클라우드 컴퓨팅이란

2일차 2장(2) Container, Podman, K8S의 이해 (youtube.com) 

 

클라우드 기본 속성 

클라우드 컴퓨팅이란? 네트워크 기반의 컴퓨팅 기술이다. 
컴퓨팅 리소스를 데이터센터에 대량으로 집적 시킨 후, 개별 이용자가 요구하는만큼 가상으로 분리해서 정보통신망을 통해 제공하는 서비스  

즉, 인터넷을 통해 서버, 스토리지, 데이터베이스, 네트워크 등의 컴퓨터 서비스를 제공하는 것이다. 
기존 레거시 환경인 온프레미스? 환경에서는 사용자가 서버, 스토리지 등이 필요할 경우 장비를 직접 사야했었지만, 
클라우드를 사용하면 이미 구성된 환경에서 원하는 양의 리소스를 요청과 동시에 사용할 수 있다. 
이로 인해 클라우드 시장은 커짐.  

클라우드 컴퓨팅의 특징 5가지 

 

1. 주문형 셀프 서비스 - 사업자와 직접 상호작용 하지 않고 사용자의 개별 관리 화면을 통해 설정할 수 있다. 

2. 광범위한 네트워크 접속 - PC, 태블릿, 모바일 등 네트워크 사용이 가능한 다양한 디바이스 통해 서비스에 접속할 수 있다. 

3. 리소스를 공유한다 - 사업자가 제공해주는 저장공간 (리소스) 사용 가능하다, 여러 사용자가 사업자의 컴퓨팅 리소스를 공유하는 형태로 이용가능함. 

4. 신속한 확장성 - 사용자가 원하는 만큼, 필요에 따라 필요한 만큼 스케일 업 가능함. 클라우드 서버 임대하기 때문 !! 물리적인 서버와 다른점. 

5. 측정 가능한 서비스이다 - 사용한만큼 요금이 부과되는 종량제임. 

 

클라우드 발전과정 

2001~2009 중앙 집중식 클라우드. 데이터 센터 의존 

 2006년 아마존의 EC2 등장, 이때부터 클라우드 서비스가 본격적으로 세상에 알려짐

2010-2015 2세대 클라우드 - 서비스 풍부해지고 경쟁 심해짐. 엔터프라이즈가 사용하는 파스가? 상용 서비스 되기 시작함. 클라우드 파운드리가 만들어지면서 오픈소스 플랫폼이 만들어짐 

2013년 도크 컨테이너 기술 공개 

2015년 쿠버네티스 출시. 관련 생태계 만들어가기 시작함. 

 2020년 클라우드 분야에서 엣지 컴퓨팅 기술 영향력 증대됨. 

2022년 세계 클라우드 시장 규모 3700억 달러 돌파 , GPT 배타버전 발표 

 

엣지 컴퓨팅 기술이란?

데이터가 발생한 현장, 혹은 근거리에서 실시간 처리하는 방식으로 데이터 흐름 가속화를 지원하는 컴퓨팅 기술 
IoT의 시대가 도래하면서 수십억개의 장치가 인터넷에 연결됨. 
이에 트래픽 과다로 인한 통신 지연 문제가 빈번하게 일어남.  

이에, 엣지 컴퓨팅은 데이터가 중앙 서버에서 처리되는게 아니라, 컴퓨팅 시스템의 맨끝단계인 단말 장치와 가까운곳에서 데이터를 처리하기 때문에, (????) 데이터 분석과 처리를 분담하여 실시간 신호처리가 가능하다는 장점이 있다. 
ex) 자율 주행 자동자, AR, VR, 산업 현장, 드론 등에 사용됨. 

* IoT (사물인터넷) : 인터넷을 통해 데이터를 다른 기기 및 시스템과 연결 및 교환할 목적으로 센서, 소프트웨어, 기타 기술을 내장한 물리적 객체(사물)의 네트워크. 즉, 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술

 

클라우드 기반 주요 기업

아마존, MS, 구글, IBM, 오라클, VM WARE 등  *쿠버네티스란? 

