1. 클라우드 컴퓨팅
형태와 성질을 쉽게 바꿀수 있는 클라우드와 컴퓨터처리기능(computing)의 의미가 결합되어 두개의 특성을 모두 제공
클라우드 - 즉시성, 유연성, 확장성, 가용성, 보안성
▷ 확장성과 유연성 : 사용자가 서비스 혹은 시간에 따라 컴퓨팅 자원을 탄력적으로 확대/축소 가능
▷ 즉시성과 가용성 : 사용자에게 요구되는 자원의 양을 즉시충족, 공급중심이 아닌 수요가 결정
▷ Pay as you go : 사용하는만큼 비용을 지불
컴퓨팅 - 서버, 저장장치, 데이터베이스, 네트워크/이메일/보안, 백업/복구 등 기업용 소프트웨어
클라우드란 ?
가트너 : 확장가능하고 탄력적인 IT기능이 인터넷을 사용하는 고객에게 서비스형태로 제공되는 방식
니스트 : 컴퓨터 리소스에 언제 어디서나 필요에 따라 편리하게 네트워크를 통해 접근하는 기능을 제공하는 모델
클라우드 컴퓨팅 발전 및 이용자 보호에 대한 법률 : 직접.공유된 정보통신 기기나 설비, 소프트웨어등 정보통신자원을 이용자의 요구나 수요변화에 따라 정보통신망을 통해 신축적으로 이용할수 있도록 하는 정보처리체계
클라우드 컴퓨팅의 정의
직접 소유한 컴퓨터가 아닌 인터넷상의 클라우드사업자(CSP)에 의해 서비스형태로 제공되는 컴퓨팅 기술 ( IT리소스를 소유하는 것이 아닌 렌탈 서비스 형태로 이용하는 모델 )
클라우드 컴퓨팅으로의 변화
메인프레인('80) → 클라이언트-서버('90) → 그리드 컴퓨팅('00) → 클라우드 컴퓨팅('10)
Provisioning
IT리소스를 실시간 사용가능한 상태로 만드는, 또는 규격품 형태로 패키징하는 기술
클라우드 보급
서버의 유휴리소스활용을 통한 효율성 향상
- 개별 서버의 리소스 사용율은 10~15%, 여러사용자 타서비스가 공유하여 사용율 70%까지 향상
- 대용량 자원보유로 규모의 경제 및 운용비용절감
(CPU/RAM/저장장치등 하드웨어발전, 가상화처리/분산기술처리등 소프트웨어발전)
니치마켓 등 특화된 서비스를 제공하려는 트렌드
유연한 IT서비스 요구 클라우드 컴퓨팅 대한 정부주도의 정책
2. On-Premise 구현
(1) On-Premise
정보서비스 제공에 요구되는 데이터센터(하드웨어/소프트웨어)를 자체보유,운영하는 방식
개인 혹은 기업이 IT서비스를 제공하기 위해 구축한 서버 : 클라우드 이전방식
이메일, 예약, 쇼핑, 미디어 스트리밍등에 광범위하게 활용
(2) On-Premise 구축단계
요구기능 수집 → 설계 → 조달 → 구축 → 운영
▷ 요구기능 수집 IT리소스 요구량 추정(용량계획) 및 추가 리소스 확보계획수립
▷ 설계 구체적 하드웨어 및 소프트웨어 선정 및 아키텍쳐 작성
▷ 조달 IT리소스별 벤더(vendor)사 선정 및 의뢰, 협상
▷ 구축 하드웨어 배치, 연결/테스트, 소프트웨어 설정(기술,경험을 갖춘 인적자원활용)
▷ 운영 HW/SW자산관리 및 모니터링, 데이터 백업, 시스템 보안대응, 시설관리, HW임대, 유지보수, 네트워크 관리, 운영담당자 인건비등 다양한 부대비용 발생
(3) IT리소스 요구량
- 자원관리비용 및 응답시간을 최소화 추구
- 결핍 (리소스 제공량이 요구량에 미달 ) 혹은 잉여(제공량이 요구량 초과)발생
- 피크타임 요구량에 맞게 설계되며, 최적화가 어려움
(4)온프레미스 시스템 구축 및 운영비용
직접비용 (Hard Cost) IT장비 및 장비도입을 하기위한 외주비용
