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프론트엔드 마이크로서비스 구축에 필요한 15가지 구성 요소

프론트엔드 마이크로서비스 구축에 필요한 15가지 구성 요소
It SharingPosted On Jul 20, 202415 min read

요즘 빠르게 변화하는 소프트웨어 개발 환경에서, 마이크로서비스 아키텍처는 확장 가능하고 유지보수가 용이한 애플리케이션을 구축하는 데 널리 채택되고 있습니다. 잘 설계된 마이크로서비스 아키텍처는 개발 프로세스를 개선하고 시스템이 프로덕션 워크로드를 효율적으로 처리할 수 있도록 합니다. 이 기사에서는 다이어그램에 나와있는 프로덕션 마이크로서비스 응용 프로그램의 핵심 구성 요소를 살펴볼 것입니다.

  • API 게이트웨이
  • 서비스 레지스트리
  • 서비스 레이어
  • 인가 서버
  • 데이터베이스 레이어
  • 분산 캐시
  • 로드 밸런서
  • 메트릭 및 모니터링
  • 로그 관리
  • 서비스 매시
  • 분산 추적
  • 구성 관리
  • API 문서
  • 시크릿 관리
  • 블루-그린 배포

API 게이트웨이

API Gateway는 모든 클라이언트 요청이 마이크로서비스에 도달하는 입구 역할을 합니다. 이는 모든 응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스 (API) 호출을 수락하고, 이를 충족하기 위해 필요한 서비스들을 집계하고, 적절한 결과를 반환하기 위한 리버스 프록시 역할을 합니다. API Gateway의 주요 책임은 다음과 같습니다:

  • 요청 라우팅: 엔드포인트를 기반으로 요청을 적절한 서비스로 보내는 것.
  • 보안: 인증 및 권한 부여 관리.
  • 요청 제한: 클라이언트가 API를 호출하는 속도를 제어.
  • 부하 분산: 서비스의 여러 인스턴스에 대한 요청을 분산하여 부하를 균형있게 분배.

예시 도구: Kong, NGINX, Amazon API Gateway

예시 구현:

이 NGINX 구성은 API 게이트웨이를 설정하여 HTTP 요청을 수신하는 포트 80에서 수신하도록 합니다. URL 경로에 따라 요청을 서로 다른 백엔드 서비스 (serviceA 및 serviceB)로 보냅니다. proxy_pass 지시문은 요청을 적절한 서비스로 전달하며, proxy_set_header 지시문은 원래 호스트 및 클라이언트 IP 정보가 백엔드 서비스로 전달되도록 합니다.

// NGINX를 API 게이트웨이로 사용하는 예제
server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;

    location /serviceA/ {
        proxy_pass http://serviceA:8080/;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }

    location /serviceB/ {
        proxy_pass http://serviceB:8080/;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

서비스 레지스트리

서비스 레지스트리는 사용 가능한 서비스 인스턴스의 데이터베이스입니다. 이를 통해 서비스는 하드 코딩된 IP 주소 없이 동적으로 서로를 발견하고 통신할 수 있습니다. 서비스 레지스트리는 서비스 인스턴스, 주소 및 메타데이터의 목록을 유지함으로써 서비스 발견 및 상태 확인에 도움이 됩니다.

키 기능:

  • 서비스 검색: 마이크로서비스가 서로를 찾고 통신할 수 있도록 합니다.
  • 헬스 체크: 정기적으로 서비스의 상태를 확인하고 레지스트리를 업데이트합니다.

예시 도구: 유레카, 콘설, Etcd

예시 구현:

이 Java 코드 스니펫에서는 Spring Cloud Netflix를 사용하여 Eureka Server를 설정하는 방법을 보여줍니다. @EnableEurekaServer 주석은 Eureka Server 기능을 활성화시키며, 마이크로서비스를 등록하고 발견하는 데 사용됩니다. EurekaServerApplication 클래스를 실행하면, 다른 서비스가 서비스 발견을 위해 등록할 수 있는 Eureka Server 인스턴스가 시작됩니다.

