클라우드 컴퓨팅 컨셉

클라우드 기반 글로벌 서비스 사례 분석 - 넷플릭스

AWS의 오랜 고객인 넷플릭스는 사업 초기엔 VOD 비즈니스 인프라의 거의 대부분을 AWS에 의존했지만 지금은 자체 데이터 센터와 클라우드를 병용하는 하이브리드 클라우드 방식으로 비용은 줄이고 안전성은 높이는 운영 전략을 추구하고 있다.

 

웹 서비스로서 넷플릭스 VOD

• 서버-클라이언트 구성
• 클라이언트(넷플릭스 앱)이 요청하면 서버(넷플릭스)가 응답하는 간단한 방식
• 이러한 서비스 제공을 위해 콘텐츠 스토리지, 영상 변환 컴퓨팅, 영상 전송 네트워크, 영화 데이터베이스 등 서버 인프라 보유해야 한다.

클라우드 이해를 위해 알아야 할 부분은 컴퓨터 세상 또는 가상 세계에서 이러한 일들이 원할하게 일어나도록 하기 위해 AWS의 수많은 인프라와 서비스 요소를 마치 레고 블록처럼 조립하고 구성하는 방식을 이해하는 것이다. 

 

AWS 기반 마이크로서비스 아키텍처

전통적인 데이터 센터는 하나의 커다란 서버에서 여러 가지 업무를 처리하는 모놀리스 방식이 사용됐다면, 클라우드 산업에서는 자그마한 여러 개의 레고 블록 같은 서버 요소가 각각에 필요한 업무를 처리하는 마이크로서비스 방식을 선호한다. 

 

클라우드 최적화 구성, 클라우드 네이티브 구성 등 '클라우드답게' 인프라를 구성하고 리소스를 사용하는 방식을 지칭할 때 마이크로서비스 아키텍처를 자주 언급한다.

 

예를 들어  프론트엔드에는 AWS 서비스 S3, CloudFront가 필요 백엔드는 EC2, RDS 서비스가 필요 할수가 있다. 이처럼 웹(앱) 서비스를 구현하고 운영할 때 AWS 서비스를 레고 블록을 조립하듯이 인프라를 구축할 수 있다.

 

• 클라우디 컴퓨팅 -  넷플릭스 등 현대적인 웹 서비스의 IT 리소스 관리 전략

클라우드 컴퓨팅이란 무엇인가요?

클라우드 컴퓨팅은 IT 리소스를 인터넷을 통해 온디맨드로 제공하고 사용한 만큼만 비용을 지불하는 것을 말합니다.

 

클라우드 기술의 이해

물리적 서버와 가상 서버

물리적 서버는 대규모의 공간 요소 외에 전력망, 네트워크 등 다양한 물리적 요소가 결합된 개념이다. 이를 위해 수백억 원에서 수천억 원을 투자해 전용의 데이터 센터를 운영하기도 한다.

 

하나의 서버에는 공통적으로 다음과 같은 하드웨어적인 기능 요소가 포함된다.

• 연산 : CPU, GPU, 메모리(RAM)
• 스토리지 : SSD, HDD
  네트워크 : 라우터, 스위치, DNS 서버

AWS 리전, 가용 영역 등에서 이용 중인 물리적 서버 이미지

https://www.geekwire.com/2017/amazon-web-services-secret-weapon-custom-made-hardware-network/

소프트웨어 기능

• 운영체제
• 웹서버 등
• 데이터베이스

서버 가상화 개요

가상화는 크게 두가지로 나눠서 생각해볼 수 있다.

• 업무 환경 가상화
  - 자신이 속한 산업 속성과 적용되는 법규 등에 따라 저마다의 개성 있는 업무 환경을 발전시켜왔으며 사업 개발, 운영, 회계, 재무, 인사 등 다양한 업무를 처리할 수 있는 도구를 기업 전용의 가상 환경에 구현해놓고, 회사에서 제공한 신분 인증 방식으로만 접근할 수 있도록 하고 있다. 이를 가상 업무 환경 또는 VD로도 부르며, 기업 데이터 및 자원에 대한 보안성을 높이고, 누가 어떤 업무를 어떻게 수행했는지 세심하게 모니터링할 수 있어서 일정 규모 이상의 기업 중 상당수가 이를 이용한다. 컴퓨터의 물리적 자원을 일정 부분 가상화해서 기업 업무 처리에 사용하므로 컴퓨터 반응 속도가 느려지는 등의 단점도 있다.
• 컴퓨터 리소스 가상화
  - 물리적 서버의 연산 장치, 저장 장치, 네트워크 장치 등 컴퓨터 리소스를 가상화한 기술적, 비즈니스적 개념이다. 물리적 요소를 가상 환경에서 여러 개로 분할하거나 집적할 수 있다는 기술적 특성과 이와 같은 가상화된 자원을 마치 소프트웨어를 팔거나 웹 서비스를 제공하듯 다수의 사용자에게 제공하고 수익을 올린다는 비즈니스적 특성을 지닌다.