클라우드 트렌드 

1. 클라우드 네이티브 기술은 주목 받는 정도가 아니라 주류가 될 것이다.
2. 로우 코드와 노코드(LCNC) 사용이 증가할 것 
3. SASE (Secure Access Service Edge) 가 눈에 띄는 성장 기회를 가질 것 
4. 퍼블릭 클라우드 기업에서 제공하는 하이브리드 클라우드 활용이 증가할 것. 
5. 클라우드 환경에 대한 노력과 ESG 지속 가능성에 관한 노력이 확대될 것이다. 

 

포브스에서 발표한 2023년 클라우드 컴퓨팅 트렌드. 

 

 

클라우드 모델 및 특징 이해  

인프라의 어느 계층까지 서비스할 것인가를 구분하는 모델이다.  
IaaS에서는 많은 것들을 컨트롤할 수 있으나 SaaS로 올라갈수록 컨트롤, 커스터마이징할 수 있는 범위가 줄어든다

 

서비스 모델 범위 

사용자는 데이터의 소스코드와 애플리케이션만 배포하면 바로 사용할 수 있다. 

기존에는 환경부터 모든 것을 사용자가 구축해서 개발을 진행해야 했는데 클라우드 서비스를 이용하면 정도에 따라 어느정도 이미 구축된 환경에서 개발하면 됨. 

구축과정에서 비용 시간 절약 가능하다. 

 

서비스 모델 특징

 

 

 

서비스 모델 구분 예시 

SaaS가 정확하게 뭔지 모르겠음. 구글 독스의 어떤게 SaaS인거징 ? 
클라우드 환경에서 제공하는 소프트웨어가 SaaS 이다. 추가적으로 피그마도 SaaS 로 분류됨. 

 

배치에 따른 모델 구분 

클라우드 컴퓨팅 서비스는 인프라의 위치와 운영주체에 따라 퍼블릭, 하이브리드, 프라이빗으로 나뉜다. 

퍼블릭: aws ec2
프라이빗: ?? 얘네도 
하이브리드: 퍼블릭과 프라이빗을 같이 쓰거나, 온프레미스와 클라우드를 같이 쓰는 두가지 경우. 하이브리드임. 
양쪽의 단점을 보완할 수 있음. (보안성 중요한 업무는 개별 클라우드, 대고객 서비스는 퍼블릭) 으로 사용하는 추세. 

 

 

클라우드 유형별 특징 

 

멀티 클라우드란?? 

단일 타입의 클라우드를 두개 이상 사용하는 것
EX) 프라이빗 두개이상 혹은 퍼블릭 두개이상. 

 

 

IaaS 모델 

IaaS란? Infrastructure as a Service (서비스형 인프라스트럭처 *사회 공공기반시설) 
it 전문가를 대상으로 어플리케이션, 보안, 데이터베이스, OS 등의 인프라스트럭처 자원을 제공하는 클라우드 서비스이다.

특징: 물리적 리소스를 가상화해서 유연한 인프라를 제공한다. 
개인이나 기업은 과거 위와 같은 인프라 구축을 위해서 직접 물리적인 컴퓨터를 구매해서 구축해야했지만 
클라우드 서비스를 이용해 인프라 구축이 가능해짐. 데이터 센터 !!
 네트워크 스토리지, 전력 등 서버 운영에 필요한 모든 것 ! 

 

가상화 기술이란?
물리적인 하드웨어를 논리적인 객체로 추상화하는 것 
물리적인 하드웨어 위에서 여러가지의 운영체제가 돌아가게끔 하는 것. 

1. Hypervisor 형식
하드웨어 가상화를 기반으로 한다. 
단일 호스트 컴퓨터를 가상으로 공유하여 하나의 호스트가 여러개의 가상 머신을 지원할 수 있게 한다. 
가상 머신을 컨트롤 하는 하이퍼 바이저가 있고 게스트 os들이 있음. 

2. Container 
하드웨어를 가상화하는 대신, 커널을 공유한다. 
os 부팅 없이 가상 환경 구성이 가능하다.
일반적으로 리눅스 운영체제의 호스트 os 기능을 활용하여 프로세스를 격리하고 
CPU, 메모리 및 데스트 공간에 대한 프로세스에 엑세스를 제어한다.

개별 컨테이너에는 애플리케이션과 해당 라이브러리와 종속성만 포함하고 있다.