간접비용 (Soft Cost) IT장비를 사용하기 위해 사용되는 유지비용 및 기회비용
3. Cloud 구현
(1) Cloud 구축단계
요구기능 수집 → 설계 → 조달 → 구축 → 운영 ( 사용량 증가시 : → 시스템 확장 → 조달 → 운영 )
(2) SLA (Service Level Agreement)
IT리소스를 대여하는 CSP가 사용자에게 제공하는 서비스 품질 보장 계약
서비스 수준을 정량화하여 명확히 제시하고 손해배상하도록 하는 서비스
(3)비용 비교
클라우드는 IT리소스 사용에 필요한 비용을 CapEx에서 OpEx로 전환
▷ CapEx(Capital Expenditure, 자본지출- 감가상각)
- 물리적 인프라에 대한 초기비용 지출, 시간경과에 따라 납입고지서에 비용을 공제
▷ OpEx(Operation Expenditure, 운영지출)
- 현재 서비스 또는 제품에 대해 균등하게 지출/청구, 초기비용없이 서비스/렌탈에 대한 지불
** 커스터마이징, IT인력, 유지보수, 교육, 물리적 공간/설비 등에 대한 보이지 않는 지출이 없음
(4)클라우드 컴퓨팅 이용방식
▷ IaaS (Infrastructure as a Service) : H/W리소스 제공
▷ PaaS (Platform as a Service) : H/W리소스, S/W개발을 위한 다양한 도구제공
▷ SaaS (Software as a Service) : H/W리소스와 OS, S/W모두 제공
(5)클라우드 컴퓨팅 이용방식 적용사례
laaS Netflix - 자체적인 스트리밍 기술로 AWS클라우드 환경에서 구동
PaaS 구글 App Engine - 어플리케이션을 빌드하고 배포가능한 플랫폼 관경제공
포켓몬 게임 - PostreSQL서버 기반의 DB를 사용하여 플레이어데이터 관리
SaaS 구글워크스페이스, Notion, Replit등 대중화된 어플리케이션
(6)클라우스 시스템의 배포모델
▷ 퍼블릭 클라우드 다수사용자가 CSP제공자가 공급하는 서버와 저장소 등 IT리소소 공유사용
▷ 프라이빗 클라우드 단일 조직이 독점적으로 데이터 센터를 구축하고 독점사용
▷ 하이브리드 클라우드 2개 이상의 CSP퍼블릭 클라우드 인프라와 내부 프라이빗 클라우드 인프라 결합, 서비스 폭증시 적절히 대응할수 있음
멀티 클라우드 어플리케이션 및 서비스를 2개 이상의 퍼블릭 클라우드나 2개 이상의 프라이빗 클라우드, 퍼블릭 혹은 프라이빗 클라우드의 조합으로 활용 (다양한 형태의 배포모델을 활용하여 CSP사업자로 인한 서비스 중단 및 기타 상황에 대비
▷ 커뮤니티 클라우드 업무와 기능이 유사한 조직들이 파트너쉽을 맺고 공동으로 접근, 사용
4. Cloud Computing의 장점
1) 클라우드 컴퓨팅의 특성
탄력성, 신속성, 경제성, 가용성과 신뢰성
▷ 탄력성(elasticity)
- 소비자에게 on-demand방식으로 IT리소르를 실시간, 동적할당
- 초기 대규모 IT투자비용 절감 (H/W, S/W 및 유지비용)
▷ 신속성(agility)
- 즉각적 시스템 구축가능 (마우스 클릭 몇회수준)
- CSP(인프라측)과 소통없이도 시스템적으로 리소스할당이 자동화
▷ 경제성(economy)
- H/W와 S/W를 소유하지 않고도 원하는 기능을 사용한 시간만큼 비용지물
- S/W와 데이터를 CSP측이 통합관리, 업데이트와 유지보수 효율이 높고 비용절감
▷ 가용성(availability)와 신뢰성(reliability)
