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[클라우드 컴퓨팅] 11강 - 클라우드 아키텍처

💡해당 게시글은 방송통신대학교 정재화 교수님의 '클라우드 컴퓨팅' 강의를 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.



학습 개요


  • 실시간 IT 리소스 프로비저닝 및 배치라는 특징을 가지고 있는 클라우드 환경은 온프레미스에서는 구현 불가능한 서비스 오케스트레이션을 통해 고유한 시스템 아키텍처를 구성을 가능하게 함
  • 사용자가 상시 이용하는 기초 서비스와 같이 시스템 중단이 없는 환경이 요구되는 서비스에 다운 타임을 최소화하여 서비스 품질 및 신뢰도 저하를 방지하는 역할을 가능하게 함
  • 클라우드 기반 서비스의 가용성을 극대화 화면서 비용의 효율성을 높이기 위해 사용할 수 있는 오토 스케일링, 클라우드 버스팅 및 무중단 서비스 재배치에 대해 학습함



학습 목표


  • 오토 스케일링에 대해 설명할 수 있음
  • 클라우드 버스팅의 동작 과정에 대해 설명할 수 있음
  • 무중단 서비스 재배치의 필요성에 대해 설명할 수 있음



강의록


오토 스케일링

클라우드 아키텍처 선행 개념

  • 서비스 오케스트레이션
    • 자동화 된 리소스 프로비저닝
    • 리소스 배치를 자동하기 위한 설정, 관리, 조정 작업
  • 클라우드 서비스 관리
    • 경영 지원
      • 리소스 과금, 감사 정책
    • 프로비저닝/구성
      • 리소스 배치, 변경, 모니터링, SLA 관리
    • 이식성/상호운영성
      • 타 시스템으로의 데이터, 소프트웨어 이전
      • 2개 이상의 시스템 간의 원활한 정보 교환

오토 스케일링(auto scaling)의 개념

  • 사용자의 증가/감소에 따라 스케일링을 통한 리소스의 유동적 변화가 필요
    • 수평 스케일링 자동화
    • 리소스 풀링 + 로드 밸런싱
  • 요구 기술
    • 클라우드 사용량 모니터
      • 리소스 사용량 감시
      • 임곗 값 설정 및 수행 작업 지정
    • 자동 확장 리스너
      • 모니터링 중 특정 상황 발생 시 이벤트를 전달
      • 갑작스러운 사용량 증가 시 리소스 풀에서 사용하고 마무리 시 반환

자동 확장 리스너 동작 예시

  • CPU 사용률에 따른 자동화된 동작 지정
    • CPU 사용률 90% 초과 시
      • 가상 서버 추가 및 로드 밸런서에 연결
    • CPU 사용률 30% 미만 시
      • 종료 스크립트에 따라 가상 서버 로드 밸런서에서 분리
      • 가상 서버 반환

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클라우드 버스팅

클라우드 버스팅 (cloud bursting)의 개념

  • 프라이빗 클라우드를 사용하는 환경에 적용
  • 시스템이 처리량을 감당할 수 없는 상황에서 일시적으로 퍼블릭 클라우드에 이관하여 시스템의 처리 성능을 향상
    • 프라이빗 클라우드 환경의 서비스 구조와 동일한 구성을 퍼블릭 클라우드에 구성
    • 임곗값 등 클라우드 버스팅 사용 조건 설정 및 이관 대상 데이터와 애플리케이션 지정
    • 프라이빗 클라우드의 데이터 및 애플리케이션을 퍼블릭 클라우드로 전송

버스트 아웃/버스트인

  • 버스트 아웃
    • 퍼블릭 클라우드로 확장
  • 버스트 인
    • 프라이빗 클라우드로 축소

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클라우드버스팅 동작 단계

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  1. 데이터 복제 준비
  2. 데이터 복제 시작
  3. 데이터 동기화
    • 데이터 복제 시
    • 보안 및 규정 요구 사항 준수 여부 확인
    • 대량의 데이터 이관으로 서비스 대기 시간 위험 고려

무중단 서비스 재배치

정보 서비스 환경

  • 포털 서비스, 금융 서비스 등과 같은 사용자가 상시 이용하는 기초 서비스는 시스템 중단이 없는 환경을 요구
    • 24/365 정책 수립
    • 사용자 접속 불능 시 서비스 품질 및 신뢰도 저하
  • 불가피한 시스템의 중단
    • 사용자의 요청이 클라우드 서버가 처리 가능한 용량을 벗어난 경우
    • 유지 보수를 위한 일시적인 다운 타임을 필요한 경우
    • 신규 물리 서버로 이관하는 경우
  • 무중단 서비스 재배치를 통해 다운 타임 최소화

