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천만사용자를 위한 AWS 클라우드 아키텍처 진화하기 – 문종민, AWS솔루션즈 아키텍트:: AWS Summit Online Korea 2020

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발표영상 다시보기: https://youtu.be/z68l2X5KoC4 AWS 클라우드는 초기에 적은 비용으로 웹 서비스를 시작하고, 향후 사업이 발전했을 때 천만 이상의 유저가 사용할 수 있는 고가용성, 확장성, 민첩성이 뛰어난 웹 서비스를 만들 수 있습니다. 본 세션에서는 작은 서비스로 시작하여 AWS의 다양한 서비스를 사용하여 천만 이상의 대규모 유저 트래픽을 수용할 수 있는 웹 서비스로 발전시키는 것을 단계별로 오토스케일링, 트래픽 경감, 모니터링과 자동화, 고가용성 확보를 위한 아키텍처 구성 방법을 소개합니다.

천만사용자를 위한 AWS 클라우드 아키텍처 진화하기 – 문종민, AWS솔루션즈 아키텍트:: AWS Summit Online Korea 2020

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천만 사용자를 위한
AWS 클라우드 아키텍처 진화하기
문종민
솔루션즈 아키텍트
AWS Korea
Agenda
AWS 글로벌 인프라스트럭처와 서비스
사용자 수 < 1,000
사용자 수 > 1,000
사용자 수 > 10,000
사용자 수 > 100,000
사용자 수 > 1,000,000
사용자 수 > 10,000,000
천만 사용자를 위한 아키텍처 리뷰
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AWS 글로벌 인프라스트럭쳐
22개 리전
70개 가용영역
205개 엣지로케이션
11개 리전 엣지 캐시
이중화된 100Gbps 네트워크
리전간 backbone 통신
폭 넓고 깊은 수준의 서비스 제공
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KB국민카드 - 클라우드 기반 분석 플랫폼 혁신 여정 - 발표자: 박창용 과장, 데이터전략본부, AI혁신부, KB카드│강병억, Soluti...
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SK Telecom - 망관리 프로젝트 TANGO의 오픈소스 데이터베이스 전환 여정 - 발표자 : 박승전, Project Manager, ...
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코리안리 - 데이터 분석 플랫폼 구축 여정, 그 시작과 과제 - 발표자: 김석기 그룹장, 데이터비즈니스센터, 메가존클라우드 ::: AWS ...
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LG 이노텍 - Amazon Redshift Serverless를 활용한 데이터 분석 플랫폼 혁신 과정 - 발표자: 유재상 선임, LG이노...
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AWS Summit Seoul 2023 | Amazon Neptune 및 Elastic을 이용한 추천 서비스 및 검색 플랫폼 구축하기
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천만사용자를 위한 AWS 클라우드 아키텍처 진화하기 – 문종민, AWS솔루션즈 아키텍트:: AWS Summit Online Korea 2020

  • 1. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. 천만 사용자를 위한 AWS 클라우드 아키텍처 진화하기 문종민 솔루션즈 아키텍트 AWS Korea
  • 2. Agenda AWS 글로벌 인프라스트럭처와 서비스 사용자 수 < 1,000 사용자 수 > 1,000 사용자 수 > 10,000 사용자 수 > 100,000 사용자 수 > 1,000,000 사용자 수 > 10,000,000 천만 사용자를 위한 아키텍처 리뷰
  • 3. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 4. AWS 글로벌 인프라스트럭쳐 22개 리전 70개 가용영역 205개 엣지로케이션 11개 리전 엣지 캐시 이중화된 100Gbps 네트워크 리전간 backbone 통신
  • 5. 폭 넓고 깊은 수준의 서비스 제공
