Module 1: 클라우드 소개

aws 클라우드

1. 클라우드 컴퓨팅 개요

• 클라우드 컴퓨팅의 정의
  • 인터넷을 통해 IT 리소스(컴퓨팅 파워, 스토리지, 데이터베이스 등)를 온디맨드(On-Demand)로 제공하고 사용한 만큼 종량제(Pay-as-you-go) 요금으로 지불하는 모델
• 세부 핵심 개념 (시험 빈출 포인트)
  • 온디맨드 (On-Demand)
    • 필요한 만큼 즉시 리소스를 사용하고, 불필요해지면 즉시 삭제하여 요금 청구를 중단할 수 있는 유연함
  • 인터넷을 통한 원격 액세스
    • 인터넷 연결과 웹 브라우저만 있으면 전 세계 어디서든 AWS 계정에 로그인하여 물리적 접촉 없이 인프라를 프로비저닝하고 관리할 수 있음
  • 종량제 요금 (Pay-as-you-go)
    • 약정 계약이나 복잡한 승인 절차 없이 사용하지 않는 인프라는 프로비저닝을 해제하여 비용 낭비를 방지
• 인프라 관리 부담 해소
  • 과거
    • 자체 데이터 센터(온프레미스)를 구축하여 하드웨어 구매, 전원, 냉각, 물리 보안 등을 직접 관리해야 했음
  • AWS 도입 후
    • 사용자는 물리적 인프라를 관리할 필요가 없어짐. 이로 인해 반복적이고 리소스 소모적인 인프라 유지 관리 태스크에서 벗어나 팀이 비즈니스 혁신과 가치 창출에만 집중할 수 있음
• 클라우드 배포 모델 (Cloud Deployment Models)
  • 클라우드 기반 배포 (Cloud-Based Deployment / Public Cloud)
    • 정의
      • 모든 애플리케이션 리소스를 클라우드(예: AWS)에 구축하거나 기존 시스템을 클라우드로 마이그레이션하여 운영하는 모델
    • 특징
      • 리소스가 클라우드 서비스 제공업체의 데이터 센터에 존재하므로, 물리적 인프라 및 가상화 제어에 대한 관리 부담이 전혀 없음. 온디맨드 스케일링과 유연한 비용 구조의 이점을 극대화할 수 있음
  • 온프레미스 배포 (On-Premises Deployment / Private Cloud)
    • 정의
      • 자체 데이터 센터 내부에서 가상화 및 자원 관리 도구(Hypervisor 등)를 활용하여 사설 인프라를 운영하는 모델
    • 특징
      • 하드웨어와 가상화 인프라를 자사가 완전히 소유하고 직접 통제하므로 규정 준수나 보안 통제력은 높지만, 시스템 구축 및 유지 보수에 필요한 모든 기술/자본 비용을 직접 부담해야 함. 탄력성과 유연한 확장은 제한적임
  • 하이브리드 배포 (Hybrid Deployment)
    • 정의
      • 클라우드 기반 리소스와 기존 온프레미스 레거시 시스템을 네트워크(VPN, Direct Connect 등)로 결합하여 상호작용하도록 하는 모델
    • 특징
      • 두 배포 방식의 이점을 결합. 예컨대 규정 준수와 데이터 보안이 중요한 레거시 데이터베이스는 온프레미스에 유지하고, 트래픽 유동성이 심한 프런트엔드 애플리케이션은 퍼블릭 클라우드에 배포하여 리소스를 유연하게 연동함

