근본적인 Cloud 컨셉

김하루·2023년 4월 4일

GCP digital Leader

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소개

클라우드가 비즈니스에 미칠 수 있는 영향을 이해하려면 먼저 기본 클라우드 개념을 아는 것이 중요하다.

해당 세션에서는 고객 비즈니스 사용 사례를 통해 클라우드 인프라로 전환할 때의 이점을 설명한다.

클라우드로의 이동이 조직의 지출에 어떠한 영향을 미치는지를 설명한다.

프라이빗, 하이브리드 또는 멀티클라우드 인프라가 다양한 비즈니스 사용 사례에 가장 적합한 시기를 식별한다.

기본 네트워크 인프라 용어를 정의한다.

빠르고 안정적인 네트워크로 연결된 글로벌 인프라와 데이터 센터를 통해 Google Cloud가 어떻게 디지털 혁신을 지원하는지 알게 된다.

Total cost of ownership - TCO

조직에서는 클라우드로의 이전을 고려할 때 클라우드 TCO 분석을 수행하는 경우가 많다.

이 분석은 현재 온프레미스 시스템을 실행하는 비용과 클라우드 채택 비용을 비교하는 것을 목표로 한다.

온프레미스의 경우 TCO는 전체 수명동안 정적 리소스의 비용을 평가하는 것과 관련이 있다.

그러나 클라우드의 동적인 특성으로 인해 향후 비용을 예측하는 것은 어려울 수 있다.(유저가 늘면 인프라를 늘리고 아니면 줄일수 있기에)

조직에서 클라우드 TCO를 계산하려고 할 때 가장 실수하는 것중 하나는 클라우드 운영 비용을 온프레미스 시스템과 직접 비교하는 것이다.

이러한 비용은 동일하지 않다.

온프레미스 인프라 비용은 하드웨어 및 소프트웨어 초기 구매 비용이 전부인데 반해, 클라우드 컴퓨팅 비용은 월간 구독 혹은 사용하는 만큼 나오는 것이기 때문이다.

또한 전력, 냉각, 유지보수 및 기타 지원 서비스와 같은 자체 데이터 센터 운영에 드는 모든 운영 비용을 고려하는 것이 중요하다.

데이터 센터는 많은 양의 IT인프라, 컴퓨팅 및 스토리지 리소스를 수용하는 공간이다.

더불어 클라우드로 마이그레이션을 하지 않아서 생긴 무형의 손해도 고려해야한다.

CapEx(Capital expenditures) versus OpEx(operating expenses)

클라우드가 기존 IT와 다른 한 가지 영역은 클라우드로 이동할 때 비용 관리 방식이 달라진다는 것이다.

조직이 온프레미스 인프라에서 온디맨드 클라우드 서비스로 이동함에 따라 CapEx(자산) 에서 OpEx(운영)로 변경되기 때문이다.

CapEx

CapEx는 고정 자산에 투입되는 선불 비용이다.
조직은 한 번 구매하면 수년 동안 비즈니스에 도움이 된다.

예를 들어 조직이 서버, 프린터 또는 냉각 시스템 같은 하드웨어 구매하는 것을 의미할 수 있다.

이러한 자산을 유지하는 것은 수명과 유용성을 연장하기 때문에 CapEx로 간주된다.

대규모 일회성 구매는 종종 비용이 높기 때문에 소기업은 지출이 어렵다는 것을 알 수 있다.

CapEx에 더 많은 돈을 투자할수록 다른 비즈니스에 대한 현금 흐름이 줄어들 수 밖에 없다.

OpEx

즉각적인 이익을 위한 운영 비용 혹은 OpEx이 있다.

사업을 운영하는데 드는 일상적인 비용을 의미한다.

IT에서 이러한 비용은 웹 사이트 호스팅 혹은 도메인 등록과 같은 연간 서비스 가입비 등이다.

OpEx는 CapEx 항목과 같은 주요 장기 투자로 간주하지 않는다.

Private Cloud, Hybrid Cloud, Multi-Cloud 사용 전략

조직이 클라우드에만 의존하는 것이 항상 가능하거나 필요한 것은 아니다.

예를 들어 요구사항에 따라 Google Cloud와 같은 회사에서 제공하는 Public Cloud 서비스와 함께 작동하는 온프레미스 인프라가 필요할 수 있다.

다양한 클라우드 옵션 및 구성을 사용할 수 있으므로 각각의 의미를 아는 것은 중요하다.

