| 이 책에서 다루는 내용 |

? 엔드투엔드 ML옵스/LLM옵스 플랫폼 구축
? 머신러닝 및 AI 모델의 프로덕션 배포
? 효과적인 모니터링, 평가, 설명 가능성

| 이 책의 대상 독자 |

이 책은 주피터 노트북을 넘어 프로덕션 머신러닝 시스템으로 나아가고자 하는 데이터 과학자와 소프트웨어 엔지니어를 위한 것이다. 파이썬에 익숙하고 머신러닝 개념에 대한 기본적인 이해가 있어야 한다. 도커, 쿠버네티스 또는 ML옵스(MLOps) 도구에 대한 사전 경험은 필요하지 않다(모든 것을 처음부터 구축한다). 경험 있는 머신러닝 실무자는 인프라에 대한 체계적인 접근 방식과 마지막 장의 최신 LLM옵스(LLMOps) 내용에서 도움을 얻을 수 있다.

| 이 책의 구성 |

AI와 머신러닝 시스템은 언어 라이브러리와 애플리케이션 프레임워크부터 워크플로와 배포 인프라, LLM과 그 밖의 고급 모델에 이르기까지 많은 구성 요소로 이뤄져 있다. 잘 설계된 내부 개발 플랫폼은 개발자에게 명확하게 정의된 도구와 가이드라인을 제공하여 개발 프로세스를 가속화하고, 일관성, 보안, 개발자 경험을 향상시킨다.

이 책은 머신러닝 및 AI 애플리케이션을 위한 효과적인 내부 개발 플랫폼을 구축하는 방법을 보여준다. 각 장에서는 오케스트레이션 파이프라인 설정, 모델 선택, 학습·추론·서빙을 위한 리소스 할당 등 머신러닝 워크플로의 핵심 요소를 다룬다. 책의 과정을 찬찬히 따라간다면, 큐브플로(Kubeflow), ML플로, 벤토ML, 에비던틀리(Evidently), 피스트(Feast), 랭체인(LangChain) 같은 오픈소스 도구를 사용해 다목적으로 활용할 수 있는 모던 플랫폼을 만들 수 있다. 데이터 엔지니어와 소프트웨어 엔지니어를 위한 필독서로, 이 책에 실린 모든 예제는 파이썬으로 작성되었다.

1부에서는 ML옵스가 무엇을 수반하는지와 머신러닝 시스템의 인프라 기반을 구축하는 방법을 설명한다.

? 1장 ‘ML옵스와 머신러닝 엔지니어링 시작하기‘ 머신러닝 수명주기, 필수 ML옵스 기술, 프로덕션 머신러닝 플랫폼을 처음부터 구축하는 데 필요한 기본 컴포넌트를 소개한다.
? 2장 ‘ML옵스란 무엇인가’ 반복적인 ML옵스 수명주기를 탐구하고, ML옵스를 전통적인 데브옵스(DevOps)와 비교하며, 머신러닝 운영 구현에 있어 조직의 성숙도 수준을 살펴본다.
? 3장 ‘쿠버네티스 위에서 애플리케이션 구축하기’ 도커를 이용한 컨테이너화, 쿠버네티스를 이용한 오케스트레이션, CI/CD(지속적 통합/지속적 배포) 자동화, 프로메테우스(Prometheus)와 그라파나(Grafana)를 이용한 모니터링 등 머신러닝 플랫폼의 인프라 기반을 다룬다.

2부에서는 비정형 머신러닝 프로세스를 프로덕션에 바로 사용할 수 있는 시스템으로 전환하는 핵심 플랫폼 기능 구축에 중점을 둔다.

