[AWS Cloud Practitioner] Chapter 1. 클라우드 컴퓨팅과 AWS

1. Cloud Computing 개요

1. 1. Cloud Computing

• Cloud Computing: 인터넷을 사용해서 공유자원(server, network, storage, software)을 사용할 수 있는 서비스
  
  • ex) Amazon AWS, Microsoft Azure, Google Cloud Platform

 

1. 2. On demand service & SLA

• On demand(주문형 서비스): cloud computing service 사용자가 요청한 만큼 서비스를 제공하고 비용을 청구하는 모델
• Virtualization
  • 하드웨어를 분할하거나 할당할 수 있어, 물리적으로 한 대의 서버를 여러 서비스 사용자가 같이 사용 가능
  • 여러 개의 물리적 자원을 통합하여 하나의 컴퓨터처럼 사용 가능

• SLA(Service Level Agreement): On demand 서비스를 사용할 때, user와 provider 간에 서비스 수준에 대한 협약서
  
  • SLA를 통해 사용한 서비스만큼 비용을 지불

 

1. 3. Virtualization

• Virtualization: 여러 개의 물리적 자원을 하나로 통합해서 관리하거나,  여러 개로 분할하여 사용하는 기술
  
  • server, desktop, storage 가상화 등의 기술이 존재
• OS
  • Host OS: 하드웨어 위에 설치된 운영체제
  • Guest OS: Host Virtualization or Hypervisor 위에 설치된 운영체제
• Virtualization
  • Host Virtualization: Host OS 위에 Guest OS가 실행되는 방식
  • VM Workstation, VMServer, Virtual Box 등
  • Hypervisor Virtualization: Host OS가 없고 Hardware에 Hypervisor를 설치하여 사용하는 방식
  • Xen, Microsoft Hyper-V, Citrix, KVM 등
  • Container Virtualization: Host OS 위에 컨테이너 관리 소프트웨어를 설치하여 논리적인 컨테이너를 나누어 사용
  • Docker

- Host Virtualization

• 일반적으로 교육환경에서 많이 사용되는 방식
• 컴퓨터에 설치된 OS에 Virtual Machine을 설치하고, VM에 Guest OS를 설치

장점	단점
Host OS에 제약이 X	Host OS 위에 Guest OS를 설치하는 방식 -> Overhead가 큼

- Hypervisor Virtualization

• 하드웨어 위에 별도의 Host OS를 설치하지 않고, Hypervisor라는 virtualization software를 설치, 그리고 해당 hypervisor 위에 Guest OS를 설치

 

• Hypervisor Virtualization의 종류
  • Type-1(Native, Bare metal): os를 통하지 않고 Host system의 hardware에 직접 설치
    • server hardware를 직접 조정하여 VM에 전용 리소스를 할당
  • Type-2(Hosted): host os를 통해 host computer hardware와 상호작용
    
    • os를 조정하여 기본 시스템 리소스를 확보
    • Host Virtualization의 한 종류

장점	단점
Host OS가 없기 때문에 overhead가 적음	자체적으로 머신에 대한 관리 기능 X, 관리를 위한 컴퓨터 혹은 콘솔이 필요

- Container Virtualization

• Host OS 위에 Container(ex.Docker)를 설치하고, 각각의 container 별로 application을 사용하는 방식

장점	단점
Overhead가 적고 속도가 빠름	만약 Docker를 사용한다면 Linux 기반 OS를 사용해야 함

 

2. Cloud Computing Model

2.1. On-Premise

• On-Premise: server, db, network 장비 등을 모두 구매해서 구축하고 운영하는 서비스
• 일반적으로 IDC(Internet Data Center)에 서버를 설치하고 전용 네트워크를 통해서 운영하는 시스템
• IDC 시설
  • Server Rack: 서버를 설치하는 장치
  • Cable Tower: 각종 서버에 케이블을 연결하여 통신하고, 케이블은 케이블 타워에 설치
  • 항온항습기: IDC의 온도와 습도 등을 조절 
• AWS는 전 세계에 region을 두고, 이러한 IDC를 구축하고 서비스함
• AWS 사용자는 서비스를 신청하고 사용하여 원하는 시스템을 빠르고 저렴하게 구축할 수 있음

