참고 자료

https://www.udemy.com/course/best-aws-certified-solutions-architect-associate/

1. EBS Volume

• EBS (Elastic Block Store) 볼륨은 인스턴스가 실행되는 동안 연결할 수 있는 네트워크 드라이브이다.
• 인스턴스가 종료된 후에도 데이터를 지속적으로 유지할 수 있도록 해준다.
• CCP 레벨에서 한 번에 하나의 인스턴스에만 마운트될 수 있다.
  • CCP 레벨: 하나의 EBS는 하나의 EC2 인스턴스에만 마운트 가능
  • Associate 레벨: 일부 EBS 다중 연결
• 특정 가용 영역에 바인딩된다.
• "네트워크 USB 스틱"으로 생각해볼 수 있다!
• Free tier: 매달 30GB의 EBS 스토리지를 범용 SSD 혹은 마그네틱 유형으로 제공한다.

💾 EBS Volume

• It’s a network drive (i.e. not a physical drive)
  • 인스턴스와 통신하기 위해 네트워크를 사용하기 때문에 약간의 지연이 발생할 수 있음.
  • EC2 인스턴스에서 분리하여 다른 인스턴스에 빠르게 연결할 수 있음.
• It’s locked to an Availability Zone (AZ).
  • us-east-1a의 EBS 볼륨은 us-east-1b에 연결할 수 없음.
  • 다른 가용 영역으로 이동하려면 먼저 스냅샷을 만들어야 함.
• Have a provisioned capacity (size in GBs, and IOPS)
  • 할당 용량에 대해 청구됨.
  • 시간이 지남에 따라 드라이브 용량을 증가시킬 수 있음.

인스턴스 하나에 두 개의 EBS 볼륨이 연결되는 건 가능. 하지만 한 개의 EBS 볼륨이 여러 인스턴스에 연결되는 건 불가능!

🗑️ EBS – Delete on Termination attribute

• Controls the EBS behaviour when an EC2 instance terminates
  • 기본적으로 루트 EBS 볼륨은 인스턴스 종료와 함께 삭제되도록 설정되어 있음. (attribute enabled)
  • 추가된 다른 EBS 볼륨은 삭제되지 않음. (attribute disabled)
• AWS 콘솔 / AWS CLI에서 제어 가능
• 사용 사례: 인스턴스가 종료될 때 루트 볼륨을 보존.

2. EBS Snapshots

• EBS 볼륨의 특정 시점에 대한 백업(스냅샷)을 생성할 수 있다.
• 스냅샷을 만들기 위해 볼륨을 분리할 필요는 없지만 권장된다.
• 스냅샷은 AZ 또는 리전을 거쳐 복사할 수 있다.
  

📸 EBS Sanpshots Features

• EBS Snapshot Archive
  • 최대 75%까지 저렴한 "archive tier"로 스냅샷을 옮길 수 있는 기능.
  • 아카이브를 복원하는 데 24시간에서 최대 72시간이 걸린다. 즉시 복원되는 것이 아님.
• Recycle Bin for EBS Snapshots
  • 실제로 삭제하는 경우를 대비해, 이미 삭제된 스냅샷을 보관하고 필요 시 복원할 수 있도록 규칙을 설정할 수 있음.
  • 삭제 후 유지할 스냅샷 보존 기간은 1일부터 1년까지 지정 가능.
• Fast Snapshot Restore (FSR)
  • 첫 사용 시 지연 시간을 없애기 위해 스냅샷의 전체 초기화를 강제로 실행하는 기능 ($$$)

3. AMI (Amazon Machine Image)

• AMI are a customization of an EC2 instance.
  • 소프트웨어, 구성, 운영 체제, 모니터링 등을 직접 추가할 수 있음.
  • 모든 소프트웨어가 미리 패키지되어 있으므로 부팅 및 구성 시간이 더욱 빠름.
• AMI are built for a specific region (and can be copied across regions)
• You can launch EC2 instances from:
  • A Public AMI: AWS에서 제공하는 AMI
  • Your own AMI: 직접 만들고 유지 관리하는 AMI
  • AWS Marketplace AMI: 다른 사람이 구축한 AMI (혹은 판매하는 AMI)

💡 AMI Process (from an EC2 instance)

• EC2 인스턴스를 시작하고 원하는대로 설정해준다.
• 데이터 무결성을 위해 인스턴스를 중지한다.
• AMI를 빌드한다. (이 과정에서 EBS 스냅샷도 생성된다.)
• 다른 AMI에서 인스턴스를 시작한다.