  • 8. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 9. 주요 고려사항 • 서버 선정 및 이중화 구성 • DB 구성 • 사용자 인증 서비스 • 소스코드 관리 및 배포
  • 10. 용도에 맞는 EC2 서버 선택 업무에 적합한 서버 선정 • CPU, 메모리, I/O 별 인스턴스 타입 • 필요 성능(IOPS)에 따른 스토리지 선택 필요 시 손쉬운 서버 타입 변경 • 용량 산정에 대해 고민하지 마세요. t3.nano m5.2xlarge c5.9xlarge
  • 11. 광범위하고 심층적인 플랫폼 카테고리 기능 옵션 프로세서 선택 (AWS, Intel, AMD) 빠른 processor (up to 4.0 GHz) 높은 메모리 공간 (up to 12 TiB) 인스턴스 스토리지 (HDD and NVMe) 네트워킹 (up to 100 Gbps) 가속화된 컴퓨팅 (GPUs and FPGA) Bare Metal instance 크기 (Nano to 32xlarge) Amazon Elastic Block Store Elastic Inference Elastic Graphics+ + = 컴퓨팅 집약 메모리 집약 순간확장 성능 높은 I/O Storage 고밀도 스토리지 GPU 기반 그래픽 집약 범용 241instance types 거의 모든 워크로드 및 비즈니스 요구에 적용 가능
  • 12. 서버 이중화 구성 Web/App EC2 VPC Availability Zone1 Availability Zone2 Web/App EC2 Web/App EC2 VPC Availability Zone1 Availability Zone2 Web/App EC2
  • 13. AWS Elastic Load Balancing 을 활용한 부하 분산 Elastic Load Balancing (ELB)
  • 14. ALB VS. NLB • 고가용성, 자동확장 • HTTP, HTTPS 지원 • 컨텐츠 기반 라우팅 • HTTP/2 • 헬스 체크 • 세션 유지 • 모니터링/로깅 • WebSockets 지원 • 고가용성, 자동확장 • 고정 IP • TCP, UDP, TLS 지원 • 소스 IP 주소 유지 • 헬스 체크 • 세션 유지 • 모니터링/로깅 • WebSockets 지원
  • 15. Amazon RDS 6개 데이터베이스 엔진 기반의 관계형 데이터베이스 관리형 서비스 간편한 관리 뛰어난 확장성 가용성 및 내구성 성능과 낮은 비용 데이터베이스 설치, 수동 패치 필요 없음 몇번의 클릭으로 손쉽게 컴퓨팅 및 스토리지 확장 Multi-AZ 구성 시 자동 동기식 복제, 자동화 백업, 페일 오버 고성능 OLTP 최적화된 볼륨과 범용 SSD 볼륨 제공
  • 16. Amazon Aurora • MySQL, PostgreSQL 호환 • 뛰어난 성능 및 확장성 • 3개의 가용 영역에 6벌 복제 • 최대 15개 읽기 복제본 • 최대 64TB 자동 스토리지 확장 • Amazon S3 지속 증분 백업 Master Replica 가용영역1 SHARED STORAGE VOLUME 가용영역2 가용영역3 수백 개 이상 SSD 스토리지 노드로 스트라이핑 SQL 트랜잭션 CACHING SQL 트랜잭션 CACHING SQL 트랜잭션 CACHING
  • 17. 기본 아키텍처 User Web/App EC2 Amazon Route 53 VPC Availability Zone Availability Zone Elastic Load Balancing (ELB) Amazon RDS Web/App EC2
  • 18. 회원가입, 로그인 등등 사용자 인증 서비스 구현
  • 19. Amazon Cognito 를 이용한 빠른 인증구현 웹/모바일 어플리케이션 개발자들은 어플리케이션 개발에만 집중 Amazon Cognito는 인증과 자격증명을 다룸 Federation 관리형 사용자 디렉토리 내장된 UI AWS 크리덴셜 표준 토큰 Amazon Cognito
  • 20. 개발 형상관리 빌드 테스트 배포 AWS Code 서비스들 Third-party tooling AWS CodePipeline AWS Cloud9 AWS CodeCommit AWS CodeBuild AWS CodeDeploy
  • 21. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 22. 주요 고려사항 • 시스템 확장 • DBMS 고 가용성 • 백업 • 시스템 모니터링
  • 23. EC2 오토 스케일링 • 컴퓨팅 클러스터의 자동 수량 조절 • Pool 사이즈의 최소/최대 값을 지정 • 서버 장애 시 최소 수량만큼 자동 복구 • Amazon CloudWatch 지표 기반 스케일링 • 온디맨드 또는 스팟 인스턴스
