🌐 클라우드 컴퓨팅 개념 💯 총정리 (IaaS / SaaS / PaaS)

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클라우드 컴퓨팅 이란?

클라우드 컴퓨팅이란 인터넷으로 가상화된 IT 리소스를 서비스로 제공하는 것을 의미한다.

예를들어 개인이나 기업이 서버를 하나 구축하고 싶다면, 기본적으로 우선 컴퓨터를 구매해야하고 cpu, 메모리 카드 ..등 하드웨어를 구매해야 하고 그리고 네트워크 통신망도 연결해야되고.. 즉, 필요할 것이 많다.

이러한 필요품들을 대신에 데이터를 보관하고 인프라스트럭처(서비스 유지를 위한 IT 장비 모음)와 IT 기술을 빌려주는 서비스가 바로 클라우드 이다.

쉽게 말해 돈 대신 데이터를 취급하는 은행이라고 봐도 무방하다.

아니면 IT자원의 렌탈샵 이라고 말할 수 있다.

클라우드 컴퓨팅
필요시 편리하게 컴퓨팅 자원에 접근해 데이터를 처리, 연산할수있도록 네트워크, 서버, 스토리지, 애플리케이션을 연결해놓은 컴퓨팅 제공방식

클라우드가 인기 있는 이유

기업 같은경우, 예전에는 기업이 직접 데이터를 보관, 정리, 분석하거나 인프라를 구축하고 IT 기술을 개발하였다.

네트워킹 장비, 전원 공급 장치, 전기 시스템, 백업 잘전기, 환경 제어장치, 운영 인력 ..등 준비물만 해도 엄청나며, 또한 이들을 유지할 건물 유지비용, 유지보수 비용, 한번 구매하면 수요에 상관없이 계속 보유해야하고 그러면 안쓰는 것들도 생겨서 부품 낭비도 되고.. 이처럼 너무나도 신경쓰고 비효율적인 면이 있는 게 사실이다.

모든 기업은 집중해야 할 주력 자체 비즈니스가 있다.

수 많은 경쟁자를 제치고 험난한 비즈니스 세계에서 생존하려면 주력 비즈니스에 관련된 연구와 개발에 집중해야 한다.

따라서 주력 비즈니스가 아닌 인프라와 IT 기술 개발에 신경 쓸 틈이 없기 때문에 많은 기업이 데이터 보관, 인프라와 IT 기술 개발 등을 클라우드에 넘기고 주력 비즈니스에만 신경 쓰는 방향으로 가고 있다.

돈만 내면 클라우드를 관리하는 회사에서 모든 인프라와 유지보수를 대신 꼼꼼하게 관리 해주기 때문이다.

제품 측면에서 봐도 마찬가지이다.

모바일이나 스마트 티비 혹은 스마트 자동차 같은 경우 자체적으로 인터넷 서비스를 위한 네트워킹 하드웨어를 탑재하기에는 비용과 공간이 협소하다. 따라서 이를 클라우드로 대신 처리한다.

또 하나의 특징은 사용할 만큼의 공간과 용량을 유동적으로 할당 받을 수 있다.

온디맨드 의 뜻은 수요에 반응한다는 말이다.

이는 굉장한 최적화이기도 한데, 실무를 예로 들면 평소엔 접속량이 고만고만한데 세일 시즌이나 이벤트 기간에 유난히 접속량이 폭주하는 어플의 서비스일 경우,

이 접속유저들을 모두 포용할 서버 용량이 필요하기에 평소에 접속량이 고만고만해서 서버를 모두 사용하지 않더라도 만일을 대비해서 서버를 미리 왕창 사놓아야 한다.

하지만 이런 비용적 낭비 방법보다는 클라우드에서 그때그때 필요한 만큼 용량을 할당받아 사용하고 다시 반납하는것이 훨씬 효율적일 것이다.

즉, 클라우드 서비스는 시간과 접속량에 따른 종량제로 운영되어 필요한 만큼 잠시 뽑아 쓸 수 있는 것이다.

정리하자면 클라우드는 "빌려쓰기" 이다

클라우드 서비스를 제공하는 기업이 있고, 이 기업의 클라우드를 사용하는 A사, B사.. 등은 필요할때마다 일부 리소스를 사용하고 더이상 필요없으면 반납하는 사이클을 돌게 된다.