EC2는 물리적 서버의 CPU, 메모리, 스토리지를 가상화한 서비스라고 할 수 있다. 업무 수준에 맞춰 매우 소량의 컴퓨팅 자원을 포함한 가성 서버를 생성하거나 대용량의 컴퓨팅 자원을 지닌 가상 서버를 생성할 수 있다.

서버 가상화 기술의 활용

컴퓨팅 가상화의 기술 개념은 클라우드 산업이 형성되기 한참 전인 1980년대부터 다양한 논문으로소개되고있었다. 연구 초기, 서버 가상화의 기본적인 목적은 좀 더 효율적으로 서버 또는 컴퓨터를 사용하고 싶다는 것이다. 

 

예를들어 한 사람이 쓰는 PC에 4코어 CPU가 탑재돼 있다면 'CPU를 가상화해 1코어 단위로 CPU를 나눠서 네 명이 사용할 수 있도록 하고, 더 나아가 하나의 코어에 2개의 스레드가 있다며느 코어를 다시 스레드 단위로 나눠서 여덞 명의 사용자에게 제공하면 좋지 않을까라는 가설 또는 바람이 있었던 것이다.

https://emeraldforhome.com/cpu-cores-vs-threads

https://emeraldforhome.com/cpu-cores-vs-threads

 

 

이와 같은 요구에 나온것이 AWS EC2와 같은 가상화된 서버다. AWS는 스레드 수를 vCPU라는 단위로 나타내며, 사용자는 vCPU 수치를 보고 자신이 사용하는 가상 서버의 연산력을 가늠할 수 있다.

온프레미스와 클라우드의 개념 비교

클라우드 환경에 맞게 최적화한 설계, 거성, 개발 결과물 등을 '클라우드 최적화 또는 클라우드 네이티브'라는 수식어를 사용 한다.

 

온프레미스는 전통적인 데이터 센터 환경에 적합한 환경 구성을 의미하며, 클라우드와 많이 언급된다. 최근 많은 기업들은 클라우드 50, 자체 데이터 센터 50씩 처리하느느 하이브리드 클라우드를 채택하는 경우가 많아지고 있다.

 

https://dev.to/gbengelebs/netflix-system-design-backend-architecture-10i3

 

1. OCAs(Origin Content Availability)는 자신의 건강 상태, 학습한 경로 및 보유한 파일을 보고하기 위해 AWS 인스턴스에 핑을 보냅니다.
2. 클라이언트 기기의 사용자는 AWS에서 Netflix 애플리케이션을 통해 특정 제목(티비 프로그램 또는 영화)의 재생을 요청합니다.
3. Netflix 재생 서비스는 사용자의 승인, 권한 및 라이선스를 확인한 후 현재 네트워크 속도 및 클라이언트 해상도를 고려하여 어떤 파일을 클라이언트에 제공할지 선택합니다.
4. 스티어링 서비스는 파일을 제공할 OCAs를 선택하고, 이 OCAs에 대한 URL을 생성한 다음, 재생 서비스에 반환합니다.
5. 재생 서비스는 클라이언트에게 OCA의 URL을 전달하며, 클라이언트는 해당 OCA로부터 비디오 파일을 요청합니다.

자체 데이터 센터 대신 클라우드 사용 이유

자체 데이터 센터 운영에는 운영 비용이 많이 소모된다. 시간이 지나면서 이런 비용은 자본금에서 삭감된다. 클라우드로 옮기면서 이러한 자본 비용을 운영 비용으로 전환된다.

 

두 번쨰 이유로는 신속한 대응과 탄력성을 볼 수 있다. 해외에 진출하기도 쉽고 얼만큼에 자원이 필요한지 몰라도 필요에따라 늘리고 줄일 수 있다.

 

세 번째, 글로벌 운영에는 노하우가 필요하다. 이런 노하우를 가진 AWS에 맡기는게 효율적이다.

 

네 번째, 이러한 이유로 자신의 분야에 집중하고 운영은 AWS에 맡겨 선택과 집중이라는 경영 전략을 실현할 수 있다.

