[AWS] CLF-C02: Cloud Practitioner Essentials 강의 노트 (1)

 

1. Amazon Web Services 소개

AWS 및 클라우드 컴퓨팅의 이점

AWS의 이점

• 종량 과금제: 필요한 만큼만 지불 (AWS에서의 비즈니스 운영에 대한 핵심 가치)
• 온디맨드 제공: AWS가 사용자에게 필요한 리소스를 필요한 순간에 전달
• IT의 획일적인 작업 부담(설치, 백업 등의 반복 작업) 해소
• 인터넷을 통함: 안전한 웹 페이지 콘솔 이용, 프로그램 방식으로 리소스에 액세스할 수 있음

클라우드 컴퓨팅을 위한 배포 모델

1. 클라우드 기반 배포
   • 기존 애플리케이션을 클라우드로 마이그레이션
   • 클라우드에서 새 애플리케이션을 설계 및 빌드
2. 온프레미스 배포 (프라이빗 클라우드 배포)
   • 가상화 및 리소스 관리 도구를 사용하여 리소스 배포
   • 애플리케이션 관리 및 가상화 기술을 사용하여 리소스 활용도를 높임
3. 하이브리드 배포
   • 클라우드 기반 리소스를 온프레미스 인프라에 연결 / 레거시 IT 애플리케이션과 통합

클라우드 컴퓨팅의 이점

• 선행 비용을 가변 비용(종량 과금제)으로 대체 → 기술 리소스를 사용하기 전에 먼저 투자할 필요가 없음
• 데이터 센터 운영 및 유지 관리에 비용 투자 불필요 → 애플리케이션과 고객에 더 집중할 수 있음
• 용량 추정 불필요 → 온디맨드로 서비스에 액세스하므로 용량 초과나 제한을 방지할 수 있음
• 거대한 규모의 경제로 얻게 되는 이점 → 수많은 고객의 사용량 누적이 종량 과금제를 통한 요금 감소로 이어짐 (가변 비용이 낮아짐)
• 속도 및 민첩성 향상 → 몇 분 만에 새로운 리소스에 액세스할 수 있음
• 몇 분 만에 전 세계에 배포 → 고객에게 애플리케이션을 신속하게 배포하고 짧은 지연 시간을 제공할 수 있음

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Quiz

Q. 클라우드 컴퓨팅이란?

A. 인터넷을 통해 IT 리소스와 애플리케이션을 온디맨드로 제공하는 것 (종량제 요금)

 

Q. 온프레미스 배포의 또 다른 이름은 무엇입니까?

A. 프라이빗 클라우드 배포

 

Q. 클라우드 컴퓨팅의 규모는 어떻게 비용 절감에 도움이 됩니까? (거대한 규모의 경제로 얻게 되는 이점)

A. 매우 많은 고객의 클라우드 사용량이 집계되므로 각자의 종량제 요금이 낮아짐

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2. 클라우드 컴퓨팅

EC2 인스턴스 유형, 결제 옵션, Auto Scaling, Elastic Load Balancing, SNS와 SQS

💡  가상화: AWS에서 EC2를 관리하기 위해 사용하는 기술
      가상 머신: 호스트의 리소스를 다른 인스턴스와 서로 공유해 사용하는 방식
      하이퍼바이저: 가상 머신끼리 서로 물리적인 리소스를 공유(멀티 테넌시)하고 분리되도록 함
      멀티 테넌시: 기본적인 하드웨어를 공유하는 것

EC2

• 클라이언트가 요청 시, 권한을 가진 서버는 요청에 응답해야 함
• AWS에서 서버 부분이 Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)의 가상 서버인 EC2 인스턴스가 됨

EC2의 이점

• 몇 분이면 EC2 인스턴스를 프로비저닝하고 시작
• 워크로드 실행을 완료했다면 인스턴스 사용 중지
• 인스턴스가 실행 중일 때의 컴퓨팅 시간, 필요한 서버 용량에 대해서만 비용을 지불하므로 비용을 절감할 수 있음