무중단 서비스를 위한 대응

  • 온프레미스 환경
    • 이중화 서버 구조 구축 → 서버 구매, 구성, 유지 보수 비용 발생
    • 이중화 방식
      • 액티브-액티브
      • 액티브-스탠바이:핫/웜/콜드스탠바이
  • 클라우드 환경
    • 새 가상 서버를 생성하고 동작 중인 서버를 복제
    • 이중화 구조를 지원하여 다운 타임 최소화

클라우드 환경에서의 무중단 서비스 재배치

  • 다운 타임을 요구하는 작업 발생 시
    • 가상화 인프라 관리자가 새로운 물리 서버들에 있는 하이퍼바이저에게 새로운 VM 생성 요구
    • VM 생성 완료 시, 기존 서버에서 동작하는 VM을 복제하여 새로운 VM으로 OS 및 프로그램을 이관

    image.png

가상 디스크 이관

  • 가상 디스크 2가지 구성 방식
    • 가상 서버 디스크가 로컬 스토리지 타입 혹은 비공유 디스크인 경우
    • 가상 서버에 디스크가 원격 공유 디스크인 경우
  • 로컬과 공유 디스크의 적절한 데이터 분배가 중요
    • 로컬
      • OS와 프로그램 코어 파일 자주 접근 되는 데이터, 데이터베이스
    • 공유 디스크
      • 그 외의 데이터

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연습 문제


  1. 오토 스케일링을 위해 리소스 요청 또는 반환을 가능하도록 모니터링 중 특정 상황 발생 시 이벤트를 전달하는 것은?

    a. 자동 확장 리스너

    • 유사한 수준의 장비를 복수 개 확보하여 하나의 장비에서 처리하던 작업을 여러 장비로 나누어 처리하는 방식의 스케일링을 수직 스케일링 또는 스케일 아웃이라고 함
  2. 다음 중 클라우드 버스팅에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?

    a. 버스트 아웃을 통해 퍼블릭 클라우드의 데이터를 복제하여 프라이빗 클라우드로 전송

    • 클라우드 버스팅
      • 프라이빗 클라우드와 동일하게 구성된 퍼블릭 클라우드에 임곗값 등 클라우드 버스팅을 사용하는 조건 만족 시 프라이빗 클라우드의 데이터 및 애플리케이션을 퍼블릭 클라우드로 전송하는 기술
    • 버스트 아웃(burst out)
      • 프라이빗 클라우드에서 퍼블릭 클라우드로 확장하는 것
    • 버스트 인(burst in)
      • 퍼블릭 클라우드 제거 후 프라이빗 클라우드만 축소하는 것
  3. 온프레미스 환경에서 가용성을 위한 이중화 방식 중 서버 두 대 중 하나만 운영 서버로 활용하고, 나머지 한 대는 장애 발생 시 운영 서버를 대체해서 작동하는 방식은?

    a. 액티브-스탠바이

    • 이중화 방식은 크게 액티브-액티브, 액티브-스탠바이 방식으로 구분되며 이 중 액티브-스탠바이는 한 서버는 운영에 사용하고 다른 한 서버는 운영 쪽의 서버에 장애 시 대체하기 위해 대기하는 형식으로 구성하는 방식임



정리 하기


  • 오토 스케일링은 사용자의 증가/감소에 따라 자동화된 리소스의 유동적 변화를 위해 리소스 풀링과 로드 밸런싱을 결합한 기술임
  • 클라우드 버스팅은 프라이빗 클라우드 환경의 시스템이 처리량을 감당할 수 없는 상황에서 일시적으로 퍼블릭 클라우드에 이관하여 시스템의 처리 성능을 향상시키는 기술임
  • 무중단 서비스 재배치는 시스템 중단을 허용하지 않는 서비스 등에 불가피한 시스템의 중단 발생 시 다운 타임을 최소화하는 기법임
  • 클라우드 환경에서 무중단 서비스 재배치는 새로운 물리 서버의 하이퍼바이저에 새로운 VM 생성을 요구한 후 기존 서버의 VM을 복제하여 새로운 VM으로 OS 및 프로그램을 이관함
Contents

[오픈 소스 기반 데이터 분석] 11강 - 데이터 시각화

[오픈 소스 기반 데이터 분석] 12강 - 정형 데이터 분석