Private Cloud

이는 조직이 자체 데이터 센터 또는 프라이빗 클라우드 공급자의 서버를 가상화하여 자체 프라이빗 전용 환경을 구축한 경우이다.

온프레미스 서버는 종종 사설 클라우드라고도 하지만 일반적으로 온프레미스 소프트웨어는 로컬 환경에서 실행되는 반면 사설 클라우드는 인터넷을 통해 접근 된다.

사설 클라우드 컴퓨팅은 전용 온프라미스 인프라보다 더 많은 사용자 정의를 통해 셀프 서비스, 확장성(Scalability), 탄력성(Elasticity)을 포함하여 조직에 공용 클라우드의 많은 이점을 제공한다.

이 접근 방식은 조직이 이미 상당한 인프라 투자를 했거나, 규제상(Regulatory)의 이유로 데이터를 온프레미스에 보관해야 하는 경우에 자주 사용된다.

Hybrid Cloud

어플리케이션이 서로 다른 환경의 조합에서 실행되는 클라우드이다.

가장 일반적인 예는 사내 데이터 센터와 같은 프라이빗 및 퍼블릭 클라우드 환경과 Google Cloud와 같은 퍼블릭 클라우드 컴퓨팅 환경을 결합하는 것이다.

하이브리드 클라우드 접근 방식은 퍼블릭 클라우드를 활용하면서 온프레미스 서버를 계속 사용할 수 있기 떄문에 오늘날 가장 일반적인 인프라 설정 중 하나이다.

Multi Cloud

GCP, AWS, Azure 등과 같은 두 개 이상의 퍼블릭 클라우드 공급자를 결합한 아키텍처를 설명하는 Multi Cloud가 있다.

조직은 다양한 퍼블릭 클라우드 공급자의 주요 강점을 활용하려는 경우 멀티 클라우드를 선택 할 수 있다.

또한 조직은 온프레미스 및 여러 퍼블릭 클라우드 환경의 조합을 운영하여 효과적으로 하이브리드 및 클라우드를 동시에 수행할 수 있다.

Hybrid Cloud와 Multi Cloud의 전략의 사용 방식

여러 클라우드에서 워크로드를 실행하는 최신 기술에 대한 액세스를 통해 조직은 각 클라우드 프로바이더의 최신 혁신과 기능을 활용할 수 있으므로 클라우드 기능에 대한 동급 최고의 접근 방식을 취하고 신속한 혁신을 위한 확장성(Scale), 보안(Security) 및 민첩성(Agility)을 확보할 수 있다.

1) 클라우드는 조직이 기존 환경에서 구현하기 어렵거나 불가능할 수 있는 고급 분석 서비스와 같은 기능을 구축하는데 도움이 될 수 있다.

2) 하이브리드 클라우드를 통해 조직은 합리적인 속도로 어플리케이션을 클라우드로 마이그레이션 할 수 있다.

3) 투자 수익 개선

조직은 데이터 센터 비용을 늘리지 않고도 클라우드 컴퓨팅 용량을 확장할 수 있다.

4) 도구 선택을 통한 유연성(Flexibility)

하이브리드 및 다중 클라우드 전략은 조직 전체에 이점이 있지만, 특히 다양한 프로젝트에서 작업하고 다양한 비즈니스 라인에서 고유한 문제를 해결하는 개발팀에 큰 도움이 될 수 있다.
즉 변화하는 시장 요구에 더 대응 할 수 있고, 벤더 종속(Lock-in) 문제를 방지한다.

5) 안정성(Reliability) 및 탄력성(Resiliency) 향상

조직은 여러 클라우드 및 온프레미스 인프라에 핵심 워크로드를 분산하여 가동 중지 시간 및 단일 장애 원인에 대한 과도한 의존성에 대한 우려를 줄일 수 있다.
이 접근 방식은 서비스의 품질과 가용성을 높일 수 있다.

6) 규정 준수 유지

많은 산업에는 앱이 작동할 수 있는 위치와 관련하여 정부 또는 규제 기관의 규칙이 있다.

하이브리드 솔루션을 채택하는 것은 조직이 지역 데이터 거버넌스, 디지털 요구사항을 준수하도록 하는 효과적인 방법이다.

7) 온프레미스에서 앱 실행

조직에는 클라우드로 온프레미스 또는 메인프레임 시스템에 남아 있어야 하는 규제된 어플리케이션이 있을 수 있다.

하이브리드 접근 방식은 원격 에지 위치에서 애플리케이션을 실행하는 동시에 자유롭게 혁신할 수 있다.