2.2. Cloud Computing 종류

• Private Cloud: 기업 내부에서 기업 내부 조직원들을 위한 서비스 제공
• Public Cloud: 인터넷을 사용해서 제공하는 클라우드 컴퓨팅 형태로 AWS, Azure 등이 있음
• Hybrid CLoud: Private 및 Public Cloud를 모두 제공하는 형태

2.3. Cloud Computing Model

• IaaS(Infrastructure as a Service)
  
  • 인프라를 서비스 형태로 제공, server, storage, network 관련 각종 물리적 장비를 서비스 형태로 제공
  • AWS의 EC2, S3, VPC
• PaaS(Platform as a Service)
  • 인프라에 설치되는 os, middleware, dbms 등의 sw를 제공
  • AWS의 linux 및 Windows, Oracle, MySQL 등의 DBMS
• SaaS(Software as a Service)
  • application(응용 프로그램)을 서비스 형태로 제공
  • Google Office 365, Dropbox 등

 

3. AWS(Amazon Web Service)

3.1. Amazon Web Service

아마존 AWS는 computing, networking, storage, analytics platform 등 다양한 서비스 제공

 

- Computing Service

서비스	설명
Amazon EC2	- 다양한 타입의 가상화 서버를 지원 - Windows, Linux, Aurora 등 지원
Amazon Auto Scaling	- 특정 조건에 따라서 자동으로 서버를 추가, 삭제하는 서비스 - 사용량에 따른 증설과 축소를 자동으로 수행
Amazon Lightsail	- instances(VPS), container services, managed databases, content delivery network(CDN) distributions, load balancers, SSD-based block storage, static IP addresses, DNS management of registered domains, and resource snapshots(backups) 등을 제공하여 프로젝트를 신속하게 시작하는 데 필요한 모든 것을 저렴하고 예측 가능한 요금으로 사용 가능 - VPS(Virtual Private Server)는 웹사이트 및 web application을 배포하거나 관리 - 특수한 VPC 안에서 자동으로 provisioning되지만 console에서는 보이지 않음 -> 타 VPC의 AWS 서비스와 통신한다면 부적합
Amazon Workspace	- desktop virtualization service로 사내 PC를 가상화하고 개인 PC에 문서를 저장하지 않고 서버에 보관

 

- Networking Service

서비스	설명
Amazon Route 53	클라우드 기반의 DNS(Domain Name System)
Amazon VPN(Vritual Private Network)	네트워크 접근제어, DHCP, VPN을 사용하여 가상 사설 네트워크를 구성
AWS Direct Connect	- AWS를 연결하기 위해 전용선을 구성하는 것으로, AWS-On-Premise를 연결 - 인터넷을 경유하지 않고 AWS network(VPC)와 user network를 직접 연결 - 보안성, 대역폭의 높은 성능, 더 낮은 지연시간을 제공
Amazon ELB(Elastic Load Balancer)	- 네트워크 부하를 분산하기 위해서 L4 스위치 역할 수행 - L4 스위치: TCP, UDP, HTTP와 같은 Protocol들의 Header를 분석하여 그 정보를 바탕으로 부하 분산 실시

 

- Storage Service

서비스	설명
Amazon S3	범용적인 스토리지를 제공하는 서비스로 데이터 보관, 웹사이트 호스팅 등의 데이터를 보관하고 관리
Amazon DynamoDB	NoSQL 서비스로 대용량의 데이터를 저장하고 분석하기 위한 서비스
Amazon ElasticCache	In-memory 기반의 Cache 서비스

 

- Analysis Platform

서비스	설명
Amazon Kinesis	- 대규모 스트리밍 서비스를 하기 위해서 대량의 데이터를 저장 분류하는 서비스 - 기계학습 분석, 비디오, 오디오, application 로그, IoT 데이터를 실시간으로 수집 가능
Amazon RedShift	Data warehouse와 Data Lake를 지원하는 분석용 서버
Amazon EMR	저장된 데이터를 분류하고 분석하는 서비스 제공