이러한 특징 때문에 많은 중소기업부터 대기업까지 점점 클라우드 서비스를 이용하는 추세이다.

고객기업들은 서버 비용을 절약할수 있어서 좋고, 클라우드 제공 기업은 고객이 많아지니까 돈을 벌 수 있으니까 좋고.. 서로 win & win 시스템인 것이다.

클라우드 서비스 이용 사례

온라인게임, 쇼핑몰
- 초기 인프라 투자에대한 리스크가 매우크므로 수요와 이용규모에 따라 시스템구축이 가능한 클라우드 서비스가 효과적이다.
- 또한, 특정시간대에 접속자가 많아지는 일회성 서비스나 이벤트 서비스가 많은 예약 사이트도 클라우드 서비스가 효과적이다.
금융회사
- 리스크시뮬레이션등과같은 분야 (방대한 데이터처리하는 일시적 순간만 많은 자원필요)
- 비정기적 트래픽이 실시간발생, 챗봇같은 비대면 거래증가
- 대규모 트래픽 유입 등을 대비하기 위해서 클라우드컴퓨팅서비스를 활용하려 하고있다.
보험사
- 2021년부터 적용되는 IFRS17에 필요한 고성능연산능력에 비용부담줄이기 위해 클라우드 사용.
- 핀테크기업은 금융회사가 클라우드 인프라를 제공해 클라우드내에서 안전하고 손쉽게 개발에 집중 가능

클라우드 서비스는 이러한 이유로 4차산업혁명의 기초 인프라로 주목받고있다.
중소기업이나 스타트업이 빅데이터 수집, 저장, 분석을 위한 방대한 자원과 인공지능 개발을 위한 슈퍼컴퓨터를 개별기업이 별도로 구입하는것은 비현실적이기 때문에 클라우드를 이용하는게 효율적이기 때문이다.

클라우드 장단점

클라우드 컴퓨팅의 장점

물리적인 비용 감소 : IT자원의 설치공간, 물리적 확보 등에 고정 비용이 임대료 지불 방식으로 변경되어 초기투자 부담이 줄어든다.
전력 비용 감소 : 서버의 통합과 가상화 기법 등의 적용을 통해 에너지 비용을 크게 절감 가능하다.

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온디맨드 : 막대한 초기비용 대신 쓰는만큼만 비용 지불하여 비용 최적화를 누릴 수 있다. 자본 비용을 가변 비용으로 대체할 수 있다.

보안 강화 : 서버 보안을 대신 클라우드 회사가 꼼꼼히 해준다. (하지만 이는 곧 단점으로도 적용될 수 있다.)
신속한 구현 : 몇번의 클릭으로 바로 리소스를 확보 가능. 개발 비용 감소.
확장성 : 역시 몇번의 클릭으로 전 세계에 서비스를 구축 할 수 있다. 반대로 글로벌 서비스가 잘 안될 경우 클릭 몇번으로 큰 비용 없이 철수도 할 수 있다.

클라우드 컴퓨팅의 단점

보안 취약성 증가 : 데이터 보안의 책임이 클라우드 제공자와 공유하게 됨으로써, 중간에 통신을 도청하거나 공격받을 리스크가 있다.

대역폭 속도 문제 : 지리적인 거리가 멀수록 네트워크 전달 단계가 많아져 지연시간 발생 및 잠재적 대역폭 제약 문제가 발생할 수 있다. 따라서 돈을 더 지불해야되서 비용이 오히려 온프레미스 환경(자가적으로 서버 컴퓨터를 구축) 보다 더 많이 들 수도 있다.

클라우드 제공자들간의 제한된 이식성 : 강제적으로 도입된 클라우드 서비스에 종속된 솔루션을 구축하는 형태가 되어, 란 클라우드 제공자에서 다른 제공자로 이동하는 것이 어려운 락인(lock-in) 가능성이 높아짐
과도한 비용 지출 문제 : 대규모 시스템을 장지간에 걸쳐 계속 사용하는 경우, 기존 온프레미스 시스템의 수정이나 데이터 마이그레이션에 필요한 숨은 비용이 발생하는 경우

법적 이슈 : public 클라우드의 경우 데이터와 비즈니스 로직이 저장되는 실제 위치를 모르기 때문에 기어빙 속한 협회 또는 정부의 개인정보 보포 및 데이터 저장소 정책에 관한 규제와 관련하여 심각한 법적 문제가 생길 수 있음.