  • 24. Amazon.com 의 11월의 일별 일반적인 트래픽 76% 24% November 미리 준비한 컴퓨팅 용량
  • 25. Amazon.com 의 11월의 일별 일반적인 트래픽 November
  • 26. Auto Scaling으로 가변적 동시 접속자 대응 User Amazon RDS VPC Amazon Route 53 ALB Availability Zone 1 Auto Scaling group Availability Zone 2 WebApp EC2
  • 27. DBMS 고 가용성 고려 User Amazon RDS VPC Amazon Route 53 ALBAvailability Zone 1 Auto Scaling group Availability Zone 2 • DB 장애 시 시스템 서비스 불가 • DB가 Single Point of failure 상태임.WebApp EC2
  • 28. DBMS 고 가용성 고려 • DB 고 가용성 방안 필요 User Amazon RDS VPC Amazon Route 53 ALBAvailability Zone 1 Auto Scaling group Availability Zone 2 WebApp EC2 • DB 장애 시 시스템 서비스 불가 • DB가 Single Point of failure 상태임.
  • 29. 동기식 복제 Amazon RDS 다중 AZ 배포 • Master 인스턴스의 컴퓨팅, 네트워크, 스토리지 장애 시 자동 fail-over 수행으로 향상된 가용성 제공 • 동기식 물리적 복제를 통한 데이터 정합성 • Stand-by를 통한 백업 수행으로 Master 인스턴스 성능 보호 • 단일 인스턴스의 다중 AZ 배포 변경 가능 Amazon RDS Master 가용영역1 Amazon RDS Stand-by 가용영역2
  • 30. Master Amazon RDS 다중 AZ 배포 동작과정 Applications 동기식 복제 VPC Region Amazon Route 53 Availability Zone 1 Availability Zone 2 Standby
  • 31. Master Amazon RDS 다중 AZ 배포 동작과정 Applications VPC Region Amazon Route 53 Availability Zone 1 Availability Zone 2 Standby
  • 32. Amazon RDS 다중 AZ 배포 동작과정 Master Applications VPC Region Amazon Route 53 Availability Zone 1 Availability Zone 2
  • 33. Amazon RDS 다중 AZ 배포 동작과정 Master Applications VPC Region Amazon Route 53 Availability Zone 1 Availability Zone 2
  • 34. Amazon RDS 다중 AZ 배포 동작과정 Master Applications VPC Region Amazon Route 53 Availability Zone 1 Availability Zone 2
  • 35. 동기식 복제 RDS 고 가용성 아키텍처 User Amazon RDS Master VPC Amazon Route 53 ALB Availability Zone 1 Auto Scaling group Availability Zone 2 WebApp EC2 Amazon RDS Stand-by
  • 36. AWS Backup 서비스를 이용한 백업 관리 자동화 Amazon EFS Amazon EBS Amazon RDS Amazon DynamoDB AWS Storage Gateway • 중앙관리 백업 • 백업플랜을 통한 프로세스 자동화 • 자동화된 백업일정 관리 • 온프레미스 백업 지원 • 백업데이터 수명관리 정책 • 증분백업 지원 • 대쉬보드를 통한 백업/복원 모니터링 • 백업 데이터 암호화 • 리소드 기반 백업 접근제어 • 교차리전 백업 AWS Backup
  • 37. CloudWatch를 활용한 모니터링 • AWS 서비스 별 주요 지표데이터 수집 • EC2 CPU 사용율, Disk read/write IOPS • ELB Active 요청수, Latency 등 • Custom, Application 데이터 수집 • 조건에 따른 조치 및 Alarm 수행 • Auto Scaling 수행 • Dashboard를 통한 단일 모니터링 뷰 제공