EC2 인스턴스 유형

인스턴스 유형	특징	적합한 워크로드
범용 인스턴스	컴퓨팅, 메모리, 네트워킹 리소스를 균형 있게 제공 각 영역에 필요한 리소스가 거의 동일하며, 어느 한 영역의 최적화가 필요한 애플리케이션이 아닌 경우	애플리케이션 서버, 게임 서버, 엔터프라이즈 애플리케이션용 백엔드 서버, 중소 규모 데이터베이스
컴퓨팅 최적화 인스턴스	고성능 프로세서를 활용하는 컴퓨팅 집약적인 애플리케이션에 적합함 단일 그룹에서 많은 트랜잭션을 처리해야 하는 일괄 처리 워크로드에 사용할 수 있음	고성능 웹 서버, 컴퓨팅 집약적 애플리케이션 서버, 게임 전용 서버
메모리 최적화 인스턴스	대규모 데이터 집합을 처리하는 워크로드에 빠른 성능을 제공	고성능 데이터베이스, 애플리케이션 실행 전 많은 데이터를 미리 로드해야 하는 워크로드, 방대한 양의 비정형 데이터의 실시간 처리가 필요한 워크로드
엑셀러레이티드 컴퓨팅 인스턴스 (가속 컴퓨팅 인스턴스)	데이터 처리를 가속화	그래픽 애플리케이션, 게임 스트리밍, 애플리케이션 스트리밍
스토리지 최적화 인스턴스	로컬 스토리지의 대규모 데이터 집합에 대한 순차적 읽기 및 쓰기 액세스가 많이 필요한 워크로드를 위해 설계됨	분산 파일 시스템, 데이터 웨어하우징 애플리케이션, 고빈도 온라인 트랜잭션 처리(OLTP) 시스템

 

EC2 요금

1. 온디맨드
   • 중단할 수 없는 불규칙한 단기 워크로드나 예측할 수 없는 사용 패턴이 있는 애플리케이션에 가장 적합
   • 비용: 실행한 만큼만 (약정/선결제 X)
2. Savings Plans
   • 유연한 가격 책정 모델: 일정한 사용량 약정(1년 or 3년) → 저렴하게 제공(최대 72%)
   • EC2뿐만 아니라 Fargate, Lambda 사용량에도 적용 가능
   • 예약 인스턴스와 달리 할인을 받기 위해 EC2 인스턴스 유형 및 크기, OS, 테넌시를 사전에 지정할 필요가 없음
3. 예약 인스턴스
   • 꾸준한 상태의 워크로드나 사용량이 예측 가능한 워크로드에 적합
   • 온디맨드 인스턴스 사용 시 적용되는 결제 할인 옵션(1년 or 3년 약정) → 온디맨드 대비 75% 저렴
   • 결제 방법: 전액 선결제(약정 시), 부분 선결제(약정 시 금액 일부), 후불 지급
   1. 표준 예약 인스턴스: 안정적 상태의 애플리케이션에 필요한 EC2 인스턴스 유형 및 크기, 그리고 해당 애플리케이션을 실행할 AWS 리전을 알고 있는 경우로, 인스턴스 유형 및 크기, 플랫폼 설명(운영 체제), 테넌시를 명시해야 함
   2. 컨버터블 예약 인스턴스: 여러 가용 영역 또는 다양한 인스턴스 유형에서 실행해야 하는 경우 (유연성)
4. 스팟 인스턴스
   • 여분의 EC2 용량을 온디맨드 가격의 최대 90%까지 할인 받아 사용할 수 있음 → AWS가 필요 시 언제든 인스턴스의 용량을 회수할 수 있음
   • 현재 작업을 마무리할 수 있도록 인스턴스 회수 2분 전에는 경보가 제공되며 이후 필요할 때 언제든지 다시 시작할 수 있음
   • 시작 및 종료 시간이 자유롭거나 중단을 견딜 수 있는 워크로드에 적합 → 워크로드에서 중단을 허용할 수 있는지 먼저 확인해야 함
   • 대표적인 예: 배치 워크로드
5. 전용 호스트
   • EC2가 동작하는 물리적 호스트를 전용으로 사용할 수 있게 해줌 → 다른 사용자와 서버 머신을 공유하지 않음
   • 가장 비용이 많이 듬