 

공동 책임 모델
2억 명 이상의 사용자를 보유한 회사가 자체 데이터 사용중 문제가 생격 몇 시간을 서비스를 못하면 손해 배상액은 상상 초월할 것이다. 이 처럼 클라우드 선택이유로 "경제서"이라는 관점에서 선택하는 경우가 많다.

 

 

클라우드의 주요 속성 - 배포 모델, 특성, 서비스 모델

4대 배포 모델

• 퍼블릭 클라우드 - AWS< GCP, Azure, 네이버 클라우드
• 프라이빗 클라우드 - 자체 데이터 센터 내에 전용의 클라우드 환경 조성, OpenStack, CludStack 등 플랫폼 존재
• 커뮤니티 클라우드 - 특정 분야(업무) 종사자에의 수요에 집중하는 클라우드, Salesforce, TradeLens 등이 대표
• 하이브리드 클라우드 - 퍼블릭, 클라우드를 병용하는 형태를 말한다.

클라우드의 5대 특성

• 온디멘드 셀프 서비스
• 광대역 네트워크 접속
• 멀티 태넌시, 리소스 폴링
• 탄력성 및 확장성
• 사용량 모니터

클라우드 3대 서비스 유형

• laas
• Paas
• Saas

클라우드 도입 6대 이유

• 자본적 비용 절감
• 규모의 경제(비용 효율성 증대)
• 적정 용량 예측 불필요
• 비즈니스 민첩성 향상
• 데이터 센터 증설 및 운영 부담 감소
• 글로벌 수요 증가에 대응해 즉시 인프라 배포 가능

기본적인 서비스별 과금 모델

• 사용 시간 과금
• 저장 용량 과금
• 전송 용량 과금

정리

• 하이브리드 클라우드 방식으로 전환해 비용 절감과 안전성 향상을 추구
• 클라우드 기반 글로벌 서비스 구현 방법으로 마이크로서비스 아키텍처를 채택하는 사례가 늘고 있음.
• 클라우드 컴퓨팅은 넷플릭스와 같은 현대적인 글로벌 웹 서비스 IT 리소스 관리 전략이다
• 물리적 서버는 대규모 공간, 전력망, 네트워크 등 다양한 물리적 요소가 결합된 개념이다(온프라미스)
• 컴퓨팅 리소스 가상화는 물리적 서버의 연산 장치, 저장 장치, 네트워크 장치 등 컴퓨팅 리소스를 가상화한 기술적 비즈니스적 개념
• 컴퓨팅 리소스 가상화는 Software-defined, Resource-pool, Hypervisor, Tenacy, On-demand, laC, CI/CD, DevOps 등 다양한 개념과 관련된 클라우드 산업의 토대가 되는 기술이자 철학
• 서버 가상화를 통해 사용자는 컴퓨터 한 대 단위가 아닌, 코어 수와 스레드 수로 자신이 원하는 컴퓨팅 리소스를 이용 할 수 있다.
• 온프레미스는 클라우드 최적화(클라우드 네이티브)와 비교되는 개념
• 선택과 집중, 역활과 책임 분산 모델 구현 가능
• 퍼블릭, 프라이빗, 커뮤니티, 하이브리드 4대 모델
• 온디맨드, 광대역 네트워크 접속, 멀티 테넌시, 탄력성 및 확장성, 사용량 모니터링
• laas, Paas, SasS
• 자본 비용 절감, 규모의 경제, 적적 용량 예측 불필요, 비즈니스 민첩성 향상, 운영 부담 감소, 글로벌 수요 증가 대응성 증가

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참고사이트:

https://aws.amazon.com/ko/solutions/case-studies/innovators/netflix/

AWS Innovator: Netflix | 사례 연구, 동영상 및 고객 사례

https://aws.amazon.com/ko/what-is-cloud-computing/?nc2=h_ql_le_int_cc

클라우드 컴퓨팅이란 | 클라우드 컴퓨팅 소개 | Amazon Web Services

https://aws.amazon.com/ko/solutions/case-studies/netflix-case-study/

Netflix Case Study

https://www.techmagic.co/blog/guide-for-aws-microservices/

AWS Microservices: What Is it, Architecture & Use Cases | TechMagic

https://aws.amazon.com/ko/microservices/

마이크로서비스란 무엇입니까? | AWS

https://www.geekwire.com/2017/amazon-web-services-secret-weapon-custom-made-hardware-network/

https://emeraldforhome.com/cpu-cores-vs-threads

CPU Cores vs Threads: Terminology Explained

https://dev.to/gbengelebs/netflix-system-design-backend-architecture-10i3

Netflix System Design- Backend Architecture