// Spring Cloud Netflix Eureka 사용 예시
@EnableEurekaServer
@SpringBootApplication
public class EurekaServerApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);
    }
}

서비스 레이어

서비스 레이어에는 마이크로서비스의 실제 비즈니스 로직과 작업이 포함되어 있습니다. 각 서비스는 특정 업무 기능을 처리하도록 설계되었으며, 독립적으로 배포 가능하고 확장할 수 있습니다. 서비스는 서로 API를 통해 통신하며, 핵심 비즈니스 로직을 캡슐화합니다.

주요 특징:

  • 느슨한 결합: 서비스들은 의존성을 최소화하기 위해 느슨하게 결합됩니다.
  • 높은 응집도: 각 서비스는 특정 비즈니스 기능에 초점을 맞춥니다.

예시 프레임워크: Spring Boot, Micronaut, Quarkus

예시 구현:

이 Spring Boot 컨트롤러는 사용자 작업과 관련된 HTTP 요청을 처리합니다. UserController 클래스에는 @RestController 및 @RequestMapping이 주석으로 달려 있어 사용자 관련 엔드포인트의 기본 URL을 정의합니다. getUserById 메서드는 ID에 따라 사용자를 검색하고, createUser 메서드는 새 사용자를 생성합니다. 의존성 주입(@Autowired)은 비즈니스 로직을 위해 UserService 인스턴스를 주입하는 데 사용됩니다.

// Spring Boot 예제
@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/{id}")
    public ResponseEntity<User> getUserById(@PathVariable Long id) {
        User user = userService.findUserById(id);
        return new ResponseEntity<>(user, HttpStatus.OK);
    }

    @PostMapping
    public ResponseEntity<User> createUser(@RequestBody User user) {
        User newUser = userService.saveUser(user);
        return new ResponseEntity<>(newUser, HttpStatus.CREATED);
    }
}

인가 서버

인가 서버는 클라이언트가 서비스에 액세스하는 데 사용하는 토큰을 발급합니다. 인증된 사용자만 서비스와 상호 작용할 수 있도록 보장합니다.

주요 기능:

  • 토큰 발급: 토큰을 생성하고 확인합니다. (예: JWT).
  • 사용자 인증: 사용자 신원을 인증합니다.
  • 권한 부여: 액세스 제어 정책을 적용합니다.

예시 도구: Keycloak, Auth0, Okta

예시 구현:

이 YAML 구성은 Keycloak을 설정하는데 사용됩니다. Keycloak은 개방형 식별 및 액세스 관리 솔루션입니다. 이 구성은 렘(myrealm), 클라이언트(myclient) 및 인증 서버 URL을 지정합니다. 자격 증명 섹션에는 클라이언트와 Keycloak 간 통신을 보호하기 위한 시크릿 키가 포함되어 있습니다. 이 구성은 리소스 역할 매핑을 활성화하며, 이 매핑은 애플리케이션 리소스에 대한 액세스를 제어하는 데 사용됩니다.

# Keycloak을 사용한 예시
keycloak:
  realm: myrealm
  resource: myclient
  auth-server-url: http://localhost:8080/auth
  ssl-required: external
  credentials:
    secret: secret-key
  use-resource-role-mappings: true

데이터베이스 레이어

데이터베이스 레이어는 각 마이크로서비스에서 사용하는 데이터 저장 시스템으로 구성됩니다. 각 서비스는 데이터 격리 및 자율성을 보장하기 위해 고유의 데이터베이스를 가질 수 있으며, 이는 서비스 당 데이터베이스 원칙을 따릅니다.

주요 측면:

  • 복제: 데이터가 고가용성을 위해 여러 노드에 복제됨을 보장합니다.
  • 확장성: 데이터베이스를 확장하여 증가한 부하를 처리하는데 지원합니다.

예시 데이터베이스: MongoDB, PostgreSQL, Cassandra

구현 예시:

이 Spring 구성은 Spring Boot 애플리케이션을 MongoDB 인스턴스에 연결합니다. uri 속성은 MongoDB 서버의 연결 문자열을 지정하며, 호스트 (localhost), 포트 (27017) 및 데이터베이스 이름 (mydatabase)을 포함합니다. Spring Data MongoDB는이 구성을 사용하여 MongoDB 데이터베이스와 상호 작용합니다.

