[AWS][SAA] EC2 Storage (EBS & EFS & Instance Storage)

Udemy - Stephane Maarek AWS SAA 강의를 듣고 메모 목적으로 남김

1. EBS 볼륨 (Elastic Block Store)

• 개념: EC2 인스턴스에 연결하여 데이터를 영구적으로 저장할 수 있는 네트워크 드라이브임.
• 특징:
  • 네트워크를 통해 통신하므로 약간의 지연 시간(Latency)이 있을 수 있음.
  • 인스턴스가 종료된 후에도 데이터를 유지할 수 있음.
  • 특정 가용 영역(AZ)에 잠겨 있어(Locked), 다른 AZ의 인스턴스에 바로 연결할 수 없음.
  • 스토리지 용량(GB)과 IOPS를 프로비저닝하여 사용한 용량만큼 요금이 청구됨.
• 종료 시 삭제 (Delete on Termination) 속성:
  • 기본적으로 루트(Root) EBS 볼륨은 인스턴스 종료 시 함께 삭제됨.
  • 기본적으로 추가로 연결된 EBS 볼륨은 인스턴스가 종료되어도 삭제되지 않고 유지됨.

2. EBS 스냅샷 (Snapshots)

• 개념: 특정 시점에 EBS 볼륨의 상태를 백업하는 기능임.
• 특징:
  • 스냅샷을 찍기 위해 볼륨을 반드시 분리할 필요는 없지만 권장됨.
  • 다른 가용 영역(AZ)이나 다른 리전(Region)으로 스냅샷을 복사할 수 있음.
• EBS 스냅샷 고급 기능:
  • EBS Snapshot Archive: 스냅샷을 아카이브 계층으로 이동시켜 저장 비용을 75% 절감함 (복원에는 24~72시간 소요됨).
  • Recycle Bin (휴지통): 실수로 스냅샷을 삭제하더라도 복구할 수 있도록 보존 규칙(1일~1년)을 설정할 수 있음.
  • Fast Snapshot Restore (FSR): 스냅샷을 기반으로 볼륨을 복원할 때 초기 지연 시간 없이 바로 최고 성능을 내도록 전체 초기화함 (추가 비용 발생).

3. AMI (Amazon Machine Image)

• 개념: 사용자 지정 소프트웨어, 구성, 운영 체제 등이 포함된 EC2 인스턴스의 템플릿 이미지임.
• 특징: 모든 소프트웨어가 미리 패키징되어 있어 부팅 및 구성 시간이 매우 빠름.
• 생성 과정: EC2 인스턴스 시작 및 커스터마이징 -> 인스턴스 중지(데이터 무결성 확보) -> AMI 구축(이 과정에서 EBS 스냅샷 자동 생성) -> 구축된 AMI로 새 인스턴스 시작.

4. EC2 인스턴스 스토어 (Instance Store)

• 개념: 물리적 호스트 서버 하드웨어에 직접 연결된 고성능 로컬 디스크임.
• 특징:
  • 네트워크 드라이브인 EBS보다 훨씬 높은 I/O 성능(IOPS)을 제공함.
  • 임시성(Ephemeral): 인스턴스를 중지(Stop)하면 데이터를 저장하고 있던 하드웨어가 변경될 수 있어 데이터가 모두 손실됨.
  • 하드웨어 장애 시 데이터가 손실될 위험이 있으므로 백업 및 복제는 사용자가 직접 관리해야 함.
  • 용도: 버퍼, 캐시, 스크래치 데이터, 임시 콘텐츠 저장 등 잃어버려도 무방한 단기 데이터 저장에 매우 적합함.

5. EBS 볼륨 유형 (Volume Types)

운영 체제가 설치되는 부팅 볼륨으로 사용 가능한 것은 gp2/gp3와 io1/io2 블록 익스프레스뿐임.