4. ECS Instance Store

EBS 볼륨은 성능은 좋지만 "제한적인" 네트워크 드라이브이다. 따라서 고성능 하드웨어 디스크가 필요한 경우 EC2 인스턴스 스토어(EC2 Instance Store)를 사용할 수 있다. 인스턴스 스토어는 인스턴스에 블록 수준의 임시 스토리지를 제공한다. 스토리지는 호스트 컴퓨터에 물리적으로 연결된 디스크에 위치한다.

💽 EC2 Instance Store

• I/O 성능 향상
• 인스턴스를 중지하거나 최대 절전 모드로 전환하거나 종료하면 인스턴스 스토어의 모든 스토리지 블록이 리셋됨.
• 버퍼 / 캐시 / 스크래치 데이터 / 일시적인 콘텐츠에 적합함.
• EC2 인스턴스의 기본 서버에 장애가 발생할 시에는 해당 EC2 인스턴스가 연결된 하드웨어에도 장애가 발생하므로 데이터 손실에 대한 위험이 존재함.
• 백업과 복제는 사용자의 책임!

5. EBS Volume Types

EBS 볼륨의 6가지 유형:

• gp2 / gp3 (SSD): 범용 SSD 볼륨. 다양한 작업에 대해 가격과 성능을 균형있게 유지함.
• io1 / io2 (SSD): 최고 성능의 SSD 볼륨. 미션 크리티컬한 저지연 또는 고처리량 작업에 사용함.
• st1 (HDD): 저비용 HDD 볼륨. 자주 액세스되는 처리량 중심 작업을 위해 설계됨.
• sc1 (HDD): 최저 비용 HDD 볼륨. 접근 빈도가 낮은 워크로드를 위해 설계됨.

EBS 볼륨은 크기, 처리량, IOPS(I/O Ops Per Sec)에 의해 정의된다.
Only gp2/gp3 and io1/io2 can be used as boot volumes!

💿 General Purpose SSD

• 효율적인 비용, 짧은 지연 시간
• 시스템 부트 볼륨, 가상 데스크톱, 개발 및 테스트 환경에서 사용 가능.
• 크기: 1 GiB - 16 TiB
• gp3:
  • 기본적으로 3,000 IOPS와 125 MiB/s의 처리량을 제공.
  • IOPS는 최대 16,000까지, 처리량은 최대 1000 MiB/s까지 독립적으로 증가 가능.
• gp2:
  • Small gp2 volumes can burst IOPS to 3,000
  • Size of the volume and IOPS are linked, max IOPS is 16,000
  • 3 IOPS per GB, means at 5,334 GB we are at the max IOPS

💿 Provisioned IOPS (PIOPS) SSD

• IOPS 성능을 유지할 필요가 있는 주요 비즈니스 애플리케이션
• 혹은 16,000 IOPS 이상이 필요한 애플리케이션에 적합함.
• 데이터베이스 워크로드에 적합 (스토리지 성능과 일관성에 민감)
• io1/io2 (4 GiB - 16 TiB):
  • Nitro EC2 인스턴스의 최대 PIOPS는 64,000, 기타 인스턴스의 경우 32,000.
  • 스토리지 크기와 독립적으로 PIOPS를 증가시킬 수 있음.
  • io2는 io1과 동일한 비용으로 더 높은 내구성 및 GiB 당 더 많은 IOPS를 가짐.
• io2 Block Express (4 GiB - 64 TiB):
  • 지연 시간이 밀리초 미만.
  • IOPS:GiB 비율이 1,000:1 일 때, 최대 PIOPS는 256,000.
• EBS 다중 연결을 지원.