# 예시 MongoDB 구성
spring:
  data:
    mongodb:
      uri: mongodb://localhost:27017/mydatabase

분산 캐시

분산 캐시는 데이터베이스의 부하를 줄이고 자주 액세스하는 데이터의 응답 시간을 개선하여 마이크로서비스의 성능과 확장성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

키 이점:

  • 지연 시간 감소: 메모리에서 데이터를 빠르게 제공합니다.
  • 향상된 확장성: 기본 데이터베이스에서 읽기 트래픽을 오프로드합니다.

예시 도구: Redis, Memcached, Hazelcast

예시 구현:

해당 자바 설정은 Spring Data Redis를 사용하여 Redis를 분산 캐시로 설정합니다. RedisConfig 클래스는 @Configuration으로 주석이 달려 있어 Spring 구성을 제공함을 나타냅니다. redisTemplate 빈은 Redis 서버와 상호 작용하기 위해 연결 공장(RedisConnectionFactory)로 생성됩니다. RedisTemplate은 애플리케이션에서 Redis 작업을 수행하는 데 사용됩니다.

// Spring Data Redis를 사용한 예제
@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);
        return template;
    }
}

로드 밸런서

로드 밸런서는 여러 마이크로서비스 인스턴스에 들어오는 네트워크 트래픽을 분산하여 어떠한 단일 인스턴스도 과부하를 받지 않도록 합니다. 애플리케이션의 가용성과 신뢰성을 향상시킵니다.

키 기능:

  • 트래픽 분배: 인스턴스 간에 트래픽을 고르게 분산합니다.
  • 헬스 체크: 건강한 인스턴스에만 트래픽을 라우팅합니다.
  • 장애 조치: 장애 시 백업 인스턴스로 트래픽을 리디렉션합니다.

예시 도구: HAProxy, NGINX, AWS Elastic Load Balancing

구현 예시:

이 HAProxy 구성은 HTTP 트래픽을 위한 로드 밸런서를 설정합니다. 프론트엔드 섹션은 포트 80에서 수신 대기하고 들어오는 요청을 백엔드 섹션으로 보냅니다. 백엔드 섹션은 round-robin 로드 밸런싱을 사용하여 트래픽을 두 개의 서버 (app1 및 app2) 사이에 분산합니다. check 옵션은 건강한 서버만 트래픽을받도록 하는 건강 검사를 활성화합니다.

# HAProxy 예제 사용
frontend http_front
   bind *:80
   default_backend http_back

backend http_back
   balance roundrobin
   server app1 192.168.1.101:8080 check
   server app2 192.168.1.102:8080 check

메트릭 및 모니터링

메트릭 및 모니터링 도구는 마이크로서비스의 건강 상태와 성능을 관찰하는 데 도움이 됩니다. 시스템 동작에 대한 통찰력을 제공하여 문제를 식별하고 원활한 운영을 보장하는 데 중요합니다.

중요 구성 요소:

  • 메트릭 수집: 서비스에서 성능 데이터를 수집합니다.
  • 시각화: 대시보드에 데이터를 표시하여 쉽게 해석할 수 있습니다.
  • 경고: 운영자에게 문제를 실시간으로 알립니다.

예시 도구: 프로메테우스, 그라파나, 데이터독

예시 구현:

이 YAML 구성은 프로메테우스가 마이크로서비스에서 메트릭을 수집하고, 그라파나가 해당 메트릭을 시각화하기 위해 설정됩니다. 프로메테우스는 localhost:8080에서 실행 중인 마이크로서비스에서 15초마다 메트릭을 스크레이핑합니다. 그라파나는 수집된 메트릭을 대화식 및 시각적 형식으로 표시하기 위해 프로메테우스 서버에 연결된 대시보드와 구성됩니다.