8) 소매점의 키오스크나 통신사의 네트워크와 같이 원격 위치에서 분산 애플리케이션을 실행하는 산업에 종사하는 조직은 하이브리드 클라우드의 이점을 누릴 수 있다.

이러한 앱은 종종 향상된 성능과 짧은 지연 시간이 필요하며 하이브리드 접근 방식을 통해 네트워크 에지에서 선택한 앱을 실행할 수 있습니다.

Digital Transformation에서의 네트워크

Digital Transformation은 네트워크의 중요성을 증가시켰다.

고객, 직원, 클라우드 어플리케이션 및 장치를 연결하는 것은 조직의 성공에서 중요하다.

모든 혁신에서 기본 앱과 서비스는 네트워크에 의존하여 통신한다.

그러나 신뢰할 수 있는 네트워킹 아키텍처가 어떻게 Digital Transformation 전략을 지원할까?

빠르고 안정적이며 대기 시간이 짧은 글로벌 네트워크는 UX와 고성능을 보장한다.

또한 데이터를 전 세계적으로 쉽게 전달하고 관리할 수 있다.

분산된 인력과 온라인 비즈니스로 인해 하드웨어를 추가하지 않고도 쉽게 확장할 수 있는 가상 네트워크 서비스를 통해 조직이 적응할 수 있다.

그러면 네트워크는 어떻게 작동할까?

광섬유 네트워크(Fiber-optic network)

광섬유 케이블에는 유리 또는 플라스틱으로 만들어진 가는 가닥인 하나 이상의 광섬유가 포함되어 있다.

이 섬유는 장거리에 걸쳐 빛의 펄스로 데이터를 전송하는데 사용된다.

해저 광섬유 케이블은 국제 네트워크 트래픽의 99%를 전송하지만, 우리는 케이블이 존재한다는 사실도 거의 인식 못한다.

그러나 이 콘텐츠는 어떻게 밀리초 내에 사람들에게 제공이 될까?

인터넷 서비스 공급자(ISP)와 같은 회사가 처리를 해준다.

광대한 글로벌 네트워크 내에서 서로 다른 모든 부분은 어떻게 서로를 인식하고 통신을 할까?

이를 작동시키는 프로토콜(Protocol)이 있다.
먼저 IP부터 시작한다면,
IP는 Internet Protocol의 약자로, 이 주소는 네트워크 상의 특정 장치의 위치를 식별할 수 있는 일련의 숫자다.

도메인 이름은 인터넷의 IP 주소 또는 IP 주소 집합에 직접 매핑되는 기억하기 쉬운 이름이다.

예를들면 IP는 192.168.200.3인데, 도메인 주소는 youtube.com 같은 것들을 말한다.

도메인 이름 시스템 또는 DNS가 있다.
DNS 서버는 IP 주소에 매핑된 도메인 이름 데이터베이스를 저정하고, 이 데이터베이스는 컴퓨터가 서로 통신하기 위해 쿼리하고 사용할 수 있다.

이 시스템은 웹의 전화번호부와 같은데, 웹 사이트를 방문할 때마다 컴퓨터는 DNS 조회를 수행한다.

전화번호부는 "Acme Pizza"와 같은 이름을 정확한 전화 번호로 변환하고, 마찬가지로 DNS는 "www.google.com "과 같은 웹 주소를 해당 사이트를 호스팅하는 컴퓨터의 IP 주소로 변환한다.

네트워크 Performance : Bandwidth and latency

Bandwidth

대역폭은 네트워크가 주어진 시간 동안 전송할 수 있는 데이터의 양을 측정하는 척도이다.
이 데이터 전송 속도는 일반적으로 초당 Mbps 혹은 Gbps로 측정된다.
일반적으로 대역폭이 높을수록 인터넷에서 정보를 더 빨리 다운로드 할 수 있다.

예시로 든다면 파이프로 생각할 수 있다.
더 넓은 파이프는 더 많은 물을 보낼 수 있다.

높은 대역폭을 갖는 것은 고화질 비디오 스트리밍과 같이 초당 많은 양의 데이터를 보낼때 유용하지만 네트워크 성능의 중요한 척도는 아니다.

예를 들자면 실시간 온라인 게임을 하는 사람은 Latency가 더 중요하다.

Latency

대기 시간은 데이터가 한 지점에서 다른 지점으로 도착하기까지의 시간이다.

파이프를 예시로 들자면, 수도꼭지를 열었을 때 부터 물이 나오기까지의 시간을 의미한다.