? 4장 ‘신뢰할 수 있는 머신러닝 시스템 설계’ ML플로를 사용한 머신러닝 실험 추적, 모델 레지스트리에서의 모델 관리, 재현 가능한 머신러닝 워크플로를 위한 피스트 피처 스토어 활용 방법을 시연한다.
? 5장 ‘머신러닝 파이프라인 오케스트레이션’ 큐브플로 파이프라인을 사용한 파이프라인 오케스트레이션으로 배치 추론 워크플로를 자동화하는 방법을 가르치며, 재사용 가능한 컴포넌트를 구축하고 이를 프로덕션 파이프라인으로 결합하는 방법을 시연한다.
? 6장 ‘머신러닝 모델 프로덕션화’ 벤토ML을 사용해 머신러닝 모델을 API 엔드포인트로 배포하는 방법과 에비던틀리(Evidently)를 사용해 배치 및 실시간 사용 사례에서 프로덕션의 데이터 드리프트를 모니터링하는 방법을 보여준다.

3부에서는 두 가지 완전한 실제 프로젝트를 통해 ML옵스 원칙을 실제로 적용하는 모습을 보여줍니다.

? 7장 ‘데이터 분석 및 준비’ 큐브플로 노트북을 사용한 데이터 분석과 두 가지 종합 프로젝트(신분증 탐지기와 영화 추천기)를 위한 견고한 데이터 준비 파이프라인을 구축한다.
? 8장 ‘모델 훈련과 검증 I’ 모듈형 훈련 컴포넌트 설계, 지표 및 아티팩트 캡처, YOLO(You Only Look Once) 객체 탐지를 사용한 실용적인 예제를 통한 모델 검증 전략 구현에 중점을 둔다.
? 9장 ‘모델 훈련과 검증 II’ 쿠버네티스 퍼시스턴트 볼륨(Persistent Volume)을 사용한 효율적인 데이터 관리로 훈련 파이프라인을 확장하는 방법, 텐서보드(TensorBoard)를 통합한 훈련 시각화, ML플로를 사용한 포괄적인 실험 추적 및 모델 버전 관리를 보여준다.
? 10장 ‘모델 추론과 서빙’ 벤토ML을 사용해 머신러닝 모델을 프로덕션 서비스로 배포하는 과정을 안내하며, 로컬 개발, 컨테이너화, 관측 가능성(observability) 엔드포인트, 원활한 모델 수명주기 관리를 위한 ML플로 통합을 다룬다.
? 11장 ‘모니터링과 설명 가능성’ 지표 수집, Alertmanager를 이용한 알림, Loki를 이용한 로그 집계, deepchecks를 이용한 데이터 드리프트 탐지, 예측 동작을 이해하기 위한 모델 설명 가능성(explainability) 기법을 통해 머신러닝 애플리케이션을 위한 포괄적인 모니터링을 구현하는 방법을 보여준다.

4부에서는 LLM옵스를 통해 ML옵스를 생성형 AI로 확장하여, 벡터 데이터베이스, 프롬프트 관리, 안전 제어를 갖춘 프로덕션 RAG 시스템을 구축한 다음, 테스트, 가드레일, 비용 최적화를 통해 기업 배포에 맞게 강화한다.

? 12장 ‘LLM 기반 시스템 설계’ DakkaBot이라는 프로덕션 RAG 시스템을 구축하여 LLM옵스를 소개하며, 문서 수집, 벡터 데이터베이스, 랭체인(LangChain) 오케스트레이션, 체인릿(Chainlit) UI 개발, 랭퓨즈(Langfuse)를 이용한 포괄적인 관측 가능성을 다룬다.
? 13장 ‘프로덕션 LLM 시스템 설계’ 랭퓨즈를 이용한 프롬프트 엔지니어링, DeepEval과 G-Eval을 이용한 시맨틱 테스트, 프롬프트푸(Promptfoo)를 이용한 적대적 보안 테스트, 안전 가드레일 구현, 토큰 기반 가격 모델을 위한 비용 최적화 전략을 통해 LLM 애플리케이션을 프로덕션에 맞게 강화하는 데 중점을 둔다.

부록에서는 이 책 전반의 실습 연습을 지원하기 위한 필수 설정 지침과 참고 자료를 제공한다.