# 프로메테우스와 그라파나 사용 예
prometheus:
  global:
    scrape_interval: 15s
  scrape_configs:
    - job_name: 'microservice'
      static_configs:
        - targets: ['localhost:8080']

grafana:
  dashboards:
    - name: 마이크로서비스 메트릭
      data:
        - name: 마이크로서비스
          type: prometheus
          url: http://prometheus:9090

로그 관리

로그 관리는 마이크로서비스의 동작을 추적하고 문제를 진단하며 애플리케이션 성능을 이해하는 데 중요합니다. 모든 서비스에서 로그 데이터를 수집, 저장 및 분석하는 것을 포함합니다.

키 특징:

  • 중앙 집중식 로깅: 모든 마이크로서비스의 로그를 하나의 장소로 집계합니다.
  • 검색 및 분석: 로그 데이터를 쿼리하고 분석하는 도구를 제공합니다.
  • 시각화: 로그를 읽을 수 있고 해석할 수 있는 형식으로 제공합니다.

예시 도구: ELK 스택 (Elasticsearch, Logstash, Kibana), Splunk, Graylog

예시 구현:

이 Logstash 구성은 /var/log/microservice/에 위치한 파일에서 로그 데이터를 수집하여 Apache 로그 형식을 구문 분석하는 grok 필터를 사용하여 로그를 처리하고 localhost:9200에서 실행 중인 Elasticsearch 인스턴스로 처리된 로그를 출력합니다. 로그는 Elasticsearch에서 검색 및 분석을 용이하게하기 위해 타임스탬프로 색인화됩니다.

ELK Stack을 사용한 예제

logstash: input { file { path => "/var/log/microservice/*.log" start_position => "beginning" } } filter { grok { match => { "message" => "%{COMMONAPACHELOG}" } } } output { elasticsearch { hosts => ["http://localhost:9200"] index => "microservice-logs-%{+YYYY.MM.dd}" } }

서비스 매쉬

서비스 매쉬는 서비스 간 통신을 처리하는 전용 인프라 계층을 제공하여 여러 마이크로서비스를 관리할 수 있도록 해줍니다.

주요 기능:

  • 트래픽 관리: 서비스 트래픽에 대한 세밀한 제어.
  • 관측성: 서비스 상호 작용의 강화된 모니터링 및 추적.
  • 보안: 상호 TLS를 이용한 안전한 서비스 간 통신.

예시 도구: Istio, Linkerd, Consul Connect

예시 구현:

이 Istio 구성은 리뷰 서비스에 대한 VirtualService를 설정합니다. 이는 HTTP 트래픽을 리뷰 서비스의 v2 하위 집합으로 보내기 위한 라우팅 규칙을 정의합니다. Istio는 라우팅, 재시도, 타임아웃 등을 포함한 고급 트래픽 관리 기능을 제공하여 서비스 통신에 대한 세밀한 제어를 가능하게 합니다.

# 트래픽 관리를 위해 Istio 사용하는 예시
apiVersion: networking.istio.io/v1alpha3
kind: VirtualService
metadata:
  name: reviews
spec:
  hosts:
  - reviews
  http:
  - route:
    - destination:
        host: reviews
        subset: v2

분산 추적

분산 추적은 다양한 서비스를 통해 이동하는 요청을 추적하여 시스템 전체의 흐름과 성능에 대한 통찰력을 제공합니다.

키 베네핏:

  • 성능 분석: 병목 현상 및 지연 문제 식별
  • 오류 추적: 오류를 원인으로 되돌아갈 수 있음

예시 도구: Jaeger, Zipkin, OpenTelemetry

구현 예시:

이 Spring Boot 구성은 분산 추적을 위해 Jaeger를 통합합니다. Application 클래스는 Spring Boot 애플리케이션을 초기화하며, tracer 빈은 환경 변수를 사용하여 Jaeger의 추적기를 설정합니다. Jaeger는 분산 트랜잭션을 모니터링하고 문제 해결을 돕기 위해 추적 데이터를 수집하고 시각화합니다.