사용량 입계값(Threshold)에 도달시 탄력적 IT리소스 제공, 예측불가능한 요구량 발생으로 인한 서비스 중단등 문제발생 억제
- 가용성 IT리소스가 중단없이 작동할 확률, 서비스를 안정적으로 오랜 시간 접근가능
- 신뢰성 서비스가 정상작동할 확률(데이터 손실, 잘못된 결과없음)로 백업 및 복구체계를 갖추어 장애발생에 대비
2) 클라우드 컴퓨팅의 효과
▷ 비용절감
- 도입비용(구축비용 없음)과 시간을 단축하고 유지보수에 투입되는 리소스를 감소
▷ 인력문제 해소
- IT에 투자하는 경영리소스 최소화 및 시스템 운영 및 유지보수 리소스 감소
- 핵심역량에 경영리소스 집중
3) 클러스터링 기술
이중화와 장애복구기능 내장으로 가용성과 신뢰성을 갖춘 클러스터 컴퓨터 구성
전통적으로 동일한 H/W와 OS기반에서 구성 (Homogeneous환경, 병렬 컴퓨팅/분산 컴퓨팅)
▷ 클러스터
- 고속의 네트워크로 동기화되어 단일 시스템인 것처럼 동작하는 독립적인 IT리소스 그룹
4) 그리드 컴퓨팅 기술
플랫폼에 개별 컴퓨팅 리소스를 논리적 리소스 풀로 등록, 집합적으로 고성능 컴퓨팅환경 제공
리소스의 결합성이 작고, 서로 다른 기종이 물리적으로 분산 (Heterogeneous환경, 약결합)
5) 가상화 기술
물리적 컴퓨터에 가상 인스턴스를 생성하기 위한 기술
개별 사용자에게 실제 IT리소스와 동일한 논리적 CPU, 메모리, 저장장치 할당
▷ 호스트 가상화 방식 (에뮬레이터 적용)
호스트 운영체제에 가상화소프트웨어(에뮬레이터)를 설치하여 가상 인스턴스 생성
가상 인스턴스에 게스트 OS를 설치한 후 어플리케이션 운영
▷ 하이퍼바이저 가상화방식
호스트 운영체제와 가상화소프트웨어의 기능을 하이퍼바이저가 수행
▷ 컨테이너 가상화방식
호스트 운영체제에 컨터이너 엔진이 동작하여 게스트 OS없이 가상인스턴스 생성
6) 서버리스 컴퓨팅 기술
- 서버를 생성, 구성, 유지관리하지 않고 어플리케이션 코드를 실행할수 있는 환경
- 사용자 요청을 처리하는 과정에서만 풀에서 서버할당, 사용자 요청 없으면 서버반환
- 어플리케이션이 일부 작업에 의해 트리거될때 실행되는 별도 기능으로 분리
** 클러스터링과 그리드는 여러개의 리소스를 단일 시스템인듯 활용하나,
가상화는 단일 시스템을 서로 다른 여러 시스템인듯 활용할수 있도록 하는 기술
5. Cloud Computing의 단점
1) 보안취약성
▷ 데이터의 보안의 책임을 클라우드 제공자와 공유 (데이터가 클라우드 IT리소스에 저장)
▷ 네트워크 구간 확대로 보안취약점 (vulnerabiliry) 증가
- 클라우드와 사용자를 연결하는 네트워크 다운
- 악의적 공격자의 도청, 중간자 공격, 스푸핑의 공격을 받을 리스크 증가
(폐쇄망/사설망 적용, SSL/VPN, Gateway, 방화벽 등의 장치를 사용 )
▷ 지리적 확장에 따른 네트워크 전달단계 증가로 지연시간 발생 및 잠재적 대역폭 제약문제발생
- 온프레미스 환경의 IT리소스에 비해 낮은 수준의 제어권, 문제 발생시 직접 대응불가
- 장애 발생 시 책임소재 불분명
▷ 제한된 이식성과 규제 및 법적 이슈
- 서비스가 CSP에 의해 독점 제공
- 도입된 클라우드 서비스에 반강제로 종속된 솔루션 구축
- CSP사를 변경하는 것이 어려운 lock-in가능성
▷ 퍼블릭 클라우드는 데이터와 비지니스 로직이 저장되는 실제위치를 알수 없음