이상적으로는 가능한 0에 가까워야 하지만, 그 사이에 통과해야 하는 부분이 있기에 대기 시간은 조금 필요하다.

보내고 받을 수 있는 데이터의 양에 관계없이 네트워크 대기 시간이 허용하는 속도 만큼만 이동할 수 있다.

예를 들자면, 이미지를 다운로드 받는데 10ms(millisecond)가 소요된다고 생각하지만, 데이터를 수신하는 Latency가 100ms라고 상상해보자.
그러면 이동하는데 대부분의 시간을 보내게 되는 것이다.

클라우드 컴퓨팅 및 모바일 기술로 인해 개발자는 전 세계 고객에게 더 쉽게 다가갈 수 있지만 대기 시간이 길면 어플리케이션 성능이 저하될 수 있다.

웹 사이트는 사용자와 서버의 대역폭이 모두 우수한 경우에도 물리적 위치에 따라 일부 사용자의 경우 느리게 실행이 된다.

따라서 사용자가 서버에서 멀리 떨어져 있거나, 네트워크가 더 세분화 되어 있을수록 대기 시간이 길어진다.

Google Cloud regions and zones

Google은 지구상에서 가장 큰 네트워크 중 하나인 네트워크를 구축하기 위해 수년에 걸쳐 수십억 달러를 투자함.

고객에게 어플리케이션에 대해 가능한 최고의 처리량과 최저 지연 시간을 경험할 수 있게 설계함.

Google Cloud Infra는 북미, 남미, 유럽, 아시아, 호주 5개 주요 지리적 위치에 있음.

애플리케이션이 어디에 위치하는지에 따라 가용성, 내구성 및 대기 시간과 같은 품질에 영향을 미치기 때문에 여러 서비스 위치를 갖는 것이 중요하다.
이러한 특성 중 후자는 정보 패킷이 소스에서 대상으로 이동하는 데 걸리는 시간을 측정한다.

지역은 독립적인 지리적 영역을 나타내며 영역(Zone)으로 구성된다.

예를 들어 런던 또는 europe-west2는 현재 3가지의 다른 Zone으로 구성된 Region이다.(europe-west2-a, europe-west2-b, europe-west2-c)

Zone은 Google Cloud 리소스가 배포되는 영역이다.

예를 들어 Compute Engine을 사용하여 가상 머신을 실행하면 리소스 중복성을 보장하기 위해 지정한 영역에서 가상머신이 실행된다.

다른 지역에서 리소스를 실행할 수 있다.

이는 전 세계 사용자에게 응용 프로그램을 더 가까이에서 제공하고, 자연 재해와 같이 전체 지역에 문제가 있는 경우 보호하는데 유용하다.

일부 Google Cloud 서비스는 Multi Region이라는 서비스를 제공한다.

예를 들어 Cloud Storage를 사용하면 유럽 다중 지역 내 여러 공간에 저장이 된다 즉 런던 및 벨기에와 같이 유럽내에서 최소 160km 떨어져 있는 최소 두 개의 지리적 위치에 중복 저장이 된다.

Google's edge network

조직에 권장되는 모범 사례는 Gmail, Google 검색 및 Youtube와 같은 제품을 구동하는 동일한 네트워크를 사용하여 대부분의 여정 동안 Google의 사설 네트워크에서 트래픽을 유지하는 것이다.

조직은 글로벌 인프라가 제공하는 성능을 활용할 수 있다.

사용자가 Google 앱이나, 웹페이지를 열면 Google은 지연 시간이 가장 짧은 Edge 네트워크 위치에서 해당 요청에 응답한다.

Google의 Edge 네트워크와 사용자 근처에 인기 있는 콘텐츠를 저장하는 캐시를 유지 관리하는 방법을 이해하면 조직이 Google로 트래픽을 전달할 시기를 선택하는 데 도움이 된다.

네트워크의 Edge는 장치 또는 조직의 네트워크가 인터넷에 연결되는 장소로 정의된다.
진입점이기 때문에 'Edge' 라고 부른다.

Google의 Edge 네트워크는 ISP와 연결하여 사용자와 주고받는 트래픽을 받는 방법이다.

조직이 사용자 요구, 성능 및 비용에 따라 트래픽을 전달할 수 있는 네트워크 인프라로 구성된다.

Google은 사용자에게 고성능, 높은 안정성 및 짧은 대기 시간으로 서비스를 제공하는 것을 목표로 한다.

이 챕터에서 배운 내용들

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