[아마존 EC2 01] 가상 클라우드 서버, 아마존 EC2 알아보기

AWS에서 제공하는 가상 클라우드 서버의 구조를 살펴봅니다. 또 한, 실습을 통해 가상 클라우드 서버를 구축하는 방법과 다양한 접속 패턴을 알아봅시다.

➊ 가상 클라우드 서버, 아마존 EC2란? ➝ ➋ 가상 클라우드 서버, 아마존 EC2 살펴보기 ➝ ➌ 아마존 EC2 구축하기 ➝ ➍ 아마존 EC2 접속 패턴 살펴보기

1. 가상 클라우드 서버, 아마존 EC2란?

아마존 EC2는 Amazon Elastic Compute Cloud의 약자로 AWS에서 제공하는 가상 클라우드 서버를 의미합니다. 아마존 EC2를 이용하면 단 몇 분으로 서버를 구축할 수 있으며, 물리 서버 구축과 환경 구축의 어려움을 해소할 수 있습니다.

아마존 EC2는 EC2, EC2 서버, EC2 인스턴스 라고도 불립니다.

AWS에서의 서버 관리는 주로 가상 클라우드 서버인 아마존 EC2를 활용해 이루어집니다.

이번에는 아마존 EC2 서비스를 중심으로 아마존 EC2를 구성하는 옵션(인스턴스 유형, 스토리지 옵션, 보안 그룹, 키 페어)을 살펴보며. 실습으로 아마존 EC2를 구축해보고, 다양한 접속 패턴을 살펴보겠습니다.

AWS 컨테이너 서비스인 아마존 ECS에서 지원하는 ECS on EC2 또한 아마존 EC2를 기반으로 생성하는 서버입니다. 아울러 람다(Lambda), AWS 파게이트(AWS Fargate)와 같은 서버가 필요 없는 서버리스 서비스도 AWS에서 제공하고 있습니다. 이와 관련된 내용은 13장에서 다룰 예정입니다.

2. 가상 클라우드 서버, 아마존 EC2 살펴보기

이번에는 아마존 EC2를 구성하는 대표적인 기능과 옵션을 살펴보겠습니다. 아마존 EC2를 구성하는 기능과 옵션은 다음과 같이 나눌 수 있습니다.

AMI(Amazon Machine Image) : EC2 인스턴스를 시작하는 템플릿

인스턴스 유형 : CPU, 메모리와 같은 하드웨어의 조합

스토리지 옵션 : 인스턴스 스토어 볼륨, EBS 볼륨으로 구분되며, EC2 인스턴스의 저장 공간

보안 그룹 : EC2 인스턴스에 대한 네트워크 트래픽을 제어하는 가상 방화벽

키 페어 : EC2 인스턴스에 접속하는 키

2.1 AMI(Amazon Machine Image)

AMI는 Amazon Machine Image의 약자로 아마존 EC2를 시작하는 데 필요한 소프트웨어 구성을 담고 있는 템플릿입니다.

소프트웨어 구성에는 OS, 애플리케이션 등을 구성하여 제공하고 있으며, 대표적으로 윈도우, 맥OS, 우분투 리눅스, 레드헷 같은 OS를 제공하고 있습니다.

AMI를 선택할 수 있는 방법은 다음 4가지 분류로 나누어볼 수 있습니다.

Quickstart AMIs : 빠른 아마존 EC2 구축을 위해 선택할 수 있는 AMI입니다.

내 AMI : 내가 직접 만든 AMI입니다.

AWS Marketplace AMI : 기업이 만든 AMI이며, OS를 포함하여, 워드프레스와 같은 다양한 소프트웨어가 설치된 AMI를 사용해볼 수 있습니다.

커뮤니티 AMI : 사용자가 만든 AMI이며, AWS에 의해 검토를 받은 AMI가 아니기 때문에 사용에 주의가 필요합니다.

2.2 인스턴스 유형

아마존 EC2에서 사용할 AMI(OS 및 애플리케이션)를 선택했다면, 다음은 어떤 인스턴스 유형을 사용할지 고려해야 합니다. 인스턴스 유형은 CPU, 메모리와 같은 하드웨어 조합을 의미합니다.

인스턴스 유형 혹은 인스턴스 타입이라고도 합니다.

인스턴스 유형에는 범용, 컴퓨팅 최적화, 메모리 최적화, 스토리지 최적화, 가속화된 컴퓨팅 등 다양한 사례에 최적화된 인스턴스 유형을 제공하고 있습니다.

