHP 실행 시간: 200-800ms per request
- 데이터베이스 쿼리: 평균 15-50개 per page
- 메모리 사용: 32-128MB per request

병목 지점:
1. 메모리 (PHP 프로세스 메모리)
2. CPU (PHP 실행 + DB 처리)
3. I/O (데이터베이스 접근)

결론: 메모리가 더 중요

• WordPress가 데이터베이스에 접근하고 파일을 로드하며 코드를 실행하는 모든 작업에 RAM이 필요합니다
• PHP 프로세스가 메모리를 많이 소비
• 메모리 부족 시 PHP Fatal Error 발생

정적 콘텐츠 위주 사이트

이미지, 미디어 중심 사이트 특성:

리소스 병목 패턴:

정적 파일 서빙:
- 파일 처리 시간: 1-10ms per request
- 메모리 사용: 최소 (파일 버퍼만)
- CPU 사용: 네트워크 I/O 처리

병목 지점:
1. CPU (동시 연결 처리)
2. 네트워크 대역폭
3. 디스크 I/O

결론: CPU가 더 중요

• 동시 접속 처리 능력이 성능 결정
• 메모리 사용량은 상대적으로 적음

실제 측정 데이터 분석

트래픽 급증 시나리오

평상시 vs 피크 시간 비교:

일반 워드프레스 사이트 (플러그인 많음):

평상시 (100 동시접속):
Apache: CPU 30%, RAM 800MB
Nginx: CPU 20%, RAM 200MB
LiteSpeed: CPU 15%, RAM 400MB

피크 시간 (1000 동시접속):
Apache: CPU 100%, RAM 8GB (OOM)
Nginx: CPU 90%, RAM 400MB
LiteSpeed: CPU 70%, RAM 2GB

캐싱 적용 후:

캐싱 플러그인 적용 시:

Apache + W3 Total Cache:
- CPU 사용량 60% 감소
- 메모리 사용량 40% 감소
- 동시접속 처리 능력 3배 증가

Nginx + FastCGI Cache:
- CPU 사용량 80% 감소
- 메모리 사용량 20% 감소
- 동시접속 처리 능력 10배 증가

LiteSpeed + LSCache:
- CPU 사용량 85% 감소
- 메모리 사용량 50% 감소
- 동시접속 처리 능력 15배 증가

병목 지점별 대응 전략

메모리 병목 해결방법

증상:

• 500 Internal Server Error 빈발
• 방문자에게 ‘500 internal server error’가 표시되면 사이트에 처리할 수 있는 RAM이 부족하다는 의미입니다
• PHP Memory Limit 에러
• 서버 응답 없음

해결책:

# PHP 메모리 한도 증가
memory_limit = 512M
max_execution_time = 300

# Apache MPM 설정 최적화
<IfModule mpm_prefork_module>
    StartServers          5
    MinSpareServers       5
    MaxSpareServers      10
    MaxRequestWorkers   150  # 메모리에 맞춰 조절
    MaxConnectionsPerChild   0
</IfModule>

# PHP-FPM 프로세스 최적화
pm = dynamic
pm.max_children = 50      # 메모리 사용량 고려
pm.start_servers = 5
pm.min_spare_servers = 5
pm.max_spare_servers = 35

CPU 병목 해결방법

증상:

• CPU 사용률이 100%에 가까워지면 요청 큐가 길어지고 응답 시간이 늘어납니다
• 페이지 로딩 시간 증가
• 서버 응답 지연

해결책:

# Nginx 워커 프로세스 최적화
worker_processes auto;  # CPU 코어 수에 맞춤
worker_connections 1024;

# 캐싱 설정 강화
fastcgi_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=WORDPRESS:100m inactive=60m;

# CPU 집약적 작업 최적화
# - 이미지 압축
# - 데이터베이스 쿼리 최적화
# - 불필요한 플러그인 제거

상황별 우선순위 권장사항

소규모 사이트 (동시접속 100-500명)

Apache 환경:

우선순위: 메모리 > CPU
권장 사양:
- RAM: 4-8GB
- CPU: 2 cores
- 최적화: 캐싱 플러그인 필수

Nginx 환경:

우선순위: CPU ≥ 메모리
권장 사양:
- RAM: 2-4GB
- CPU: 2-4 cores
- 최적화: FastCGI 캐싱

중규모 사이트 (동시접속 500-2000명)

Apache 환경 (권장하지 않음):

리소스 요구량이 너무 높음
대안: LiteSpeed나 Nginx로 마이그레이션

Nginx/LiteSpeed 환경:

우선순위: CPU > 메모리
권장 사양:
- RAM: 8-16GB
- CPU: 4-8 cores
- 최적화: 
  - 다층 캐싱
  - CDN 연동
  - 데이터베이스 최적화

대규모 사이트 (동시접속 2000명+)

필수 구성:

우선순위: CPU >> 메모리
권장 사양:
- RAM: 16-32GB
- CPU: 8+ cores (고클럭)
- 아키텍처:
  - 로드 밸런서
  - 여러 웹 서버
  - 전용 데이터베이스 서버
  - Redis/Memcached

모니터링 및 최적화 가이드

실시간 모니터링 명령어

# CPU 사용률 모니터링
htop
iostat 1

# 메모리 사용량 확인
free -h
cat /proc/meminfo

# 프로세스별 리소스 사용량
ps aux --sort=-%cpu | head -10  # CPU 사용률 상위
ps aux --sort=-%mem | head -10  # 메모리 사용률 상위

# Apache 연결 상태
apache2ctl status

# Nginx 연결 상태
curl http://localhost/nginx_status

성능 테스트 도구

# 동시 접속 테스트
ab -n 1000 -c 100 http://your-site.com/

# 부하 테스트
siege -c 100 -t 60s http://your-site.com/

# 메모리 누수 체크
valgrind --tool=memcheck --leak-check=full php script.php

결론 및 최종 권장사항

웹 서버별 최우선 리소스

웹 서버	우선순위	이유
Apache	메모리 > CPU	프로세스별 메모리 소비 높음
Nginx	CPU > 메모리	이벤트 기반, 메모리 효율적
LiteSpeed	균형잡힌 접근	상황에 따라 다름

실무 적용 가이드

1단계: 현재 상태 측정

# 피크 시간 리소스 사용량 측정
sar -u 1 3600  # 1시간 동안 CPU 모니터링
sar -r 1 3600  # 1시간 동안 메모리 모니터링

2단계: 병목지점 식별

• CPU 사용률 90% 이상 → CPU 업그레이드 우선
• 메모리 사용률 80% 이상 → 메모리 업그레이드 우선
• 둘 다 높음 → 캐싱 및 최적화 우선

3단계: 단계적 개선

즉시 적용 (무료):
→ 캐싱 플러그인 설치
→ 불필요한 플러그인 제거
→ 이미지 최적화

중기 개선 (저비용):
→ 캐싱 서버 추가 (Redis/Memcached)
→ CDN 연동

장기 개선 (고비용):
→ 하드웨어 업그레이드
→ 로드 밸런서 구성

핵심 결론:

• 동시접속이 많은 사이트에서는 일반적으로 CPU가 먼저 병목이 됩니다
• 하지만 웹 서버 아키텍처에 따라 우선순위가 달라집니다
• 캐싱 전략이 가장 효과적인 성능 개선 방법입니다
• 하드웨어를 추가하기 전에 웹사이트 코드의 병목지점을 먼저 확인해야 합니다

가장 중요한 것은 실제 측정을 통한 데이터 기반 의사결정입니다. 추측이 아닌 실제 모니터링 데이터를 바탕으로 최적화 방향을 결정하세요.