 

- Analysis Platform

서비스	설명
Amazon CloudSearch	대량의 데이터를 검색할 수 있는 서비스로, 정보를 모바일로 전달 가능
Amazon SES(Simple Email Services)	외부로 대량의 메일을 발송할 수 있는 서비스
Amazon Elastic Transcoder	동영상 인코딩을 지원하는 서비스

 

- AWS Well-Architected 및 6대 원칙

• Well-Architecture Framework: 보안 및 고성능 시스템, 복원력을 확보하기 위해서 아키텍처를 평가하고 구현하는 체계적인 방법을 제시하는 모범 사례

6대 원칙	설명
운영 우수성 원칙	시스템의 실행 및 모니터링에 대한 프로세스와 절차를 개선
보안 원칙	데이터의 기밀성 및 무결성, 사용자 권한 관리, 보안 이벤트 감지를 위한 설정을 제공
안정성 원칙	실행하는 워크로드와 요구사항을 만족하기 위해 신속하게 복구하는 방법을 제공
성능 효율성 원칙	최적화된 리소스 선택 및 성능 모니터링 방법을 제공
비용 최적화 원칙	불필요한 비용이 발생하지 않도록 함
지속 가능성 원칙	클라우드 워크로드 실행이 환경에 미치는 영향을 최소화

• AWS Trusted Advisor: 비용적 측면에서 비용을 절감하거나, 보안 강화를 위한 지침을 제공

3.2. AWS 장점

장점	특징
초기 투자비용	- 사전에 서버, 스토리지, 네트워크 등의 인프라를 구매하지 않고 서비스 형태로 사용 가능 - 사용량과 관계 없이 지출되는 고정비용을 사용량만큼 지불하는 가변비용으로 대체
운영비용 절감	- 실제 클라우드 서비스 사용자가 사용한 만큼 비용을 지불하여 운영비용 절감 - AWS는 글로벌 시장에서 서비스를 제공하기 때문에, 규모의 경제 측면으로 비용 절감
탄력적 운영 및 확장	- AWS는 클라우드 서비스 사용자가 필요한 만큼의 용량을 언제든지 제공 가능 - 즉 용량을 예측하지 않고 필요한 만큼 확장 가능
속도 및 민첩성	- 클라우드 서비스 제공자가 필요한 시점에 정보시스템 인프라를 구축하고 확장이 가능
핵심역량 집중	- 정보시스템에 대한 부분을 전문업체인 아마존 AWS에 의뢰하고 클라우드 서비스 사용자는 자신의 핵심 비즈니스에 집중
글로벌 확장	- AWS는 전 세계적으로 리전 보유, 때문에 언제든 글로벌 확장 가능

 

3.3. AWS 공동책임 모델 및 규정 준수 프로그램

• AWS 공동책임 모델: 아마존 AWS와 클라우드 서비스 사용자(고객) 간에 책임을 정의한 모델
• AWS 책임
  
  • AWS 클라우드에서 제공되는 모든 서비스에 대해서 인프라(hardware, software, networking, ...)를 보호할 책임
  • 호스트, 네트워크, 소프트웨어, 시설
  • AWS 글로벌 인프라 보호
• 고객 책임
  • AWS 내에 저장 및 관리하는 고객 데이터 관리(암호화), 자산 분류, 적절한 허가를 위한 IAM 도구, AWS EC2 인스턴스에 설치한 모든 applications, 유틸리티 등
  • 고객 데이터, application, 데이터 암호화, 운영체제 패치
  • 네트워크로 전송되는 데이터 암호화, 자격 증명, 액세스 관리 등
  • 접근 통제
• AWS 규정 준수 프로그램: 고객이 AWS의 보안과 규정 준수를 할 수 있도록 지원
  • AWS는 인증/증명, 법률, 규정, 프라이버시 등으로 분류해서 독립된 기관에게 감사보고서 또는 규정 준수 인증을 평가받음

