[MicroService Programming] #01. Cloud Computing and Infrastructure

Cloud Computing Concept

사용자는 언제든지 필요할 때 마다 네트워크를 통해 CPU와 Disk에 접근 가능.
언제 어디서든 필요한만큼 사용 가능.
그것이 어디에 있는지 어떻게 생겼는지 알 필요가 없음.

InfraStructure - Compute(CPU), Block Storage (HDD, SSD, RAM 등), 네트워크
-> 물리적인 요소들

PlatForm - 데이터베이스, 깃헙, 0과1의 조합이 아닌 오브젝트 스토리지 등 ( 주로 개발자가 사용하는 미들웨어, 데이터베이스, 툴, 프레임 워크 등 )

Application - 일반인들이 사용하는 소프트웨어 (지메일, 유튜브, 넷플릭스 , 학교 웹 메일 등 )

Reference: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/Cloud_computing.svg

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What is Cloud Computing ?

어딘가에 있지만 눈에 보이지 않음 -> " Ubiquitous "
개발자 혹은 서스 운영자는 본인의 랩탑이나 컴퓨터로 쉽게 접속 가능 -> " Convenient "
필요한 CPU, 디스크, 네트워크에 대한 용량을 필요할 때 즉각 요청 가능 -> " On Demand "
필요할 때 쓰고 쓰지 않을 때에는 다른 사람들이 사용 -> " Shared Pool "

중요한건, 내가 직접 구매해서 소유하는 개념이 아니라 빌려쓴다는 개념임.

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Defining Cloud Computing

클라우드 컴퓨팅에서 빌려쓰는건 크게 2가지.
1) 일반인들이 사용하는 구글 캘린더 , 지메일과 같은 소프트웨어 서비스.
2) 개발자 관점에서의 내가 필요한 하드웨어, 소프트웨어.

필요할 때 필요한 서비스나 하드웨어, 기타 자원을 필요한 만큼 빌려 쓰는 것이고, 데이터 센터는 이러한 서비스가 가능하도록 하기 위하여 하드웨어 인프라나 소프트웨어를 의미한다.

< 장점 >

1. 내가 필요한 만큼의 자원을 요청하면 대부분 요청한 만큼 수용받을 수 있음.
2. 내가 필요할 때 필요한만큼 사용하고 사용한 만큼의 값만 지불하면 됨. 즉, 사용하지 않았으면 지불 의무가 없음.
3. 필요할 때 필요한 만큼 사용한 양, 시간, 해당 컴포넌트 별 가격에 대한 가격을 지불. 즉, 내가 사용한 만큼에 대해서만 지불하면 되므로 fair함.

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Public Clouds vs Private Datacenters

Public Clouds

구글이나 아마존과 같은 대형 CPU, 디스크를 보유한 곳으로부터 사용자가 필요할 때 필요한만큼 빌려쓰는걸 뜻함.

< 장점 >

1) 무한한 만큼 빌려쓸 수 있는점
2) 초기에 사용하지 않더라도 지불해야 할 최소 금액이 없다는 점.
3) 필요할 때 필요한 만큼 사용하고 지불하면 된다는 점.
4) Pooling Effect -> 각각 컴퓨터가 흩어져 있으면 사용할 때 / 사용하지 않을 때가 각각 달라서 효율이 떨어지지만 한군데 모아놓으면 더 적은 수의 컴퓨터로도 운용이 가능해지고 즉 효율 상승, 비용 감소.
5) 개발하고자 하는 소프트웨어에 요구시되는 환경이 다르더라도 이미 가지고 있는 컴퓨터 안에서 지원가능.
(운영, 장비 관리, 효율성 측면에서 좋음)

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Five Essential Characteristics of Cloud Computing

1) 필요할 때 필요한 만큼 사용 가능 -> "On Demand"
2) 언제 어디서든 접근 가능해야 하므로 네트워크 연결 필요 -> "Broad network access"
3) 한정된 자원 내 효율적 사용 -> "Resouce Pooling "
4) 요구에 대한 빠른 반응 속도 -> "Rapidly Elasicity"
5) 정확한 비용 청구 -> "Measured Servcie"

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On-Demand Self-Service

특정 부분만큼 소프트웨어가 클라우드 컴퓨터에게 요청 시 사람의 개입없이 해당 요구만큼 자원을 할당해주는 것. (자동화 인터페이스)

Broad Network Access

빠른 네트워크.
데이터 센터 안/밖의 연결의 네트워크 연결은 초고속으로 이루어짐.
데이터센서 안에 있는 컴퓨터들은 고성능, 대용량 컴퓨터임.