# Spring Boot에서 Jaeger 사용 예시
@SpringBootApplication
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

@Bean
public Tracer tracer() {
    return Configuration.fromEnv().getTracer();
}

구성 관리

구성 관리는 마이크로서비스의 구성을 중앙 집중식으로 관리하여 일관성과 관리 편의성을 보장하는 작업을 포함합니다.

주요 기능:

  • 중앙 집중식 구성: 단일 원본에서 구성 관리.
  • 동적 업데이트: 서비스를 다시 배포하지 않고 구성을 업데이트.

예시 도구: Spring Cloud Config, Consul, Apache Zookeeper

예시 구현:

이 Spring 구성은 Git 저장소에 저장된 응용 프로그램 구성을 관리하기 위해 Spring Cloud Config를 설정합니다. uri 속성은 구성 파일이 포함된 Git 저장소의 URL을 지정합니다. Spring Cloud Config는 클라이언트 응용 프로그램에 구성 속성을 제공하는 중앙 집중식 구성 서버를 제공하여 다시 배포하지 않고도 동적 업데이트를 가능케 합니다.

# Spring Cloud Config 사용 예시
spring:
  cloud:
    config:
      server:
        git:
          uri: https://github.com/myorg/config-repo

API 문서화

API 문서화 도구는 API에 대한 문서를 자동으로 생성하고 유지 관리하여 개발자가 서비스를 이해하고 사용하기 쉽도록 합니다.

주요 장점:

  • 개발자 친화적: 명확하고 최신 문서를 제공합니다.
  • 대화식: 개발자가 문서에서 API를 직접 테스트할 수 있습니다.

예시 도구: Swagger, OpenAPI, Redoc

예시 구현:

이 Spring Boot 설정은 API 문서화를 위해 Swagger를 통합합니다. SwaggerConfig 클래스는 @EnableSwagger2 어노테이션을 사용하여 Swagger를 활성화하고 Docket 빈을 구성하여 문서화할 API 엔드포인트를 지정합니다. Swagger는 상호작용하는 API 문서를 생성하여 개발자가 문서 UI에서 직접 API를 탐색하고 테스트할 수 있습니다.

# Spring Boot에서 Swagger를 사용한 예시
springfox:
  documentation:
    swaggerUi:
      enabled: true

@Configuration
@EnableSwagger2
public class SwaggerConfig {
    @Bean
    public Docket api() {
        return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2)
            .select()
            .apis(RequestHandlerSelectors.any())
            .paths(PathSelectors.any())
            .build();
    }
}

보안 관리

보안 관리는 API 키, 패스워드, 인증서와 같은 민감한 정보를 안전하게 저장하고 액세스하는 것을 포함합니다.

주요 기능:

  • 보안: 민감한 데이터의 암호화 및 접근 제어를 보장합니다.
  • 중앙 관리: 중앙 위치에서 시크릿을 관리합니다.

예시 도구: HashiCorp Vault, AWS Secrets Manager, Azure Key Vault

예시 구현:

이 YAML 구성은 HashiCorp Vault를 설정하여 비밀을 관리합니다. 비밀 섹션은 Vault에 저장된 데이터베이스 자격 증명 경로를 지정합니다. Vault는 API 키, 비밀번호 및 인증서와 같은 민감한 정보를 관리하기 위한 안전한 저장, 액세스 제어 및 감사 기능을 제공하여 비밀이 응용 프로그램에서 안전하게 처리되도록 보장합니다.

# HashiCorp Vault 사용 예시
vault:
  secrets:
    - path: database/creds
      shared_backend: true

블루-그린 배포

블루-그린 배포는 두 개의 동일한 프로덕션 환경을 실행하여 다운타임과 위험을 줄이는 배포 전략입니다.

주요 이점:

  • 다운타임 없음: 다운타임 없이 환경 간에 트래픽을 전환합니다.
  • 롤백: 문제가 발생할 경우 이전 버전으로 쉽게 복원할 수 있습니다.