인스턴스 유형에서 나타내는 m, t, c, r, x, z와 같은 계열을 인스턴스 패밀리라고 합니다.

c 계열의 인스턴스 유형 중 c5a.xlarge로 예를 들겠습니다. ➊ 인스턴스 패밀리라고 하며 인스턴스 패밀리는 사용 사례를 기준으로 범용, 컴퓨팅 최적화, 메모리 최적화, 스토리지 최적화, 그리고 가속화된 컴퓨팅과 같은 다양한 유형으로 분류됩니다. ➋ 인스턴스 세대를 의미하며, 숫자가 큰 쪽이 최신 세대입니다. ➌ 인스턴스 옵션을 의미하며, 옵션이 없는 인스턴스 유형도 있습니다. 인스턴스 옵션은 다음 표를 참고 바랍니다. ➍ 인스턴스 크기를 의미하며, CPU와 메모리에 따라 인스턴스 크기가 분류됩니다. 인스턴스 크기는 nano → micro → medium → small → large → xlarge → 2xlarge 순으로 이어집니다.

인스턴스 유형에 따라 옵션이 존재하며, 다음과 같은 기능을 제공합니다.

2.3 스토리지 옵션

아마존 EC2에서는 두 가지 스토리지 옵션을 선택할 수 있습니다.

인스턴스 스토어 볼륨

EBS 볼륨

인스턴스 스토어 볼륨은 휘발성 스토리지이며, EBS 볼륨보다 높은 IOPS 및 처리량, 낮은 대기 시간으로, 높은 I/O 성능이 필요한 스토리지에 이상적인 옵션입니다. 하지만 어디까지나 휘발성이기 때문에 임시 스토리지로 활용되며, 디스크에 장애가 발생하거나, EC2 인스턴스가 중지 혹은 삭제된 경우 데이터가 손실됩니다. EBS처럼 별도로 백업이 불가능하기 때문에 한 번 손실된 데이터는 복원할 수 없고, EC2 인스턴스에서 분리하는 것이 불가능합니다.

EC2 인스턴스 중지가 아닌 재부팅의 경우 데이터 손실은 발생하지 않습니다. IOPS는 스토리지의 성능 지표로서 1초간 읽고 쓸 수 있는 횟수를 의미하며, IOPS가 높을수록 고속으로 데이터를 읽고 쓸 수 있습니다.

인스턴스 유형을 선택할 시, 인스턴스 스토어 볼륨의 사용 유무를 확인할 수 있으며, 스토리지 용량과 유형을 확인할 수 있습니다. 예를 들어 인스턴스 유형 c6gd.2xlarge를 살펴보면, 인스턴스 옵션으로 d가 붙어 있거나, i3와 같은 특정 인스턴스 유형에서 사용할 수 있습니다.

인스턴스 스토어 볼륨을 사용할 수 없는 인스턴스 유형일 때 스토리지와 스토리지 유형은 공백으로 출력됩니다.

인스턴스 스토어 볼륨이 EC2 인스턴스의 내장 디스크라면 EBS 볼륨은 EC2 인스턴스와는 별개로 독립적으로 관리되는 서비스이며, EC2 인스턴스 없이 유지되는 서비스이기 때문에 별도 비용이 발생하게 됩니다.

EBS 볼륨은 독립적으로 관리되는 서비스이기 때문에 복수의 EBS 볼륨을 생성해서 EC2 인스턴스에 연결할 수 있으며, 백업 및 복원을 통해 데이터 손실을 방지할 수 있습니다. 또한 EBS 볼륨은 비휘발성이므로 EC2 인스턴스를 중지하거나 삭제해도 데이터 손실이 발생하지 않기 때문에 특수한 상황이 아니라면 EBS 볼륨 사용이 권장됩니다.

독립적으로 관리되는 EBS 볼륨이라 할지라도 EC2 인스턴스가 삭제될 때 연결된 볼륨을 자동으로 삭제할 수 있는 옵션을 선택할 수 있으며, AWS 관리 콘솔에서 EC2 인스턴스를 생성했다면 루트 볼륨(예 : 윈도우에서는 C 드라이브)은 EC2 인스턴스 삭제 시 자동으로 삭제됩니다. 필요에 따라 해당 EC2 인스턴스만 삭제하고 연결된 EBS 볼륨을 유지할 수 있습니다.

EBS 볼륨 유형

EBS 볼륨 유형에는 크게 다음 2가지가 있습니다.

SSD 볼륨

HDD 볼륨

SSD 볼륨과 HDD 볼륨에서도 다음과 같이 유형이 나누어집니다.