? 부록 A ’설치 및 설정’ 로컬 머신에서 ML옵스 플랫폼의 전체 설치 및 설정 과정을 안내하며, 커맨드라인 도구(yq, Kustomize, kubectl), 쿠버네티스 배포판(리눅스용 k3s, 맥용 MicroK8s), 아르고 CDArgo CD를 사용한 큐브플로 배포, ML플로, PostgreSQL, MinIO, 레디스(Redis), 벤토ML, 에비던틀리 UI 같은 지원 인프라 설정을 다룬다.
? 부록 B ‘YAML 기초’ 키-값 쌍, 리스트, 중첩 구조, 데이터 타입, 별칭과 앵커, 블록 대 플로우 스타일, 일반적인 함정을 다루는 YAML 문법 및 모범 사례에 대한 종합 참조 가이드를 제공한다. 쿠버네티스 설정은 YAML 파일에 크게 의존하므로, 부록 B는 이 책의 실습 및 배포 전반에 걸쳐 사용되는 매니페스트(manifest) 파일을 이해하고 문제를 해결하는 데 필수적인 참고 자료 역할을 한다.

[지은이의 말]

우리는 기술 분야에서 가장 흥미로운 시기에 머신러닝 분야에 종사할 수 있는 행운을 누렸습니다. 머신러닝 분야는 획기적인 연구에서 수십억 명의 삶에 영향을 미치는 실용적인 응용에 이르기까지 숨가쁜 속도로 발전하고 있습니다. 머신러닝 시스템이 연구 논문에서 실제 비즈니스를 구동하는 프로덕션 서비스로 전환되는 과정에 참여한 것은 정말 놀라운 경험이었습니다.

우리 셋(벤저민, 샤눕, 바룬)은 모두 소프트웨어 엔지니어로 경력을 시작했습니다. 머신러닝 엔지니어가 되겠다고 계획한 것이 아니라 우연히 이 분야에 발을 들였고, 각자의 조직에서 머신러닝 모델을 노트북에서 프로덕션으로 옮기는 임무를 맡게 되었습니다. 소프트웨어 엔지니어링 배경이 매우 유용했지만, 프로덕션 머신러닝에는 완전히 새로운 기술과 실무 역량이 필요하다는 사실을 금방 깨달았습니다.

첫 프로덕션 배포는 겸허해지는 경험이었습니다. 훈련 중에 뛰어난 성능을 보였던 모델이 프로덕션에서는 제대로 작동하지 않았습니다. 시스템은 예상치 못한 방식으로 예상치 못한 방식으로 동작하지 않았습니다. 파편화된 도구 생태계를 탐색하며 실제 문제에 효과적인 도구가 무엇인지 알아내야 했습니다. 우리는 수많은 시행착오, 밤늦은 디버깅 세션, 실수로부터의 학습을 통해 신뢰할 수 있는 머신러닝 시스템을 구축하는 데 필요한 것이 무엇인지 점차 이해하게 되었습니다.

이 여정이 이 책을 집필하게 된 계기가 되었습니다. 우리가 배운 것을 정리하여 더 넓은 커뮤니티와 공유하고 싶었습니다. 머신러닝 도구 생태계는 방대하고 파편화되어 있으며, 머신러닝 플랫폼의 모든 컴포넌트에 대해 수십 가지 선택지가 존재합니다. 각자의 조직에서
실험을 통해 프로덕션 시스템에 잘 맞는 도구와 패턴을 찾아냈습니다. 따라서 우리가 경험한 바를 이 책에 담고자 했습니다.

머신러닝 엔지니어링은 아직 초기 단계의 분야라는 점을 유의해야 합니다. 모범 사례는 확립된 것이 아니라 아직 형성 중입니다. 머신러닝 분야는 너무 빠르게 발전하고 있으므로 이 책의 내용을 절대적인 진리로 받아들이지 않기를 바랍니다. 우리에게 효과적이었던 것이 여러분에게는 맞지 않을 수 있으며, 조만간 나은 도구가 분명히 등장할 것입니다.

우리의 목표는 특정 도구에 얽매이지 않는 보편적인 패턴과 원칙을 제공하는 것입니다. 이 책을 처음 구상했을 때, 불과 몇 달 후 챗GPT가 출시되어 판도를 다시 한번 바꾸어놓았습니다. LLM 운영(LLM옵스) 실무는 아직 커뮤니티에서 정립 중이지만, LLM 애플리케이션 구축 경험을 다루는 2개의 장을 포함했습니다. 광학 문자 인식(OCR) 및 영화 추천 프로젝트를 통해, 우리에게 효과가 있었던 것을 기반으로 실용적인 가이드와 오픈소스 도구를 제안합니다.