- 개인정보 보호 및 데이터의 저장소 정책이 관련 규제에 의해 심각한 법적문제 발생가능
- 개인정보 및 정보보호에 관해 클라우드 컴퓨팅시 세심한 판단필요
2) 과도한 비용지출
- 장기간에 걸쳐 시스템을 계속 사용하는 대규모 시스템인 경우 장기적인 비용지출이 과다
- 기존 온프레미스 시스템 수정이나 데이터 마이그레이션에 숨은 비용 지출
6. Cloud Computing의 사례
NetFlix DB오류로 서비스가 장시간 중단 (일주일 이상 중단)
2008년 클라우드 컴퓨팅으로 마이그레이션 (가용성, 신뢰성 문제 발생)
2015년 모든 서비스를 전면 클라우드로 제공
자체스트리밍 기술을 보유로 일정 수준에 제어권만 있으면 되는 IaaS
NetFlix 구조
여러 소스의 컨텐츠를 받아서 다양한 해상도의 전자 기기로 고성능으로 송출하므로 단일서버로 불가능
컨텐츠를 제공하는 서버그룹(CDN)을 구성 등 고성능의 리소스 필요 ( AWS를 사용중 )
클라우드 도입에 따른 변화
- 2008년 대비 회원수 30배, 시청량 1000배 이상 증가
( 수만대 가상서버와 페타바이크급 저장 용량을 수분 내 처리, 탄력성/가용성 보장)
- 전세계 서비스 제공에 무리가 없음
7. 클라우드 컴퓨팅의 특징
NIST : 컴퓨터 리소스에 언제 어디서나 필요에 따라 편리하게 네트워크를 통해 접근하는 기능을 제공하는 모델
(1) On-Demand Self Service
- 서버, 네트워크 장치, 저장 장치등의 IT리소스를 사용자가 필요한만큼 자동적으로 확보
- 전문자 개입없이, 웹인터페이스를 통해 별도의 설치없이 리소스 조달
(2) 광범위 네트워크 엑세스
- 서버가 원격지에 가상으로 존재하여 네트워크로 연결되는 클라이언트-서버 구조의 형태
- CSP가 기종(모바일,노트북, PC등)상관없이 웹인터페이스를 통해 서비스에 접근할수 있는 환경 적용
Fat Client(데이터 처리가능)와 Thin Client(터미널 기능유사, 서버에 기능처리 위임)구분없음
다양한 유형의 컴퓨터 리소스를 광범위 네트워크에 접속하여 제공받음
(3) 리소스 풀링 (리소스 Pool에 사용자가 접근)
- 멀티테넌트 모델 기반 사용자 요구에 따른 물리 및 가상 리소스를 동적으로 할당하는 환경
다중소유의 모델(하나의 서비스를 여러 테넌트가 사용)
논리적으로는 분리된 소프트웨어 아키텍쳐
▷ Pooling(풀링)
- 리소스를 사용자가 지속적으로 소유, 점유하지 않음
- 공유 저장소인 Pool에서 리소스를 관리하고 필요한 사용자에 할당, 사용후 반납
- 컴퓨팅 기능을 개별서버에서 하나의 시스템으로 통합하여 적은 리소스로 많은 작업수행
(4) 신속한 탄력성
- 사용량에 따라 리소스를 확장 및 축소할수 있는 자동화 기능
- 추가 리소스 사용량에 대한 비용만을 추가부담하여 리소스와 요금면에서 탄력성
(5) 서비스 사용량 측정
- 저장장치, CPU, 네트워크 대역폭등 사용량을 미터링(metering)보고를 통한 투명성 제공
( 사용량 측정을 기반으로 요금측정, 정확하지 않은 측정은 신뢰 훼손 )
8. 클라우드 컴퓨팅 Market
아마존, MS, 알리바바, 구글 , 텐센트, 네이버 등이 시장을 이끌고 있음
Azure는 Iaas/PaaS형 서비스 제공 ( 'Office365'등의 Saas )
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