구현 예제:

이 Kubernetes 배포 구성은 myapp 애플리케이션을 위한 블루-그린(Blue-Green) 배포 전략을 설정합니다. myapp-blue 배포는 애플리케이션의 블루 버전을 지정하며, myapp:blue 도커 이미지의 한 인스턴스를 실행합니다. 블루-그린 배포는 두 개의 동일한 환경(블루 및 그린)을 실행하고 트래픽을 두 환경 간에 전환하여 다운타임을 없애는 업데이트를 허용합니다.

# 쿠버네티스를 사용한 블루-그린 배포의 예제
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-blue
spec:
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
        version: blue
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myapp:blue

추가 프로덕션 등급 구성 요소

인그레스 컨트롤러

인그레스 컨트롤러는 쿠버네티스 클러스터 내의 서비스에 대한 외부 액세스를 관리하며 로드 밸런싱, SSL 해제 및 이름 기반 가상 호스팅과 같은 기능을 제공합니다.

주요 기능:

  • 트래픽 관리: 외부 트래픽을 적절한 서비스로 라우팅합니다.
  • SSL 해제: HTTPS 연결을 관리합니다.
  • 이름 기반 라우팅: 호스트명을 기준으로 트래픽을 라우팅합니다.

예시 도구: NGINX 인그레스 컨트롤러, Traefik, HAProxy 인그레스

예시 구현:

# NGINX Ingress Controller를 사용한 예제
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: example-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
  - host: example.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: example-service
            port:
              number: 80

HTTPS를 통한 서비스 제공

HTTPS를 통해 서비스를 제공하면 클라이언트와 서비스 간의 모든 통신이 암호화되어 안전하며 데이터 무결성이 보장됩니다.

주요 단계:

  • SSL/TLS 인증서: HTTPS를 활성화하기 위해 인증서를 사용하세요.
  • 설정: API Gateway 및 로드 밸런서에서 HTTPS 설정을 구성하세요.

예시 도구: Let’s Encrypt, AWS Certificate Manager, Azure Key Vault

예시 구현:

# Let's Encrypt 및 Cert-Manager를 사용하는 예시 Kubernetes 구성
apiVersion: cert-manager.io/v1
kind: Certificate
metadata:
  name: example-cert
spec:
  secretName: example-cert-tls
  dnsNames:
    - example.com
  issuerRef:
    name: letsencrypt
    kind: ClusterIssuer

보안 모범 사례

마이크로서비스의 보안 모범 사례에는 안전한 통신, 적절한 인증 및 권한 부여, 그리고 정기적인 보안 감사가 포함됩니다.

주요 사례:

  • 안전한 통신: HTTPS 및 안전한 토큰 사용.
  • 접근 제어: 세밀한 접근 제어 구현.
  • 정기 감사: 정기적인 보안 검토 및 감사 수행.
  • 안전한 API 엔드포인트: 모든 API 엔드포인트가 안전하게 설정되어 적절한 인증이 필요한지 확인.
  • 역할 기반 접근 제어 (RBAC): RBAC를 구현하여 사용자 역할에 따라 액세스를 제한.
  • 모니터링 및 경보: 보안 사건을 신속히 감지하고 대응하기 위해 모니터링 및 경보 설정.

결론

프로덕션 준비가 완료된 마이크로서비스 응용 프로그램을 구축하려면 확장성, 신뢰성 및 보안을 보장하기 위해 함께 작동하는 여러 구성 요소를 통합해야 합니다. 이 기사에서 논의된 아홉 가지 필수 구성 요소 — API 게이트웨이, 서비스 레지스트리, 서비스 계층, 인가 서버, 데이터베이스 계층, 분산 캐시, 로드 밸런서, 메트릭 및 모니터링, 그리고 로그 관리 — 이는 견고한 마이크로서비스 아키텍처의 기반을 형성합니다. 또한, 인그레스 컨트롤러를 통합하고 안전한 통신을 위해 HTTPS를 확보하는 것이 프로덕션 환경에서 중요합니다. 이러한 구성 요소를 신중하게 디자인하고 구현함으로써 견고하고 효율적인 마이크로서비스 기반 응용 프로그램을 구축할 수 있습니다.