 

 

PaaS 모델 

클라우드 서비스 제공자 (CSP) 가 프로그래밍 언어와 개발 환경을 포함한 플랫폼 기능을 제공하여 사용자가 어플리케이션을 배포, 관리, 실행할 수 있는 클라우드 서비스.

기업의 애플리케이션 개발환경, 실행환경을 서비스로서 제공하는 것. 
미들웨어 성격을 띤다. 

공급자가 자체 인프라에서 하드웨어, 소프트웨어를 호스팅한다. 이 플랫폼을 사용자에게 솔루션, 서비스로 제공한다
이를 통해, 개발자 프로그래머가 자체 어플 개발 실행가능함. 이 과정에서 프로세스와 관련된 인프라, 또는 플랫폼을 구축하고 관리할 필요가 없어서 개발에만 집중할 수 있음.  

 

이아스 - 서버, 스토리지, 네트워크 와 같은 인프라적인 서비스 제공
파스 - 업무 바로 진행하도록 서비스 형태로 제공함. 개발 프레임워크, 미들웨어, os 등과 같은 플랫폼 형태로 서비스를 제공한다. 

 

 

 

 

 

SaaS 모델 

 

 

 

 

Cloud Native Application 

클라우드 네이티브란? 클라우드의 이점을 최대로 활용할 수 있도록 애플리케이션을 구축(개발, 배포 등등)하고 실행하는 방식 
특정 기술이나 도구에 국한되지 않고 클라우드 환경에서 어플리케이션을 구축하고 운영하기 위한 방법론, 패러다임, 접근방식 뜻함! 

특징 : 마이크로 서비스 아키텍쳐, 컨테이너화, 오케스트레이션, 자동화된 운영, 탄력성.  + 회복성, 관리 편의성, 가시성, ..
ex) 컨테이너, 서비스 메시, 마이크로 서비스, 불변의 인프라 스트럭처, 선언적 api = 전형적인 접근 방식. 

"견고한 자동화와 함께 사용하면, 엔지니어는 최소한의 수고로 영향력이 크고 예측 가능한 변경을 할 수 있다"

 

클라우드 네이티브 발전 과정 

등장 배경? 왜 클라우드 네이티브가 필요해졌는가?왜냐하면, 기존 애플리케이션 개발의 한계를 극복하고 민첩성, 생산성 등 효율화를 위해 등장했다. 
it 의 발전으로 인해 어플을 빨리 개발해내야 했음. 기존에는 빌드, 배포가 너무 오래 걸리고, 유지 보수 어렵고 작은 수정에도 전체적으로 빌드를 다시 해야했음. 

알아두어야 하는 재단!!! (클라우드 네이티브의 핵심 요소 중 하나는 "컨테이너" ) 
Cloud Native Computing Foundation 클라우드 네이티브 컴퓨팅 재단 CNCF 2015년 설립. 
쿠버네티스를 기반으로 컨테이너 애플리케이션 운용할때 필요한 다양한 개발자 도구들을 공동개발하는 리눅스 재단의 오픈 소스 단체.. ( 컨테이너 는 컨테이너  엔진, 레지스트리, 보안, 네트워크 스토리지, 애플리케이션 관리 등 다양한  기술이 섞여서 필요하기 때문에 오픈 소스로 관리하자! 라는 의견에서 만들어짐. )

컨테이너 관련된 다양한 오픈 소스 기술 만들음. 

 

 

 

마이크로 서비스: 애플리케이션을 구성하는 서비스들을 독립적인 작은 단위로 쪼개서 관리하는 것. 각 구성요소들을 네트워크로 통신하는 아키텍쳐로 서비스 안정성, 확장성 지원
컨테이너: 시스템을 가상화하는게 아니라 애플리케이션을 구동할 수 있는 컴퓨팅 작업을 패키징하여 가상화함. it 이식성, 유연성 확보함 
데브옵스: 협업 프로세스 자동화함. 개발 개선 속도 증가
ci/cd : 개발자가 작업한 내용을 자동으로 테스트, 릴리즈하고 통합시킴. 