EC2 크기 조정 (Auto Scaling)

확장성 및 탄력성을 위해서는 필요한 리소스만으로 시작하고 확장 및 축소를 통해 수요 변화에 자동으로 대응하도록 아키텍처를 설계해야 함 → Auto Scaling (조정 프로세스가 자동으로 수행되도록 하는 AWS 서비스)

 

Auto Scaling

• 변화하는 수요에 따라 EC2 인스턴스를 자동으로 추가하거나 제거할 수 있음 → 애플리케이션 가용성 유지
• 비용: 사용하는 인스턴스에 대해서만 지불 → 비용 효율적인 아키텍처

1. 동적 조정: 수요 변화에 대응
2. 예측 조정: 예측된 수요에 따라 적절한 수의 인스턴스를 자동으로 예약

Auto Scaling 그룹 

• 그룹 크기 구성할 때 하나 이상의 인스턴스가 항상 실행 중이어야 함 (최소 인스턴스 수: 1, 설정 가능)
• 최소 용량: Auto Scaling 그룹을 생성한 직후 시작되는 인스턴스의 수
• 희망 용량: 애플리케이션 실행 시 시작되도록 희망하는 인스턴스 개수 (지정하지 않으면 기본적으로 최소 용량으로 설정됨)
• 최대 용량: 수요 증가에 대응하도록 확장 구성하되, 제한하는 인스턴스 개수

ELB(Elastic Load Balancing)을 통한 트래픽 리디렉션

• 로드 밸런싱: 트래픽을 여러 인스턴스로 균일하게 분배 → 고성능, 비용 효율성, 고가용성, 자동 확장 가능
• 리전 수준 구조: 개별 인스턴스가 아닌, 리전 수준에서 실행되므로 사용자의 추가 작업이 없어도 자동으로 고가용 서비스가 됨
• 자동 확장: 트래픽이 증가하면 시간당 비용 변경 없이 추가 처리량을 처리하도록 설계됨
• w/ Auto Scaling: 로드 밸런서는 Auto Scaling 그룹으로 들어오는 모든 웹 트래픽의 단일 접점 역할
  • 트래픽의 양에 맞춰 EC2 인스턴스를 추가하거나 제거하므로 요청이 로드 밸런서로 먼저 라우팅됨
  • EC2 플릿이 자동 확장되면 Auto Scaling 서비스는 각 인스턴스가 온라인 상태가 될 때마다 ELB에 트래픽을 처리할 준비가 되었음을 알린 후 꺼짐
  • 플릿이 축소되면 ELB는 먼저 모든 신규 트래픽을 중지한 후 기존 요청이 완료될 때까지 기다린 다음 인스턴스를 비움 → Auto Scaling 엔진은 기존 고객에 대한 중단 없이 인스턴스를 종료할 수 있음
• 분리된 아키텍처: BE 규모 조정 시 새 인스턴스가 준비되면 ELB에게 작업 지시를 내림 → FE는 실행 중인 BE 인스턴스의 수를 모르며 신경 쓰지도 않음

 

메시징 및 대기열

💡  메시징, 대기열: 메시지를 완충 기억 장치에 배치한다는 개념
      시스템에 일종의 버퍼나 대기열을 도입하면 프로세스가 훨씬 개선됨

 

밀결합된 상태 vs 소결합된 상태

• 밀결합된 상태: 애플리케이션끼리 직접 소통 → 구성 요소 하나가 고장나거나 변경되면 다른 구성 요소나 시스템 전체에 문제 발생
• 소결합된 상태: 애플리케이션 사이에 버퍼(메시지 대기열) 도입 → 특정 구성 요소에 장애가 발생하더라도 구성 요소 안에 격리되기 때문에 전체 시스템 장애로 확장되지 않음 ⇒ AWS가 구현하고자 하는 상태!