• 범용 SSD (gp2 / gp3):
  • 가격과 성능의 균형을 맞춘 비용 효율적인 스토리지로, 시스템 부팅 볼륨이나 가상 데스크톱에 널리 쓰임.
  • gp3: 스토리지 크기와 독립적으로 IOPS 및 처리량(Throughput)을 유연하게 설정할 수 있음.
  • gp2: 볼륨 크기(GB)에 비례하여 IOPS가 늘어나며 최대 16,000 IOPS까지 지원함.
• 프로비저닝된 IOPS SSD (io1 / io2 Block Express):
  • 16,000 이상의 IOPS가 필요한 중요 비즈니스 애플리케이션 및 지연 시간에 민감한 고성능 데이터베이스에 적합함.
  • io1: 최대 64,000 IOPS 지원.
  • io2 Block Express: 밀리초 미만의 매우 짧은 지연 시간, 최대 256,000 IOPS 지원 및 EBS 다중 연결(Multi-Attach) 기능을 지원함.
• 하드 디스크 드라이브 (HDD): 부팅 볼륨으로 사용 불가함.
  • st1 (처리량 최적화 HDD): 빅데이터, 데이터 웨어하우스, 로그 처리용 (지속적이고 높은 처리량 필요 시).
  • sc1 (콜드 HDD): 접근 빈도가 낮고 최저 스토리지 비용이 중요한 아카이브성 데이터 보관용.

6. EBS 추가 기능 (다중 연결 및 암호화)

• EBS 다중 연결 (Multi-Attach):
  • 하나의 io1/io2 EBS 볼륨을 동일한 AZ 내의 여러 EC2 인스턴스에 동시 연결하는 기능.
  • 모든 인스턴스가 읽기 및 쓰기 권한을 가지며, 동시 기록 관리를 위해 클러스터 인식 파일 시스템이 필수적임.
• EBS 암호화 (Encryption):
  • 암호화된 볼륨을 사용하면 디스크 내부의 저장 데이터, 인스턴스와 볼륨 간 전송 데이터, 스냅샷이 모두 암호화됨 (지연 시간 영향은 거의 없음).
  • KMS의 AES-256 키를 활용하여 투명하게 처리됨.
  • 암호화되지 않은 볼륨을 암호화하는 방법: 스냅샷 생성 -> 스냅샷을 복사하면서 암호화 옵션 적용 -> 암호화된 스냅샷으로 새 볼륨 생성.

7. Amazon EFS (Elastic File System)

• 개념: 여러 EC2 인스턴스에서 동시에 마운트할 수 있는 완전 관리형 네트워크 파일 시스템(NFS).
• 특징:
  • 다중 가용 영역(Multi-AZ) 환경에서 작동하여 가용성과 내구성이 매우 뛰어남.
  • Linux 기반 인스턴스에서만 사용 가능함 (Windows는 지원 안 함, POSIX 표준 호환).
  • 사전에 용량을 계획할 필요 없이 페타바이트 규모까지 자동 확장되며 사용한 용량만큼만 과금됨 (EBS gp2보다 가격이 약 3배 비쌈).
  • 콘텐츠 관리 시스템(WordPress), 웹 서빙, 데이터 공유 환경에 적합함.
• EFS 성능 및 스토리지 클래스:
  • 성능 모드: 범용(General Purpose - 웹 서버 등 지연 시간에 민감한 작업), 최대 I/O(Max I/O - 빅데이터 등 고도의 병렬 작업).
  • 처리량 모드: Bursting, Provisioned, Elastic(트래픽을 예측하기 어려울 때 자동으로 처리량 확장/축소).
  • 스토리지 계층: Standard(자주 접근하는 데이터), EFS-IA(드물게 접근하여 저장비가 저렴함), Archive(1년에 몇 번 접근 안 하는 아카이브 데이터, 50% 더 저렴함). 수명 주기(Lifecycle) 정책을 통해 파일 자동 이동이 가능함.
  • EFS One Zone: 데이터를 단일 AZ에만 저장하며 개발/테스트/백업용으로 적합함 (표준 대비 비용 90% 이상 절감).

8. EBS vs EFS 요약

• EBS: 특정 가용 영역(AZ)에 종속되며, 기본적으로 한 번에 하나의 인스턴스에만 연결됨 (io1/io2 Multi-attach 예외). 다른 AZ로 마이그레이션하려면 반드시 스냅샷을 찍고 새 AZ에서 복원해야 함.
• EFS: 수백 대의 인스턴스가 여러 AZ에 걸쳐 동시에 공유할 수 있는 파일 시스템임. Linux 전용이며 초기 단가는 높지만, EFS-IA 및 아카이브 스토리지 계층 이동을 통해 장기적인 스토리지 비용을 획기적으로 최적화할 수 있음.