 

 

CNCF 에서 제시한 클라우드 네이티브 참고 아키텍쳐 - 안봐도될듯 
각 영역별로 사용할 수 있는 회사들? 추천? 해주는 것? 서로호환성도 고려한 목록임

 

클라우드 네이티브 애플리케이션 개발 원칙 12가지 요소 

 

전통적인 애플리케이션과 클라우드 네이티브 애플리케이션 비교 

모놀리식은 하나의 서버 ! 한부분에 문제 생기면 전체 서버에 문제가 생기는 것임. 

 

• 마이크로서비스 아키텍처: 기능이 독립적인 서비스로 나뉘어 각각 별도로 배포되고 관리됩니다. 예를 들어, 글쓰기 서비스와 글 읽기 서비스가 각각 독립적으로 존재합니다.
• 선택적 스케일링: 글 읽기 영역의 트래픽이 몰리면, 그 부분만 따로 스케일링(서버 추가)하여 성능을 개선할 수 있습니다. 이로 인해 다른 기능에 영향을 주지 않고 필요한 리소스만 효율적으로 사용할 수 있습니다.

 

 

즉 클라우드 네이티브 어플리케이션 방법론은 빠르게 변화하고 빠르게 대응해야 하는 비즈니스 환경에 유연하게, 민첩하게 대응 가능하다는 것. 

개발, 테스트, 배포 효율적으로 자동화되어 있고 
마이크로서비스 아키텍쳐로 모든 서비스가 세분화되어서 관리됨. 
업무 분담도 자동 분업화되어 있음. 

 

 

MSA - MicroService Architecture 마이크로 서비스 아키텍쳐 

대규모 소프트웨어 개발에 적용하기 위한 것으로, 단독으로 실행 가능하고 독립적으로 배치될 수 있는 작은 단위(모듈)로 기능을 분해하여 서비스 하는 아키텍쳐이다. 

 

예시: 과거 모놀리식의 경우, 아래 기능들을 하나의 프로젝트, 하나의 서비스에 넣고 관리하겠지만 
마이크로 서비스의 경우 하나의 서비스로 죄다 분리함. 

 

REST API 란? (Representational State Transfer, RESTful ) 

두  컴퓨터 시스템이 인터넷을 통해 정보를 안전하게 교환하기 위해 사용하는 인터페이스 이다 
웹에 존재하는 모든 자원에 고유한 URI 를 부여해서, 자원에 대한 주소를 지정하는 방법이자. 이를 규칙으로 삼는다. 

HTTP 를 지원하는 프로그램언어를 가지고 클라, 서버를 구현하여 대규모 고성능 통신을 안정적으로 지원할 수 있고, 여러 플랫폼에서 사용할 수 있다. 

 

 

마이크로서비스 아키텍쳐 장점 

-> 분산형 개발을 통해 동일한 애플리케이션 개발에 더 많은 개발자들이 동시 참여할 수 있고, 유연하고 빠른 의사 결정이 가능하여 개발에 소요되는 시간을 단축한다. 

1. 빠르고 유연한 조직 문화 2. 출시 시간 단축 3. 유연한 확장
4. 뛰어난 복구 능력 5. 개발자 생산성 증가 6. 높은 신기술 수용력 

 

단점 

-> 모놀리식 아키텍쳐에 비해 구조가 복잡하고, 서비스간의 통신에 대한 처리가 추가적으로 필요하여 어플 개발, 배포, 운영 측면에서 고려해야할 사항이 증가함.   

1. 개발 운영의 복잡성 증가 2. 통합 테스트의 어려움 3. 배포, 운영을 위한 자동화 필요 4. 중복성 5. 트랜젝션 처리 어려움 6. 디버깅이 어려움 

 

컨테이너란? Container 

가상화된 운영체제 위에서 애플리케이션 독립적인 실행에 필요한 파일(소스코드, 라이브러리 등) 을 모은 패키지 
클라우드 네이티브 소프트웨어의 가장 작은 단위이다. 

하드웨어 가상화하는 vm 과 비교했을때 컨테이너는 크기가 작고 가볍다. 
vm 과의 동일한 서버 환경에서 더 많은 어플을 구동할 수 있다. 

컨테이너는 서버에 바로 배포할 수 있고, vm 에도 배포할 수 있다. 
컴퓨터 os 를 통해 관리되며, 리소스 및 기능에 제약을 가지는 running process 이다. 

