05. 클라우드 실현 기술

가상화 기술 / 컨테이너 기술 / 분산 처리 기술 / 데이터베이스 기술 / 저장 기술

1. 가상화 기술

하드웨어 리소스를 논리적으로 다룰 수 있게 만드는 메커니즘. 

1) 서버 가상화 기술

: 하나의 물리적 서버 리소스를 논리적으로 나누어 여러 개의 서버 환경에 할당하는 기술.

물리 서버의 수가 줄어들어 공간 절약과 비용 절감이 가능하다.

각각의 가상 서버는 독립된 상태이므로, 같은 물리 서버에 있는 가상 서버 중 하나가 바이러스와 같은 위협에 노출되더라도 다른 가상 서버에게 영향을 미치지 않는다.

- 하이퍼바이저 형

하나의 물리 서버 하드웨어 위에 '하이퍼바이저'라는 가상화 소프트웨어를 동작시키고, 그위에 여러 개의 게스트os를 가동시키는 형태. 각 서버의 처리 능력은 물리 서버보다 떨어진다.

장점 : 가상 서버마다 os를 선택할 수 있다. 가상 서버들이 완전히 독립적이다.

단점 : 가상 서버마다 os가 필요하므로 하드웨어 리소스의 소비량이 많다. 가상 서버의 부팅에 시간이 많이 걸린다.

- 호스트 os 형

 

 

- 컨테이너 형

하나의 os 환경에서 애플리케이션의 실행 영역을 여러 개로 나누어 사용할 수 있다.

애플리케이션의 실행 환경을 가상화한다.

장점 : 하나의 호스트 os에서 여러 개의 OS를 동시에 사용할 수 있다. 다른 컨테이너에 복사하거나 마이그레이션하기가 쉽다. 가상화 환경 위에서 별도의 OS를 동작시킬 필요가 없으므로 개별 컨테이너가 요구하는 하드웨어 리소스가 적으며 부팅이 빠르다. 

단점 : 호스트 os와 컨테이너는 커널을 공유한다. 그래서 Linux 커널에서 Windows 컨테이너를 동작시키는 것은 불가능하다. 하나의 호스트 OS가 여러 개의 컨테이너를 동작시키므로 한 컨테이너가 사이버 공격을 받으면 다른 컨테이너도 위험에 노출될 가능성이 있다.

DOCKER / KUBERNETES (컨테이너 타입 가상화 SW의 운영 관리를 자동화)

2) 네트워크 가상화 : 유연한 구성 변경 & 안전한 통신

- VLAN 

하나의 물리적인 네트워크를 여러 개의 논리적인 네트워크로 분할하는 기술.

조직 단위로 네트워크를 나누면 조직 안에 한정된 데이터를 전송할 수 있다.

- VPN 

네트워크에 가상으로 전용선과 같은 사설망을 연결하는 기술

> 클라우드 서비스 --{IPsec}-- 기업 사용자

 

- NFV (Network Functions Virtualization) 

네트워크 기능을 소프트웨어로 구현하여 가상 서버 위에 구축하는 기술.

네트워크 장비의 수요 및 구성 변경 등에도 유연하게 대응할 수 있다.

// 기존의 네트워크 장비는 Sw와 hw가 일체화되어 있다.

3) 스토리지 가상화

 

2. 분산 처리 기술

데이터를 여러 개의 서버에 나누어 병렬로 처리. (*MapReduce)

 

- Apache Hadoop

: 1대의 마스터 서버와 마스터 서버가 제어하는 여러 개의 슬레이브 서버로 구성된다. 처리 능력은 슬레이브 서버의 대수에 비례한다.

> 대용량의 데이터의 일괄 처리에 적합

- Apache Spark

: 메모리 안에서 대용량 데이터의 병렬 분산 처리를 실행한다. 메모리 안에서 실행하므로 속도가 매우 빠르다. 하지만, 처리할 수 있는 양이 제한적이다.

> 기계학습과 같은 데이터를 반복하는 고급 데이터 분석에 적합

 

3. 데이터베이스 기술

- NoSQL : RDB와 같은 관계형 데이터베이스가 아닌 데이터베이스. 대량의 데이터를 분산시켜 고속으로 처리하는 분산 데이터베이스.

key-value : 확장성이 높고, 읽기 속도가 빠르다.

column지향형 : 데이터의 쓰기 속도가 빠름.

document 지향형 : 복잡한 데이터를 처리하는 응용 프로그램의 개발

graph형 : 통합 검색 빠르게

4. 스토리지 기술

1) 블록 스토리지

일정한 크기의 블록으로 나뉜 스토리지의 논리 볼륨을 블록 단위로 액세스할 수 있는 스토리지

FC, iSCSI 같은 전용 프로토콜을 사용한다. 

 

2) 파일 스토리지

파일을 그대로 읽고 쓸 수 있으며 공유할 수 있는 스토리지

SMB, CIFS와 UNIX 및 Linux OS에서 사용하는 NFS등의 파일 공유 프로토콜을 사용하여 파일 단위로 이루어진다.

 

3) 오브젝트 스토리지

데이터를 객체 단위로 처리한다. HTTP 프로토콜 기반의 REST 형식의 API를 사용한다. 갱신 빈도가 적은 데이터나 대량의 데이터를 저장하고 장기 보존하는 용도로 이용한다.

 

 

 

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laaS를 위한 오픈 소스 클라우드 기술

진정한 자체 클라우드를 구축하려 할 때 OpenStack을 이용한다. VMware에이어 두 번째로 많이 사용된다. 

PaaS를 위한 오픈 소스 클라우드 기술

다양한 클라우드 서비스에서 실행시킬 수 있다.

Cloud Foundry, OpenShift