Module 4 - Components of Cloud Computing

Overview of Cloud Infrastructure

• 클라우드 모델을 선택 후, Infrasturcture 구조를 결정하여야 함
• Region : Infrasturcture가 구성되어 있는 지역 (East, US 등등)
  • 한 region에 손상을 받아도 다른 region은 계속 동작
• Zone : 한 region 내에 존재하는 Data Center 구역
  • DAL-09 / US-east-01 등으로 명명
  • Zone의 분리는 fault 위험을 낮추고, 지연을 감소시킬 수 있음
• Computing Resource
  • Virtual Server(VM) : 가상화된 소프트웨어 기반의 서버
  • Bare metal servers : 가상화되지 않은 물리적 서버
  • Serverless : 가상 머신의 추상화된 계층
• Storage
  • 데이터의 중요도, 접근 빈도, 접근 속도, 보안 정도에 따라 결정
  • Block Storage
  • File Storage
  • Object Storage
• Networking : 라우터, 스위치, SDN(Software Defined Networking)
  • Interface : 서버와 공개된 네트워크상의 연결 여부 - public / private
  • 네트워크 접근 제어 : VPC, VLAN, VPN
  • HW적 제어 : 방화벽, 게이트웨이, 로드밸런서 등

Virtualization and Virtual Machines Explained

• 가상화 : 소프트웨어 기반으로 가상의 컴퓨터 / 저장소 / 네트워크 등을 만드는 것
• Hypervisor : 가상화의 핵심
  • 물리적인 서버 위에서 동작하여 가상 환경에 컴퓨터 자원을 할당
  • Type 1 - Baremetal Hypervisor
    • 가장 대표적인 hypervisor 유형
    • VMware, Hyper-v 등
  • Type 2 - Hosted Hypervisor
    • 물리 - Hypervisor 사이에 host OS 계층이 존재
    • Virtualbox 등
• Virtual Machine : 소프트웨어 기반으로실제 컴퓨터처럼 동작 (OS, 어플리케이션 등을 동작)
  • Host에 대해 독립성을 갖기 때문에 hypervisor 간에 유연한 이동이 가능
• VM의 장점
  • 비용 절감 : 한 인프라 내에서 여러 VM을 돌릴 수 있다 = 실제 서버에 대한 유지 보수가 절감(전기세 등)
  • Agility : VM 구성은 매우 빠르고 쉽게 할 수 있음
  • 시간 절약 : 다른 Host로 빠르게 VM을 이동할 수 있다 = 백업이 간편하다

Types of Virtual Machines

• 가상 머신을 구성할 때의 고려할 점
  • 가상 머신의 위치 : Region, Zone
  • OS : Unix, Linux, Window, ...
  • shared(Multi - tenant) / dedicated (Single - tenant)
  • 과금 체계 : hourly or monthly
• shared(public) cloud : multi-tenant 구조, 정해진 크기 내에서 수요에 따라 정의
  • multi-tenant : 서버를 가상화하여 다른 사용자와 공유하여 사용
• transient(spot) VM : 데이터센터의 사용하지 않는 용량을 활용
  • 비슷한 VM 대비 저렴한 가격으로 공급하나, 경우에 따라 할당이 취소(de-provision)되거나 더 높은 가격으로 책정될 수 있음
  • 테스트 / 개발용으로 활용
• reserved virtual server instance
  • 일정 용량 혹은 자원을 보장
  • 장기간 예약할수록 저렴하게 사용 가능
• Dedicated Host
  • Single-tenant : 특정 Host 자원을 독점하여 사용

Bare Metal Servers

• Single-tenant / dedicated 서버, 단일 고객을 위해 할당
• 공급자는 하드웨어를 관리하고, 그 외의 부분은 고객이 설정
  • 공급자에 의해 사전에 설정되거나, 고객이 원하는대로 맞출 수도 있음
• Virtual Server 대비 프로비전까지의 시간이 오래 걸림
• 단일 고객에게 할당되므로 VM 대비 고가
• Hypervisor가 필요 없기 때문에 독립된 환경에서 사용 가능하며, 하드웨어에 대한 높은 접근성을 제공

Secure Networking in Cloud

• 클라우드 환경 구축 사례가 많아지면서 보안에 대한 필요성 역시 그에 따라 높아짐
• 클라우드 보안의 경우 실제 서버 보안과 크게 다르지 않으나, 구성 요소가 논리적으로 동작한다는 차이가 존재
  • 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)의 경우 클라우드에서 가상 NIC(vNIC)로 동작
• 클라우드의 네트워크 기능은 HW보다는 서비스로서 기능
• 네트워크의 사이즈(IP 주소 범위)를 정의하는 것으로 시작
  • 클라우드 네트워크는 서브넷이라는 단위로 분할
  • 한 서브넷 내에는 VM, 인스턴스, 저장 공간, 로드 밸런서 등으로 구성
  • 각 서브넷은 접근 제어 리스트(Access Control List, ACL)이라는 서브넷 단위의 방화벽으로 보호됨
• 서브넷이 사용하는 서비스에 따라 각각 다른 보안 그룹으로 할당
  • Web tier의 경우 인터넷에 연결되어야 함 : Public Gateway와 VPN을 활용
  • 많은 접근이 있는 어플리케이션의 신뢰성을 위해 Load Balancer 사용

Containers

• 의존성 + 라이브러리 + 코드로 구성된 실행 가능한 SW 단위
• 클라우드, 데스크톱 등 어느 곳에서나 실행 가능
• 가상 머신과 달리 OS를 포함하지 않음
• Virtual Machine의 경우
  • HW - Host OS - Hypervisor로 구성
  • Hypervisor 위에 Guest OS를 포함하는 Virtual Machine이 할당
  • VM 위에 프로그램 구동
  • 여러 개의 프로그램 구동시 그만큼의 VM이 필요
  • 다수의 프로그램 구동 시 많은 자원이 필요하고, VM별로 다른 호환성 문제가 있을 수 있음
• Container의 경우
  • 파일 생성 - 이미지 생성 - 컨테이너 생성
  • HW - Host OS - Runtime Engine으로 구성
  • Guest OS 없이 동작하므로 VM 대비 적은 자원 필요