대표적인 컨테이너 엔진은??
리눅스 컨테이너를 지원하는 "도커" 

도커? 컨테이너 배포 운영을 자동화하는 오픈소스 프로젝트이다. 2013년 처음 공개됨. 

컨테이너 기술의 특징 

 

 

DevOps

기존 개발업무와 운영 업무로 나눠진 두 역할 사이의 커뮤니케이션, 협업, 통합을 의미한다. 

 

 

 

데브옵스 특징 

 

데브옵스를 도입하기 위한 필수 요소는 

1. 애자일 방법론으로 일을 진행하는 것 
2. CI CD 지속적으로 통합 및 업로드 및 배포하는 것. continuous integration and deliver (레파지토리 업로드), deployment (배포) 

 

CI/CD 란? Continuous Integration / Continuous Delivery,Deployment 

지속적인 통합, 서비스 제공, 배포의 자동화를 통해 더욱 짧은 주기로 고객에게 App 을 제공하는 방법 

ci cd 파이프라인이란? 새 버전의 소프트웨어 sw 를 제공하기 위해 수행해야 하는 일련의 단계를 의미한다. 
데브옵스 또는 SRE 방식을 통해 더 효과적으로 sw 를 제공하는데 초점을 맞춘 방법. 

ci cd 파이프라인은 특히 통합 및 테스트 단계와 제공 및 배포 단계에서 모니터링 및 자동화를 도입해 애플리케이션 개발 프로세스를 개선함. 

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CI : 애플리케이션 코드의 새로운 변경사항이 정기적으로 빌드 및 테스트를 거쳐 공유 리포지토리에 병합되는 것을 의미. 
CD: 지속적인 서비스 제공 및 배포, 개발자들이 적용한 변경 사항이 버그 테스트 거쳐서 리포지토리에 자동으로 업로드 되는 것 의미, 고객이 사용가능한 프로덕션 환경까지 자동으로 릴리스 되는 것을 의미. 

 

데브옵스는 sw 개발 효율성 향상을 목표하는 문화이자 프로세스이다. 
ci cd 는 이를 실현하기 위해 필수적인 방법이다. ci cd 없이 데브옵스 불가능하다. 

 

K-PaaS 란?? 

 

개발 배경 및 개요 

해외 기업 중심의 플랫폼 중심에서 대안을 제시하기 위함. 

인프라 중심의 국내 클라우드 서비스를 플랫폼 서비스로 진화시키고
특정 기업에 종속되지 않는 오픈소스 기반의 플랫폼 생태계를 육성하는 것이 k paas 의 가장 큰 목적 

k paas 는 미들웨어 성격을 띤다. 
클라우드 서비스 제공자에게는 안정적이고 검증된 플랫폼을, 
앱 개발자에게는 쉽고 편리하고 친숙한 개발 환경 
클라우드 서비스 사용자에게는 유연하고 이식성 높은 이용 환경과 풍부한 클라우드 애플리케이션 툴을 지원한다. 

개발자들이 sw  개발을 위해 작업 환경 구성시, k paas  가 서버, 스토리지,  네트워크 구성 및 개발에 필요한 프레임 워크, 미들웨어, os 등 표준화된 소프트웨어의 설치와 구성을 제공한다. 

 

 

K-PaaS 기대 효과

 

 

 

K-PaaS 아키텍쳐 전체 구성도 

k paas 는 개발자들이 소프트웨어를 개발하기 위해 개발 서버등의 작업 환경을 구성할 때 
서버, 스토리지, 네트워크 구성 및 개발에 필요한 프레임워크, 리드웨어 운영체계 등 표준화된 소프트웨어의 설치와 구성을 자동화하여서 제공한다. 

k paas 의 핵심 기능은? 컨테이너 플랫폼과 애플리케이션 플랫폼 !! 

컨테이너 플랫폼이란? 쿠버네티스 클러스터 및 운영에 필요한 스토리지 서버로 구성하고 디스크립션을 기반으로 컨테이너화 된 애플리케이션을 배포하는 방식으로 동작된다. 

그리고 배포된 애플리케이션은 최적의 노드를 배치하고 디스크립션에 정의된 상태를 유지할 수 있다. 

 

 

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Q. 아키텍쳐란?  
Q2. REST API 다시 정리하기 
Q3. 컨테이너란?
Q4. 쿠버네티스란?