💿 Hard Disk Drives (HDD)

• 부팅 볼륨으로 사용할 수 없음.
• 125 GiB - 16 TiB
• 처리량 최적화 HDD (st1):
  • 빅 데이터, 데이터 웨어하우스, 로그 처리에 적합.
  • 최대 처리량 500 MiB/s, 최대 IOPS 500.
• 콜드 HDD (sc1):
  • 아카이브 데이터용. 접근 빈도가 낮은 데이터에 적합함.
  • 최저 비용이 중요한 경우
  • 최대 처리량 250 MiB/s, 최대 IOPS 250

✅ EBS - Volume Types Summary

https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/AWSEC2/latest/UserGuide/ebs-volume-types.html

🧲 EBS Multi-Attach - io1 / io2 family

• 동일한 EBS 볼륨을 동일한 가용 영역 내의 여러 EC2 인스턴스에 연결 가능.
• 각 인스턴스는 고성능 볼륨에 대한 읽기 및 쓰기 권한을 전부 가짐.
• 사용 사례:
  • 클러스터링된 Linux 응용 프로그램 (예: Teradata)에서 더 높은 응용 프로그램 가용성 달성
  • 애플리케이션이 동시 쓰기 작업을 관리해야할 때 사용.
• 최대 16개의 EC2 인스턴스 동시 연결 가능.
• 다중 연결을 실행하기 위해서는 클러스터 인식 파일 시스템을 사용해야 함 (XFS, EXT4 등은 불가능)

6. EBS Encryption

• 암호화된 EBS를 생성하면 암호화가 동시다발적으로 일어난다.
  • 저장 데이터가 볼륨 내부에 암호화.
  • 인스턴스와 볼륨 간의 전송 데이터 또한 암호화.
  • 모든 스냅샷 암호화.
  • 스냅샷에서 생성된 볼륨 암호화.
• 암호화 및 복호화 매커니즘은 보이지 않게 처리되고, (사용자가 직접 처리할 필요가 없음.)
• 암호화는 지연 시간에 영향을 거의 미치지 않음.
• KMS에서 암호화 키를 생성하여 AES-256 암호화 표준을 갖음.
• 암호화되지 않은 스냅샷 복사를 통해 암호화할 수 있음.
• 암호화된 볼륨의 스냅샷은 암호화됨.

🔒 Encryption: encrypt an unencrypted EBS volume

1. 볼륨의 EBS 스냅샷 생성.
2. EBS 스냅샷을 복사 기능을 통해 EBS 스냅샷을 암호화.
3. 스냅샷에서 새 EBS 볼륨 생성. (이 볼륨 또한 암호화 됨.)
4. 암호화된 볼륨을 원래 인스턴스에 연결할 수 있음!

7. Amazon EFS

📁 Amazon EFS – Elastic File System

• 여러 EC2 인스턴스에 마운트할 수 있는 관리형 NFS, 네트워크 파일 시스템
• 이 EC2 인스턴스들은 여러 가용 영역에 있을 수 있음.
• 고가용성 및 확장성이 뛰어나며, 비용이 비쌈 (gp2의 3배), 사용량에 따라 비용이 청구되므로 미리 용량을 프로비저닝하지 않아도 됨.
  

• 사용 사례: 콘텐츠 관리, 웹 서빙, 데이터 공유, Wordpress
• NFSv4.1 프로토콜 사용.
• EFS에 대한 액세스를 제어하기 위해 보안 그룹 사용.
• Linux 기반 AMI와 호환됨. (Windows는 불가능)
• KMS를 사용하여 EFS 드라이브에 저장 데이터 암호화를 활성화할 수 있음.
• Linux의 표준 파일 시스템: 표준 파일 API를 갖는 POSIX 파일 시스템
• File system scales automatically, pay-per-use, no capacity planning!