클라우드가 제공하는 자원

컴퓨팅 자원(Compute) : 응용 요구에 따라 1개의 서버로부터 대형 서버 클러스터까지 제공 가능. EC2 가 대표적.
스토리지 자원(Storage) : 임의의 크기의 데이터를 언제 어디서나 저장하고 검색할 수 있는 비용-효율적인 솔루션을 제공. S3(Simple Storage Service)와 EBS(Elastic Compute Cloud)가 대표적.
네트워크 자원(Network) : 클라우드 내부 및 외부의 네트워크 자원을 커스터마이즈하고 제어할 수 있도록 해줌. Virtual Private Cloud(VPC), Route53 이 대표적
이미지 자원(Image) : Amazon Machine Image(AMI)
Identity 자원 : Identity Access Management(IAM)
데이터베이스 : DBMS 임대. DynamoDB, MySQL, Oracle 등

클라우드 서비스 모델 종류

서비스 유형	클라우드 소비자 활동	클라우드 제공자 활동
SaaS	- 클라우드 서비스를 사용하고 구성함	- 클라우드 서비스를 구현, 관리, 유지함
PaaS	- 클라우드 서비스와 클라우드 기반 솔루션을 개발, 테스트, 전개, 관리함	- 플랫폼을 사전-구성하고 기반 인프라구조, 미들웨어, 기타 필요한 IT 자원을 필요한 만큼 준비(프로비저닝)함 - 클라우드 소비자의 사용량을 모니터링함
IaaS	- 실제(bare) 인프라구조를 설정하고 구성함. 필요한 소프트웨어를 설치, 관리, 모니터링함	- 요구되는 물리적 처리(컴퓨트), 스토리지, 네트워킹을 준비(프로비저닝)하고 관리함. - 클라우드 소비자의 사용량을 모니터링함.

직접 운영 (on-premise)

온프레미스(on-premise)는 IT 서비스를 운영하는 회사가 자체적으로 보유한 공간에 물리적으로 하드웨어 장비를 가지고 직접 운영하는 방식을 말한다.

다시 말해서 필요한 시스템을 구축하기 위해서 직접 하드웨어와 소프트웨어를 구입하여, 시스템 구성 상황에 맞게 환경을 구성하는 것을 말한다.

위의 어플리케이션의 구성 사진과 같이 하나의 서비스를 운용하기위해선, 네트워크며 저장소며 cpu, 메모리며, OS며 하나하나 일일히 구축해야 할 준비단계가 많다는 것이다.

온프레미스는 클라우드 컴퓨팅 기술이 나오기 전까지 일반적인 기업이 사용하던 일반적인 인프라 구축 방식이었다.

그러나 이러한 방법은 인프라를 구축하기 위한 기간이 필요하며, 상황에 따라서는 몇 개월 이상이 걸리기도 한다. 또한 시스템을 구축하기 위한 물리적인 하드웨어 장비를 구매하는 비용이 들어가며, 부차적으로는 이를 관리 및 운용을 위한 유지보수 비용을 필요로 한다.

따라서 클라우드는 위의 준비물을 대신 저렴하게 제공해 주는 개념이다.

그리고 준비물을 일부만 제공하는지 전체를 제공하는지에 따라 서비스 모델이 나뉘어진다.

이것이 이제부터 소개할 Iaas / PaaS / SaaS 개념이다.

IaaS (Infrastructure as a Service)

스토리지, 네트워크 등 기본적인 컴퓨팅 자원을 서비스로 이용자에게 공급
컴퓨팅 자원만 공급하기에 데이터나 네트워크, 애플리케이션은 사용자가 직접 관리하고 유지해야 한다.
즉 간략하게 IaaS는 컴퓨터만 할당.

IaaS는 인터넷을 통해 서버와 스토리지 등 데이터센터 자원을 빌려 쓸 수 있는 서비스다.

이용자는 직접 데이터센터를 구축할 필요 없고, 클라우드 환경에서 필요한 인프라를 꺼내쓰면 된다.

다만 이 경우, 데이터나 웹사이트, 애플리케이션은 여전히 자신이 직접 관리하고 유지해야 한다.

클라우드 공급업체는 여기에 필요한 컴퓨팅 리소스를 대여해주는 역할만 하기 때문이다.