소결합된 상태

 Amazon SQS(Simple Queue Service)

• 소프트웨어 구성 요소 간 메시지를 전송, 저장, 수신
• 페이로드(메시지에 포함된 데이터)가 전달되기 전까지 SQS 대기열에 안전하게 배치됨
• AWS는 사용자가 대기열을 호스팅할 수 있도록 기본 인프라를 관리함

Amazon SNS(Simple Notification Service)

• 구독자에게 메시지를 게시하는 서비스
• 사용자는 메시지를 전달하는 채널인 SNS 주제를 만들고 주제에 대한 구독자를 구성해 메시지를 게시할 수 있음
• 메시지 하나를 주제에 전달하면 한 번에 모든 구독자에게 메시지가 전달됨
• 구독자는 SQS 대기열, AWS Lambda 함수, HTTPS 혹은 HTTP 웹 후크와 같은 엔드포인트 등이 될 수 있음
• 모바일 푸시, SMS, 이메일을 사용해 알림을 최종 사용자에게 전달할 수도 있음

단일 주제 / 여러 주제에서 업데이트 게시

 

추가 컴퓨팅 서비스

💡  서버리스
      •  코드가 서버에서 실행되지만, 이러한 서버를 프로비저닝하거나 관리할 필요가 없다는 뜻
      •  기본 인프라를 보거나 액세스할 수 없음

 

Lambda

• 서버리스 컴퓨팅 서비스
• 이벤트 소스에서 트리거가 감지되면 코드가 관리형 환경에서 자동으로 실행됨
• 자동 규모 조정(유연성), 고가용성, 유지 관리
• 사용한 컴퓨팅 시간(코드를 실행하는 시간)에 대한 요금만 지불
• 15분 미만으로 실행하도록 설계됨 → 빠른 처리에 적합: 웹 서비스의 백엔드나 요청 처리, 백엔드 비용 보고 처리 (딥러닝 같은 장기 실행 프로세스에는 적합하지 않음)

EC2  vs  Lambda

가상 서버를 사용하는 컴퓨팅(서버 및 코드를 고려)과 서버리스 컴퓨팅(코드만 고려)의 비교

컴퓨팅 서비스	목적 및 특징
EC2	기존 애플리케이션 호스팅 OS에 대한 전체 액세스 가상 서버(인스턴스) 실행(프로비저닝)
Lambda	단기 실행 함수 호스팅 서비스 중심/이벤트 기반 애플리케이션 서버를 프로비저닝 또는 관리하지 않음

 

컨테이너 오케스트레이션 도구: ECS, EKS, Fargate

💡  컨테이너
      •  애플리케이션의 코드와 종속성을 하나의 객체로 패키징하는 표준 방식을 제공
      •  애플리케이션과 애플리케이션에서 실행해야 하는 모든 구성을 모아 놓은 코드 패키지

여러 컨테이너가 있는 단일 호스트

💡  컨테이너 오케스트레이션
      •  컨테이너식 애플리케이션을 배포, 관리, 확장
      •  컨테이너 사용 시 단일 EC2 인스턴스 뿐만 아니라 인스턴스 모음, 즉 클러스터에서 실행되는 컨테이너도 관리 프로세스 필요

 

ECS(Elastic Container Service)