여러분은 이 책 전반에 걸쳐 실제 프로젝트를 통해 개념을 익힙니다. 또한 OCR 시스템, 영화 추천기를 구축하고 LLM 애플리케이션을 탐구하게 됩니다. 이 책에 포함된 예제들은 그저 단순한 예제가 아니라, 실제 머신러닝 엔지니어링에 수반되는 복잡한 세부 사항을 모두 포함한 프로덕션 시스템의 간소화된 버전입니다. 머신러닝에 관심이 있는 소프트웨어 엔지니어든, 모델을 배포하고자 하는 데이터 과학자든, 이 책은 흥미롭고 도전적인 프로덕션 머신러닝 시스템의 세계를 탐색하는 데 도움이 될 것입니다. 우리는 정말 놀라운 시대에 살고 있습니다!

[옮긴이의 말]

머신러닝 시스템을 프로덕션에 올려 본 사람이라면 누구나 한 번쯤 도구의 미로에서 길을 잃어 본 경험이 있을 것입니다. 실험 추적부터 파이프라인 오케스트레이션, 모델 서빙, 모니터링까지 단계마다 각기 다른 도구가 있고, 같은 단계 안에서도 여러 도구가 경쟁하며, 그 조합은 팀마다 제각각입니다.

ML옵스(MLOps)는 소프트웨어 분야를 통틀어도 도구 파편화가 유난히 심한 영역입니다. 얼마 전까지 이 파편화를 극복하는 방법은 하나뿐이었습니다. 도구를 하나하나 직접 설치하고, 설정 파일과 씨름하고, 에러 메시지를 검색하며 몸으로 부딪히는 것입니다. 그런데 최근 생성 AI의 급속한 발전으로 인해 코딩 에이전트와 협업하는 개발 방식이 자리 잡으면서 사정이 달라졌습니다. 설치와 설정, 예제 실행 같은 ‘실행의 비용이 눈에 띄게 낮아진 것’입니다.

어제까지 하루가 걸리던 환경 구성을 이제는 에이전트에게 맡기고, 우리는 결과를 검토하면 됩니다.

그렇다면 이제 무엇이 병목일까요? 저는 실행이 아니라 멘탈 모델(mental model)이라고 생각합니다. 이 지도 위에 어떤 도구들이 있는지, 각 도구는 어떤 문제를 풀기 위해 존재하는지, 도구를 선택하고 운영할 때 무엇을 고려해야 하는지에 대한 그림이 머릿속에 있어야, 에이전트에게 올바른 방향을 제시하고 그 결과를 판단할 수 있습니다. 실행이 값싸진 시대에 정말 필요한 것은 역설적으로, 좋은 지도입니다.

그런 지도를 얻는 가장 좋은 시작점은 여전히 숙련된 엔지니어가 쓴 책이라고 믿습니다. 예전에는 기술 서적을 펼치면 실습을 전부 직접 따라 해야 한다는 부담이 앞섰습니다. 지금은 다릅니다. 실행 단계는 에이전트와 나누어 맡고, 우리는 개념과 도구 사이의 관계, 저자가 수많은 시행착오 끝에 내린 판단에 집중하며 읽을 수 있습니다. 책을 읽는 부담은 줄었는데 얻어갈 수 있는 것은 오히려 많아진 셈입니다.

이 책은 실험 추적에서 파이프라인, 서빙, 모니터링을 거쳐 LLM 운영에 이르기까지 머신러닝 시스템 전반의 도구와 지형을 하나의 흐름으로 보여줍니다. 프로덕션 환경에서 오래 부딪혀 온 저자들이 그린 지도라는 점에서, 지금 이 시점에 꼭 필요한 책이라고 생각합니다.

이 책이 독자 여러분의 머릿속에 믿을 만한 지도 한 장을 남기기를 바랍니다.
- 허정준