대표적인 IaaS 서비스

AWS EC2
Google Cloud Platform
Azure Virtual Machines
Naver Cloud Platform

앞서 말했듯이 IaaS는 컴퓨팅 만 대여해 주는 서비스이다. 따라서 위 서비스들은 개발자가 웹서비스를 개발하기 위해서 필요한 OS, Web Server, DB 등등 모든걸 직접 선택해서 개발을 진행 해야 한다고 보면 된다.

예를들어, 개발자가 웹개발은 진행하여 만든 소스를 배포하고 싶다면

OS : 리눅스(Centos, Ubuntu), 윈도우(7, 10) 선택
Web Server : 톰캣, 웹로직, etc 선택
DB : mysql, mssql, maria, mongo 선택

이렇게 버전과 원하는것 을 선택하여 개발환경을 꾸릴 수 있다.

즉, 선택권이 모두 개발자에게 넘어간 것이며, cpu, 메모리, 네트워크가 설치된 컴퓨터 환경만 빌려서 컴퓨터를 사용하는 것 이다.

PaaS (Platform as a Service)

응용 프로그램 개발 도구, 컴파일러 등을 클라우드 서비스로 제공
제공자가 지정해준 프로그래밍 언어와 툴로 소비자가 만든 클라우드 환경 또는 어플리케이션을 배포가능
따라서 이용자는 PaaS에서 필요한 서비스(플랫폼)을 선택해 개발하기만 하면 됨

PaaS는 개발자가 맞춤형 애플리케이션을 개발하고 구축 할 수있는 프래임워크를 제공한다.

즉 PaaS는 플랫폼서비스로 개발자는 IaaS에서 했던 복잡한 설치 및 환경설정을 하지 않고 그냥 코딩만 열심히 하면 된다.

이전에는 로컬 환경에서 소프트웨어를 개발하고 테스트했기 때문에 시간, 비용, 용량 면에서 부담이 컸었다.

PaaS는 백엔드 개발과 테스트를 위한 가상 플랫폼을 통해 프로그래머들에게 온라인에서 소프트웨어를 개발할 수 있는 가상 체계를 제공한다.

따라서, PaaS에서 정해준 OS, 버전, 어플리케이션 등이 있으므로 개발자는 완성된 소스를 올리기만 하면 된다.

어찌 생각해보면, 개발자가 선택할 수 있는 선택권이 줄어들게 된 것이지만 그만큼 플랫폼에게 권한을 위임함으로써 복잡한 서버, 환경구성에 신경 쓰지 않아도 되게 된다.

당연히 편리하다고 할 수 있는 기능을 더 많이 제공하기 때문에 IaaS보다 PaaS가 비용면에서 비싸다.

대표적인 PaaS 서비스

AWS Elastic Beanstalk
Window Azure
Heroku

실제로 위의 서비스를 이용하여 배포를 하면 소스만 올리면 바로 동작하는 것을 확인 할 수 있다.

SaaS (Software as a Service)

제작되어진 응용 소프트웨어를 클라우드 서비스로 제공
응용 프로그램은 웹 브라우저와 같은 띤 클라이언트(Thin client)를 통해서 접근해서 제어가 가능하다.
중앙에서 해당 소프트웨어를 관리해서 사용자가 일일이 업그레이드나 패치 작업 할 필요가 없다.
즉, 필요할 때 비용만 내면 어디서든 곧바로 쓸수 있다.

SaaS는 소프트웨어 및 관련 데이터는 중앙에 호스팅되고 사용자는 웹 브라우저 등의 클라이언트를 통해 접속하는 형태의 소프트웨어 전달 모델이다.

주문형 소프트웨어(on-demand software, 온디맨드 소프트웨어)라고도 한다.

앞의 서비스들과 비교하자면,

IaaS(Infra as a Service) : 가상화된 IT인프라 제공 (사용자가 직접 설치 및 구축)
PaaS(Platform as a Service) : 인프라 위에 개발도구 등 플랫폼까지 제공 (사용자는 코딩만 하면 됨)
SaaS(Software as a Service) : 플랫폼 위에 소프트웨어까지 제공 인 셈이다.