• 확장성이 뛰어난 고성능 컨테이너 관리 시스템
• 컨테이너식 애플리케이션을 실행하고 확장할 수 있음
• Docker 컨테이너를 지원
  • Docker: 운영 체제 수준에서의 가상화를 사용해 컨테이너에 소프트웨어를 제공하며, 애플리케이션을 신속하게 구축, 테스트, 배포할 수 있음
  • API 호출을 사용하여 Docker 지원 애플리케이션을 시작 및 중지할 수 있음

EKS(Elastic Kubernetes Service)

• Kubernetes를 실행하는 데 사용하는 완전관리형 서비스
  • Kubernetes: 컨테이너식 애플리케이션을 대규모로 배포, 관리하는 데 사용하는 오픈 소스 소프트웨어

Fargate

• 컨테이너용 서버리스 컴퓨팅 플랫폼
  • 서버를 프로비저닝하거나 관리할 필요가 없으며, 자동으로 서버 인프라를 관리
  • 컨테이너를 실행하는 데 필요한 리소스에 대해서만 비용을 지불
• ECS와 EKS 모두 EC2에서 실행할 수 있으나, 기본 OS에 액세스할 필요가 없거나 EC2 인스턴스를 직접 컨트롤하면서 컨테이너를 호스팅하지 않아도 되는 경우에는 Fargate를 사용하는 것이 좋음

컨테이너 기반 워크로드 실행 과정

1. 오케스트레이션 도구 선택 : ECS / EKS
2. 플랫폼 선택 : EC2 / Fargate
   • EC2 인스턴스에서 실행: 직접 컨테이너를 관리
   • 서버리스 환경(Fargate)에서 실행: AWS가 모두 관리

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Quiz

Q. 데이터 웨어하우징 애플리케이션에 적합한 Amazon EC2 인스턴스 유형은 무엇입니까?

A. 스토리지 최적화

 

Q. 컴퓨팅, 메모리, 네트워킹 리소스를 균형 있게 제공하는 Amazon EC2 인스턴스 유형은 무엇입니까?

A. 범용

 

Q. 고성능 데이터베이스에 적합한 Amazon EC2 인스턴스 유형은 무엇입니까?

A. 메모리 최적화

 

Q. 고성능 프로세서를 제공하는 Amazon EC2 인스턴스 유형은 무엇입니까?

A. 컴퓨팅 최적화

 

Q. 배치 처리 워크로드에 Amazon EC2 인스턴스를 사용하려고 합니다. 가장 적합한 Amazon EC2 인스턴스 유형은 무엇입니까?

A. 컴퓨팅 최적화. (배치 처리에는 그룹으로 데이터를 처리하는 작업이 포함됨)

 

Q. Amazon EC2 예약 인스턴스의 약정 기간 옵션은 무엇입니까? (2개 선택)

A. 1년, 3년

 

Q. 총 6개월 동안 실행되며 중단을 견딜 수 있는 워크로드가 있습니다. 가장 비용 효율적일 수 있는 Amazon EC2 구매 옵션은 무엇입니까?

A. 스팟 인스턴스

 

Q. 한 리전에서 특정 OS, 인스턴스 패밀리 및 크기, 테넌시를 실행할 여러 EC2 인스턴스를 지정할 경우 할인을 제공하는 Amazon EC2 요금 옵션은 무엇입니까?→ 지정한 수의 EC2 인스턴스가 1년 또는 3년 기간 동안 보장됨

A. 표준 예약 인스턴스

 

Q. 특정 인스턴스 패밀리 및 리전에 대해 1년 또는 3년 기간 동안 시간당 지출 약정을 할 경우 할인을 제공하는 Amazon EC2 요금 옵션은 무엇입니까?

A. EC2 Instance Savings Plans

 

Q. Elastic Load Balancing의 프로세스 예는 무엇입니까?

A. 단일 Amazon EC2 인스턴스가 전체 워크로드를 처리하지 않아도 되도록 보장

 

Q. 구독자에게 메시지를 게시하는 데 가장 적합한 AWS 서비스는 무엇입니까?

A. Amazon Simple Notification Service(Amazon SNS)