3. 4. AWS 사용 방법

인터페이스 방법	설명
AWS Management Console	- 클라우드 서비스 사용자에게 사용하기 쉬운 그래픽 인터페이스 제공
CLI (Command Line Interface)	- 클라우드 서비스 사용자에게 개별 명령어를 입력받아서 AWS 서비스를 사용 - Linux, MacOS, Windows 운영체제 모두 지원
SDK (Software Development Kit)	- application에서 AWS 서비스를 사용 가능 - Javascript, Python, Go, PHP, .Net, Ruby, Node.js 등에서 사용 가능

 

3.5. Region과 AZ(Availability Zone)

• Region: AWS에서 전 세계에 있는 데이터 센터의 물리적 위치
• Availability Zone: 논리적 데이터 센터의 그룹
  • AZ는 하나 이상의 개별 데이터 센터로 구성
• Region은 물리적 위치이고, AZ는 리전 내에 논리적 센터

3.6. 요금정책

- AWS 요금 정책

• 사용량에 따라 지불(Pay-as-you-go): 클라우드 서비스 사용자는 사용한 만큼만 비용을 지불하여 비즈니스 탄력성을 높임
• 커밋을 통한 비용 절감(Save When you commit): Saving Plans는 AWS 요금을 절감할 수 있는 방법으로 1년 혹은 3년 기간의 약정 조건으로 비용을 절감
• 더 많이 사용하고 더 적은 비용 지불(Pay less by using more): 대량 구매 할인으로 비용 절감 가능

- AWS Cost Management

• AWS Cost Management: 예산을 책정하고 비용을 예측할 수 있는 기능 제공
  • AWS Cost Explorer: 비용 데이터를 차트로 시각화하여 정보 제공. 클라우드 사용자의 구매 유형, 구매 옵션 등을 모두 포함하여 과거 비용 데이터를 기반으로 미래 비용 예측 가능
  • AWS Budgets: AWS 비용 및 사용량을 추적. 예약 인스턴스 또는 savings plan에 대한 집계 사용률 등을 모니터링
  • AWS Cost Anomaly Detection: 기계학습을 사용하여 비용과 사용량을 지속적으로 모니터링. 클라우드 서비스 사용자의 비정상적인 지출을 감지하는 기능 제공
  • 적정 크기 권장사항: Cost Explorer의 기능으로 EC2에서 인스턴스를 축소하거나 종료하여 비용 절감 요소를 식별
  • Savings Plan: AWS 사용량을 절감할 수 있돌고 유연한 요금 모델 제공. 최대 72%까지 비용 절감 가능

- AWS EC2 인스턴스 구매 옵션

구매 옵션	설명
온디맨드 인스턴스 (On-Demand)	- 사용자가 필요할 때 EC2 인스턴스 생성 - 비용은 초 단위 비용 계산
예약 인스턴스 (Reserved)	- 1년에서 3년 단위 약정을 통해서 비용 지불 - 온디맨드 인스턴스에 비해서 약 75% 비용 절감
스폿 인스턴스 (Spot)	- AWS에서 여유 있는 시스템을 경매 방식으로 사용 - 90%까지 비용 절감
전용 호스트 인스턴스 (Dedicated)	- 고객 전용 하드웨어를 제공

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참고자료

• 클라우드 AWS 자격증으로 시작하기, 행복소프트 저 | 성안당 | 2022년 07월 04일
• https://aws.amazon.com/ko/compare/the-difference-between-type-1-and-type-2-hypervisors/

1형 및 2형 하이퍼바이저 비교 - 하이퍼바이저 유형 간의 차이점 - AWS

• https://docs.aws.amazon.com/lightsail/latest/userguide/what-is-amazon-lightsail.html

What is Amazon Lightsail? - Amazon Lightsail

• https://white-polarbear.tistory.com/135

AWS - Direct Connect (DX)

• https://aws-hyoh.tistory.com/65

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