일반적으로 널리 사용되는 EBS 볼륨 유형은 범용 SSD(gp2 및 gp3)입니다. 만약 어떤 볼륨 유형을 선택해야 할지 망설여진다면 범용 SSD(gp2 및 gp3) 선택이 권장됩니다. 또한 gp2와 gp3를 비교했을 때 gp3는 GB당 최대 20%의 비용 절감을 제공하며, 저렴한 비용으로 더 적은 볼륨을 프로비저닝할 수 있어 더 높은 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다. 따라서 볼륨 유형은 SSD gp3의 사용을 권장하고 있습니다.

마그네틱(표준)이라는 볼륨 유형도 존재하며, 데이터의 액세스 빈도가 낮은 상황에서 사용하지만 구 세대 볼륨 유형이기 때문에 사용을 권장하지는 않습니다.

디바이스 이름

EC2 인스턴스에서 사용하는 볼륨을 식별하는 데 사용하는 디바이스 이름이 있습니다.

▼ EBS 볼륨을 EC2 인스턴스에 연결할 때 확인할 수 있는 디바이스 이름

EBS 볼륨을 EC2 인스턴스에 연결할 때, 대상 인스턴스와 디바이스 이름을 지정할 수 있습니다. 디바이스 이름은 OS 및 드라이버 타입 혹은 가상화, AMI에 따라 다르며, 크게는 윈도우와 리눅스로 나누어집니다.

먼저 윈도우는 사용 가능한 디바이스 이름을 알기 위해서는 내가 사용하는 혹은 사용할 드라이버 타입을 확인할 필요가 있습니다. EC2 인스턴스에서 AWS가 제공하는 윈도우 서버는 초기 상태에서 반가상화 드라이버 등의 특수 드라이버가 설치되어 있습니다. 현재 표준으로 AWS PV 드라이버가 설치되어 있으며, C 드라이브 즉 루트 볼륨으로 /dev/sda1 디바이스 이름을 사용할 수 있게 예약되어 있습니다. 리눅스는 가상화로 디바이스 이름이 나누어지며, 가상화는 전가상화(HVM)와 반가상화(PV)로 나누어집니다. 간단히 설명하자면 전 가상화는 하드웨어 전체를 가상화하며, 반가상화는 하드웨어를 일부 가상화하는 방식입니다. 차이점은 반가상화는 하이퍼바이저를 통해 하드웨어를 제어하기 때문에 좋은 퍼포먼스를 낼 수 있으며, 전가상화는 OS를 수정 없이 사용할 수 있어, 설치와 구성이 용이하지만 하드웨어 자체가 완전가상화를 지원해야 하기 때문에 퍼포먼스가 PV에 비해 떨어집니다.

하지만 전가상화가 반가상화에 비해 퍼포먼스가 떨어진다고 해도 큰 차이가 있는 것은 아닙니다. AWS에서는 현재 전가상화를 적극 지원하고 있으며, 최고의 퍼포먼스를 위해서 인스턴스를 시작할 때 최신 세대의 인스턴스 유형과 전가상화 사용을 권장하고 있습니다.

AMI를 선택할 때 가상화를 확인할 수 있습니다.

2.4 보안 그룹

보안 그룹은 네트워크 트래픽을 관리하는 서비스로, 특정 IP 주소, IP 범위, 포트 및 프로토콜을 기반으로 특정 리소스에 대한 접근을 허용하거나 거부할 수 있습니다.

예를 들어보안 그룹에서 22번 포트 접속에 대해 A 사용자의 IP 주소만을 허용했다면, 해당 포트로의 접근 권한이 A 사용자에게만 주어지며, B 사용자는 이 포트를 통한 접속이 차단됩니다. 이로써 A 사용자만 해당 포트를 통해 접속할 수 있고, B 사용자는 접근할 수 없는 상태가 되므로, 보안 그룹을 통한 EC2 인스턴스로의 접근을 제어할 수가 있습니다.

이런 접속 허용, 차단을 보안 그룹의 인바운드 규칙, 아웃바운드 규칙을 통해 설정할 수 있습니다.

예를 들어 EC2 인스턴스에 대한 액세스(인바운드 트래픽)와 인스턴스에서의 액세스(아웃바운드 트래픽)에 대해 방화벽 역할을 하는 것이 보안 그룹입니다. 일반적으로 보안 그룹을 구성할 때 주로 주의를 기울이는 부분은 인바운드 규칙입니다.