대표적인 SaaS 서비스

Google Apps
Google Mail
Youtube
Blog

요약 정리

이외의 클라우드 서비스들

DaaS(Desktop as a Service)

고객의 데스크탑이 클라우드 인프라 상에서 가상 머신 형태로 실행이 되며, 사용자는 다양한 경량 클라이언트나 제로 클라이언트를 이용해 데스크탑 접근 가능

SecaaS(Security as a Service)

보안 보장을 제공하기 위한 방법과 관련

CaaS(Communication as a Service)

실시간 통신과 협력 서비스를 제공하기 위한 클라우드 서비스를 제공하는 것

NaaS(Network as a Service)

트랜스포트 연결 서비스와 인터-클라우드 네트워크 연결 서비스를 제공하기 위한 클라우드 서비스를 제공하는 것

클라우드 배포 방식 모델

클라우드는 기업의 활용 방법에 따라 배포 방식 모델은 여러가지 형태로 나눌 수 있다.

인프라 전체를 클라우드에서 받는 '퍼블릭 클라우드(Public Cloud)'

기업 자체 인프라와 클라우드 인프라를 혼용하는 '하이브리드 클라우드(Hybrid Cloud)'

기업이 직접 클라우드 서비스를 구축하고 계열사와 고객에게만 공개하는 '프라이빗 클라우드(Private Cloud)' 등이 있다.

private cloud : 특정 기업의 사람들만 사용할 수 있도록 설정. 해당 조직또는 서드파티에 의해 관리됨
community cloud : 같은 업종의 사람들이 같이 쓴다.
- 특정 커뮤니티나 조직에 의해 공유되는 클라우드 환경
- 보안, 정책, 복잡도 등 걱정거리도 공유한다.
public cloud : 비용은 적게 들지만 보안이 취약하다. 일반 사용자들이 사용할 수 있다.
hybrid cloud : public + private

프라이빗 클라우드 (Private Cloud)

클라우드 인프라가 특정 기관만을 위해 운영이 되는 형태 이다.

기관 자체 또는 제3자 기관에 의해 관리될 수 있고 영내 또는 외부에 존재하기도 하다.

즉, 기업이 직접 클라우드 서비스를 구축한 후 이를 계열사와 고객에게만 제공된다.

회사 내 IT 자원을 이용하려는 사용자가 자유롭게 어플리케이션을 개발, 운용할 수 있는 환경을 제공하는 것이 목표다.

장점 : 기존 IT 인프라 재활용 가능, IT서비스를 사용자에 맞게 직접 구성해 제공 가능, 내부에서 통제 가능, 보안성 자체 확보가능, 효율성 향상
단점 : 구축비용이 높음

퍼블릭 클라우드 (Public Cloud)

클라우드 인프라가 일반 대중이나 대형 산업 그룹에게 제공이 되며 클라우드 서비스를 판매는 기관에 의해서 소유가 된다.

즉, 한 기업이 파는 클라우드 서비스에 여러 조직이 가입해서 이용하는 모델이다.

장점 : 비용 절감, 서비스 융통성 강화, 구현 속도 빠름
단점 : 제공자가 구축한 보안 서비스 하에 운용해야 함(보안 취약 가능성)

구분	프라이빗 클라우드	퍼블릭 클라우드
개념	오직 한 조직만을 위하여 운영	다수의 대중을 위하여 인터넷 기반으로 운영
장점	- 특정 임무 중심의 애플리케이션 구성 - 보안 및 신뢰성 제고 - 네트워크 대역폭 제약 없음 - 인터넷 접속 가능 제약 없음 - 서비스 수준 관리 기능	- 활용도 증가 - 최소의 투자로 최대의 성과 - 이용한 만큼 지불(Pay-as-you-Go) - 서비스 적기 제공 - 높은 수준의 탄력성 - SaaS 활용 용이
단점	- 장비, 하드웨어 비용 - 가상화 기술 비용 - 데이터 센터 구축 비용 - 높은 인력 비용 - 낮은 탄력성	- 고객사의 통제 권한 부족 - 매월 이용료 납부하는 번거로움 - 지원 비용(support cost) 증가 - 전문 서비스 제공 곤란
주요 기업	IBM, HP, VMware, EMC, 삼성전자	Amazon Web Services, Google Apps, Twitter, Salesforce.com, Facebook, KT, SKT
추천 고객	매출 10억 달러 이상 기업	매출 10억 달러 이하 기업