2. aws 클라우드의 이점

• 고정 비용을 가변 비용으로 대체 (Trade upfront expense for variable expense)
  • 정의
    • 전통적인 온프레미스는 서버, 공간, 유지 관리 등 대규모 선행 투자(고정 비용)가 필요하며 자원 사용률과 관계없이 비용이 나감
  • 특징
    • AWS는 대대적인 투자 없이 소규모로 시작할 수 있고, 매달 실제 사용한 만큼만 지불(가변 비용)하여 유연하게 예산을 절감함
• 거대한 규모의 경제로 이익 달성 (Benefit from massive economies of scale)
  • 정의
    • AWS가 전 세계 수백만 고객의 자원을 위해 대량의 하드웨어를 대규모로 구매하므로 단가가 낮아짐
  • 특징
    • 하드웨어 단가 절감 효과는 고객에게 더 저렴한 가격(종량제 요금 절감)의 혜택으로 직접 환원됨
• 용량 추정 불필요 (Stop guessing capacity)
  • 정의
    • 온프레미스는 향후 예상치를 예측하여 과도한 용량의 하드웨어를 선구매(낭비 우려)하거나, 과소 예측 시 서버 부족으로 서비스 장애 및 고객 이탈을 겪음
  • 특징
    • AWS는 예측이 필요 없으며, 필요할 때 즉시 리소스를 프로비저닝하고 스케일링 메커니즘을 사용해 몇 분 만에 자원을 늘리거나 줄일 수 있음
• 속도 및 민첩성 향상 (Increase speed and agility)
  • 정의
    • 테스트 환경을 즉각 가동하여 새로운 혁신을 위한 실험을 수행할 수 있음
  • 특징
    • 시도가 실패하면 해당 자원을 즉시 삭제하고 비용 발생을 멈출 수 있어, 인프라 획득 시간을 획기적으로 단축하고 개발 생산성을 높임
• 데이터 센터 운영 및 유지 관리 비용 투자 불필요 (Stop spending money running and maintaining data centers)
  • 정의
    • 데이터 센터의 서버 랙 장착, 전원 공급, 냉각 유지 등 물리적인 하드웨어 유지 보수는 모두 AWS가 전담함
  • 특징
    • 기업은 비즈니스 가치와 직접적인 관련이 없는 기계적이고 물리적인 데이터 센터 관리에 시간과 인력을 허비하지 않고 자사 비즈니스에만 집중 가능
• 몇 분 만에 전 세계에 배포 (Go global in minutes)
  • 정의
    • 해외 진출 시 현지 데이터 센터를 구축할 필요 없이, 전 세계의 AWS 리전에 즉시 애플리케이션을 배포 가능
  • 특징
    • 수개월~수년이 걸리던 전 세계 서비스 확장을 단 몇 분 만에 낮은 대기 시간(Latency)으로 실현함

3. aws 글로벌 인프라 소개

• 고가용성 및 내결함성의 정의
  • 고가용성 (High Availability)
    • 정의
      • 가동 중지 시간을 최소화하면서 시스템 및 애플리케이션에 계속 액세스할 수 있도록 보장하는 설계 방식
    • 특징
      • 단일 구성 요소의 실패(장애) 시 다른 구성 요소가 자동으로 그 역할을 대신하여 서비스를 유지함
  • 내결함성 (Fault Tolerance)
    • 정의
      • 시스템의 일부 구성 요소가 여러 개 실패하더라도 데이터 손실이나 서비스 중단 없이 완전히 정상 작동할 수 있도록 아키텍처에 복원력을 구축하는 수준
    • 특징
      • 단일 실패 지점(SPOF)을 제거하기 위해 이중화(Redundancy)를 극대화하는 방식
• AWS 글로벌 인프라 구성 요소
  • 리전 (Regions)
    • 정의
      • 전 세계 여러 지리적 영역에 독립적으로 분산되어 있는 물리적인 인프라 위치 그룹
    • 특징
      • 전 세계 고객과 가깝게 배치하여 네트워크 대기 시간(Latency)을 낮춤
      • 기업은 극단적인 재난 대처를 위해 여러 리전에 인프라를 분산하여 다른 리전으로 장애 조치(Failover)를 수행할 수 있음
  • 가용 영역 (Availability Zones - AZ)
    • 정의
      • 하나의 AWS 리전 내에서 지리적으로 분리되고 격리된 데이터 센터의 클러스터(위치 그룹)
    • 특징
      • 각 리전은 가동 중지 대비 및 고가용성(이중화)을 위해 최소 3개 이상의 AZ를 포함함
      • 한 AZ의 자연재해나 정전이 다른 AZ에 영향을 주지 않도록 충분한 물리적 거리를 두고 설계됨
  • 데이터 센터 (Data Centers)
    • 정의
      • 서버와 네트워크 하드웨어가 설치된 개별적인 물리 건물
    • 특징
      • 각 가용 영역(AZ)은 하나 이상의 독립된 데이터 센터로 구성됨
      • 각 데이터 센터는 중복된 전력(발전기 등), 냉각 시설, 그리고 물리 및 네트워크 연결망을 보유함