Resource Pooling

내가 정확하게 필요로 하는 만큼의 리소스(CPU, 디스크) 만 사용 가능함.
하지만, 그만큼 내가 어느정도로 필요로 하는지 스스로 알고 있어야함.

Rapid Elasticity

서비스가 끊어지지 않도록 공급받을 수 있는 빠른 속도.

Source: Mell P, Grance T. The NIST definition of cloud computing.

위와 같은 경우에는 절반은 시스템이 사용되지만 절반은 사용되지 않는 경우가 있는 상황.

Source: Mell P, Grance T. The NIST definition of cloud computing

처음의 예측을 넘어서 시스템 이상의 요청이 있는 상황 ( = Underprovisioning )
서비스 불능 상태.

Source: Mell P, Grance T. The NIST definition of cloud computing.

3일차에는 문제가 없으나 1,2일차에는 요구량이 기존의 수용량을 넘어서는 상황 (수강신청, 마스크 구매 사이트 방문 상황 )

Measured Service

같은 회사 안에서라도 누가 얼마만큼 썻는지 측정가능 해야함.
자등으로 얼마만큼 리소스를 사용했는지 모니터링 가능해야함.
특정 리소스에 대한 요구가 있을 시 공급받을 수 있어야함.

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Service Models

1) Software as a Service (Saas)
-> 고객을 대신하여 소프트웨어,데이터베이스 제공/관리 서비스 즉, 특정 기능/서비스를 제공하는 소프트웨어 ( MS365, Gmail, google Docs )
2) Platform as a Service (Paas)
-> 응용프로그램을 개발할 때 필요한 플렛폼 제공 서비스 (OS, 미들웨어, 런타임)
3) Infrastructrue as a Service (Iaas)
-> 컴퓨팅 파워 운영체제 (CPU, Disk, Network)를 제공해주는 서비스(AWS EC2, Windows Azure )

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Deployment Models

Private cloud : 회사 자체적으로 클라우드 컴퓨팅 후 구성원들끼리 나눠 사용
-> 보완 확실
-> 자신들의 회사 서비스에 최적화된 컴퓨터 인프라이므로 성능을 최대화 가능.
-> 높은 신뢰성
-> 하지만, IT기업이 아니라면 장점이 단점이 될 수 있는 양날의 검 존재.

Public cloud : 제3자의 리소스를 빌려쓰는 것.
-> 높은 확장성
-> 사용한 만큼만 지불 가능

Community cloud : Private Cloud + 다른 회사의 클라우드 (신뢰 관계 형성이 된 기관)
-> 서로 대가를 지불 하지 않음
-> 주로 관공서 끼리 형성

Hybrid cloud : Private 와 Public의 중간 단계.
-> 임시적인 순간에만 보안의 문제 없이 외부 리소스 활용

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Obstacles & Opportunities

1) Availability / Business Continuity
-> 특정 회사에 대한 지속적인 신뢰성에 대한 여부
2) Data Lock-In
-> 이미 특정 회사의 서비스에 너무 많이 엮여 변경 시 많은 지출 발생
3) Data Confidentiality and Auditability
-> 회사의 보안 문제
4) Data Transfer Bottlenecks
-> 데이터의 원할한 송/수신 문제
5) Performance Unpredictability
-> 성능의 예측 가능성
6) Scalable Storage
-> 저장 공간의 확장성에 대한 여부
7) Bugs in Large Distributed System
-> 버그 문제로 인한 완성도 문제
8) Scaling Quickly
-> 용량 확장 시 많은 시간 소요
9) Reputation Fate Sharing
-> 특정 문제 발생 시 연쇄 반응
10) Software Licensing
-> 라이센스 법적 문제, 비용

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