📁 EFS - Performance

• EFS Scale
  • 수천 개의 NFS 클라이언트에서 EFS에 동시에 액세스할 수 있게 확장.
  • 10 GB+ /s 처리량
  • 용량을 미리 프로비저닝하지 않아도 네트워크 파일 시스템이 PB 규모로 자동 확장됨.

📁 EFS - Storage Classes

Performance Mode 퍼포먼스 모드

• 범용 모드 (기본값): 작업당 지연 시간이 가장 짧으며 파일 시스템에 권장되는 성능 모드 (웹 서버, CMS 등)
• Max I/O: 지연 시간이 늘어나긴 하지만 처리량과 병렬 처리 기능 향상 (빅데이터, 미디어 처리 등)

Throughput Mode 처리량 모드

• Bursting: 1TB = 50MiB/s + burst of up to 100 MiB/s
• Provisioned: 스토리지 크기와 관계없이 처리량을 설정할 수 있음. (ex. 1 GiB for 1 TB storage)
• Elastic: 작업 부하에 따라 처리량을 자동으로 조정함.
  • 읽기에 대해 최대 3GiB/s, 쓰기에 대해 최대 1GiB/s까지 지원.
  • 예측할 수 없는 작업 부하에 사용됨.

Storage Class Options

https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/efs/latest/ug/storage-classes.html

• 스토리지 티어 (수명주기 관리 기능 - n일 후 파일 이동)
  • Standard: 액세스가 빈번한 파일은 보통 Standard 계층에 저장
  • Infrequent access (EFS-IA): 파일을 검색하는데 비용이 들지만, 저장 비용은 낮음. EFS-IA를 활성화하려면 수명 주기 정책을 사용해야 함.
    
• Availability and durability 가용성 및 내구성
  • Standard: Multi-AZ, great for prod
  • One Zone: One AZ, great for dev, 기본적으로 백업이 활성화되어 있음. IA와 호환됨 (EFS One Zone-IA)
• 비용을 90% 이상 절감할 수 있음.
  ㅇ

8. EBS vs EFS

🗃️ EBS - Elastic Block Storage

• EBS 볼륨:
  • 한 번에 하나의 인스턴스에만 연결 가능.
  • 특정 가용 영역에 한정됨.
  • gp2: 디스크 크기가 늘어나면 IO도 함께 증가함.
  • io1: IO를 볼륨 크기와 관계 없이 독립적으로 증가시킬 수 있음.
• EBS를 다른 가용 영역으로 옮기려면
  1. 스냅샷 만들기
  2. 다른 AZ에서 스냅샷 복원
  3. 해당 AZ에 EBS 볼륨 생성
  • EBS 백업은 IO를 사용하므로 애플리케이션이 많은 트래픽을 처리하는 동안 실행하지 않는 것이 좋음
• 인스턴스의 루트 EBS 볼륨은 EC2 인스턴스가 종료되면 기본적으로 종료됨. (이를 비활성화할 수 있음)
• EBS는 실제 사용한 양이 아닌 EBS 드라이브의 크기에 따라 정해진 사용량을 지불함.

🗂️ EFS - Elastic File System

• 여러 가용 영역에서 수백 개의 인스턴스를 마운트할 수 있음.
• EFS는 WordPress 같은 웹 사이트 파일을 공유할 때에도 쓰임.
• Linux 인스턴스 전용 (POSIX)
• EFS는 EBS보다 높은 가격대를 가짐.
• EFS는 사용한 만큼만 비용이 청구됨.
• 비용 절감을 위해 EFS-IA를 활용할 수 있음.

Remember: EBS vs EFS vs Instance Store

• EBS: 네트워크 볼륨을 한 번에 하나의 인스턴스에 연결할 수 있고 특정 AZ 내로 한정.
• EFS: 다수의 인스턴스에 걸쳐 연결해야 하는 네트워크 파일 시스템에 적합.
• Instance store: EC2 인스턴스에 IO를 최대로 사용하게끔 해주지만, 인스턴스가 망가지면 함께 망가지는 임시 드라이브.