4. aws 공동 책임 모델

• 모델의 기본 개념
  • 정의
    • AWS와 고객이 클라우드 환경의 보안을 보장하기 위해 각자의 역할을 분담하는 책임 모델
  • 대전제
    • AWS의 책임
      • 클라우드 자체의 보안 (Security OF the Cloud)
    • 고객의 책임
      • 클라우드 내부의 보안 (Security IN the Cloud)
• AWS의 책임 영역 (Security OF the Cloud)
  • 물리적 인프라 계층
    • 정의
      • 실제 하드웨어 서버, 데이터 센터 건물, 물리적 진입 보안 조치 및 하드웨어 액세스 제어
  • 글로벌 인프라 및 네트워크 계층
    • 정의
      • 전 세계 리전, 가용 영역, 엣지 로케이션에 구축된 네트워크 장비 및 케이블링 제어
  • 가상화 하이퍼바이저 계층
    • 정의
      • 물리적 서버 위에 격리된 가상 환경을 생성하여 각 고객의 워크로드를 안전하게 분리하는 소프트웨어 계층
• 고객의 책임 영역 (Security IN the Cloud)
  • 게스트 운영 체제 (OS)
    • 정의
      • 인스턴스에 탑재되는 운영 체제에 대한 관리 및 암호화 키 소유권
    • 특징
      • AWS는 고객 OS에 진입할 수 있는 백도어나 키가 없으므로, OS의 보안 패치 적용 및 취약점 조치 책임은 100% 고객에게 있음
  • 애플리케이션 및 플랫폼 보안
    • 정의
      • 고객이 직접 탑재하여 실행하는 웹 앱, 비즈니스 로직, 타사 소프트웨어 보안
  • 데이터 관리 및 접근 제어
    • 정의
      • 저장되는 데이터(소비자 정보, 금융/의료 데이터 등)의 외부 공개 범위 제어와 권한 설정
    • 특징
      • 데이터 암호화 설정 및 해독 키(KMS) 관리, IAM을 통한 계정 액세스 권한 제어는 전적으로 고객의 몫임

실제 환경에서의 클라우드

1. 클라우드 개념을 실제 사용 사례에 적용

• 글로벌 인프라 활용 (예: 글로벌 전자 상거래 회사)
  • 지연 시간 (Latency) 최적화
    • 특징
      • 인프라와 사용자의 물리적 거리가 멀어질수록 지연 시간이 길어짐
      • 아일랜드(eu-west-1) 또는 싱가포르(ap-southeast-1) 등 고객의 주요 기반에 가장 가까운 리전을 선택해 배포하여 성능을 극대화함
  • 초기 투자 배제 및 스타트업 경쟁력 확보
    • 특징
      • 대규모 사전 투자금 없이 즉시 글로벌 급 인프라를 확장하여, 소규모 기업이나 스타트업도 대기업과 대등하게 글로벌 비즈니스를 수행할 수 있음
  • 고가용성 및 복원력 설계
    • 특징
      • 최소 2개 이상의 가용 영역(AZ)에 완전히 동일한 환경을 배포함
      • 한 AZ에 장애가 나도 즉시 다른 AZ로 장애 조치(Failover)를 수행하여 중단 없는 서비스를 유지함
• 공동 책임 모델 활용
  • 보안 및 규정 준수 집중화
    • 특징
      • 기업은 물리 데이터 센터의 자물쇠 관리나 하드웨어 폐기 등 클라우드 자체의 보안을 직접 결정할 필요가 없음
      • 대신 결제 시스템의 신용카드 데이터 보안, 고객 접근 권한 제어 등 비즈니스에 직접적으로 중요한 고차원적인 보안(클라우드 내부의 보안)에 인력을 집중할 수 있음