인바운드 규칙을 통해 외부에서 EC2 인스턴스로의 접근을 어떻게 허용 또는 제한할지를 결정합니다. 아웃바운드 트래픽은 기본적으로 EC2 인스턴스에서 외부로 모든 트래픽을 내보낼 수 있도록 설정되어 있습니다. 이런 설정은 EC2 인스턴스가 기본적으로 인터넷으로 트래픽을 보낼 수 있도록 구성되어 있다는 것을 의미합니다. 따라서 보안 그룹 설정에서 아웃바운드 트래픽에 대한 특별한 제한이나 규칙이 없다면 EC2 인스턴스는 외부로의 통신에 필요한 모든 네트워크 연결을 수행할 수 있도록 설정됩니다.

마지막으로 각 EC2 인스턴스는 IP 주소를 가지며, 이런 EC2 인스턴스의 IP 주소를 이용하여 온프레미스에서 EC2 인스턴스의 접근을 허용할 수 있습니다. 이를 통해 EC2 인스턴스가 온프레미스 시스템으로 접근할 수 있도록 허용하거나, 온프레미스 시스템에서 EC2 인스턴스로의 접근을 가능하게 할 수 있습니다. 또한 EC2 인스턴스는 퍼블릭 IP 주소(공인 IP 주소)와 프라이빗 IP 주소(사설 IP 주소)가 할당되어 있습니다.

프라이빗 서브넷에 생성된 EC2 인스턴스는 외부에 직접 노출되지 않기 때문에 프라이빗 IP 주소만 할당됩니다. 이 프라이빗 IP 주소는 해당 서브넷 내에서 고정되어 있어서 변하지 않습니다. 반면에 퍼블릭 서브넷에 생성된 EC2 인스턴스는 외부에서 접근할 수 있어야 하므로 퍼블릭 IP 주소와 프라이빗 IP 주소가 모두 할당됩니다. 그러나 퍼블릭 IP 주소는 EC2 인스턴스를 재부팅하거나 재시작할 때마다 변경될 수 있습니다. 이것은 AWS에서 자원을 효율적으로 관리하기 위한 일종의 동적 IP 할당 방식입니다. AWS에서는 이런 IP 주소를 고정시키는 기능을 제공하는데, 바로 탄력적 IPElastic IP 주소를 제공합니다. 이름 그대로 IP 주소를 고정시키는 기능이며, 이 IP 주소를 EC2 인스턴스에 할당함으로써 재부팅 혹은 재시작을 하더라도 IP 주소는 변하지 않고 고정됩니다. 이런 탄력적 IP 주소를 사용하면 EC2 인스턴스를 안정적으로 식별하고, IP 주소가 변경되는 문제를 해결할 수 있습니다.

2.5 키 페어

보안 그룹에서 특정 IP 주소가 허용되었다고 해서 EC2 인스턴스에 접속할 수 있는 것은 아닙니다. EC2 인스턴스의 또 하나의 보안 장치로서 보안 그룹 설정과 더불어 키 페어가 필요합니다. 키 페어는 EC2 인스턴스에 안전하게 접속하는 필수적인 요소로, 해당 키 페어가 없으면 EC2 인스턴스에 로그인하거나 접속하는 것이 불가능합니다.

키 페어 유형에는 RSA와 ED25519 유형이 있습니다. RSA는 이전부터 이용되어 왔던 범용 키 페어 형식이며, 어떤 OS에서도 이용 가능한 키 페어입니다. ED25519 유형은 2021년 공개된 키 페어 유형으로 리눅스와 맥OS에서만 사용 가능하며, 윈도우에서는 사용이 불가능합니다. RSA와 같은 안전성을 보장하며, RSA보다 키 길이가 짧고 고속으로 처리할 수 있어 뛰어난 퍼포먼스를 보여줍니다.

예외로 우분투 20.04까지는 RSA 키 페어 유형을 사용할 수 있지만, 우분투 22.04에서는 ED25519 키 페어 유형을 사용해야 합니다. 기본적으로는 RSA 키 페어를 많이 사용하고 있지만, 특정 환경이나 요구사항에 따라서는 새로운 버전에서 ED25519 키 페어를 사용하는 것이 적합할 수 있습니다. 설정할 때는 해당 시스템의 지원되는 키 페어 유형과 요구사항을 고려하여 결정하는 것이 중요합니다.

키 파일 형식은 .ppm과 .ppk로 나누어집니다. .pem(Privacy Enhanced Mail) 프라이빗 키 파일 형식은 OpenSSH를 사용하는 환경에서 사용됩니다. 반면에 .ppk(PuTTY Private Key) 프라이빗 키 파일 형식은 PuTTY에서 사용할 수 있는 키 파일 형식입니다. 각 형식의 파일은 각 환경에 맞게 키를 생성하고 저장할 필요가 있습니다.