  • 38. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 40. Amazon CloudFront 빠른 컨텐츠 전달을 위해 캐싱 오리진 측의 부담을 덜어줌 동적 / 정적 컨텐츠 / 스트리밍 비디오 사용자 SSL 인증서 낮은 TTL (0초까지 설정가능) AWS에 최적화 Amazon CloudFront 응답시간 서버부하 응답시간 서버부하 응답시간 서버 부하 No CDN 정적컨텐츠 CDN 배포 정적/동적 컨텐츠 CDN 배포
  • 41. 동기식 복제 CloudFront 로 User Experience 개선 User Amazon RDS Master VPC Amazon Route 53 ALB Availability Zone 1 Auto Scaling group Availability Zone 2 Amazon RDS Stand-by Amazon Simple Storage Service (S3) Amazon CloudFront WebApp EC2
  • 42. 마스터 읽기 복제본 SHARED DISTRIBUTED STORAGE VOLUME 읽기 END-POINT Amazon Aurora 읽기 복제본 오토스케일링 읽기 복제본 읽기 복제본
  • 43. RDS 읽기 복제본 인스턴스로 DB 부하 분산 User Amazon RDS Master (Multi-AZ) VPC Amazon Route 53 Amazon RDS Standby (Multi-AZ) Availability Zone 1 Availability Zone 2 Amazon RDS Read Replica Amazon RDS Read Replica 동기식 복제 Auto Scaling group WebApp EC2 비동기식 복제
  • 44. Amazon ElastiCache 관리형 Memcached 또는 Redis 한 개에서 여러 개의 노드로 확장 자가 복구 (문제 인스턴스 교체) 1 밀리초 미만의 응답 속도 (일반적으로) 캐시, 세션 저장소, 채팅, 게임리더보드 등 다양한 Case로 활용 가능 Amazon ElastiCache
  • 45. 비동기식 복제 ElastiCache 를 활용한 부하분산 및 성능향상 User Amazon RDS Master VPC Amazon Route 53 ALB Amazon RDS Standby Availability Zone 1 Availability Zone 2 Amazon RDS Read Replica 동기식 복제 Auto Scaling group Amazon ElastiCache Master Amazon ElastiCache Read Replica WebApp EC2
  • 46. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 47. 주요 고려사항 • Loosely Coupled, 분산 아키텍처 • 서버리스 아키텍처 • 분산 시스템 모니터링
  • 48. 비동기 서비스를 활용한 Loose coupling • 완전 관리형 서비스 • 부하에 따라 자동확장 • 관리 오버헤더 제거 • SQS – 메세지 큐 서비스 • SNS – 메세지 푸시 알림 서비스 인스턴스 Amazon SNS Topic Topic 구독 큐 Message Get message Put message Publish 알림 인스턴스 Amazon SQS Topic 구독 Lambda
  • 49. 서비스 재활용 다시 만들지 마세요! • 모바일 푸시 보내기 • 큐와 토픽 • 이메일 보내기 • 미디어 파일 트랜스 코딩 • 워크플로우 • IoT • 이벤트 버스 • ... Amazon ES Amazon SQSAWS IoT Amazon Elastic Transcoder AWS Step Function Amazon SNS 직접 개발하지 말고 AWS의 다양한 관리형 서비스 활용 Amazon Pinpoint Amazon SES Amazon EventBridge
  • 50. • 서버리스 • 이벤트가 발생하면 함수가 실행됨 • 내부적으로 스케일링 • Node.js (JavaScript), Java, Python Ruby, C#, Go, Powershell 지원 Push: event notification Pull: DynamoDB stream Pull: Amazon Kinesis stream 서버리스, 이벤트 기반 아키텍처 적용 Amazon Kinesis Amazon DynamoDB Amazon S3 AWS Lambda Amazon SQS Pull: Amazon SQS
  • 51. AWS Lambda의 다양한 활용 Amazon API Gateway Amazon Alexa AWS IoT Amazon Kinesis Amazon SNS Amazon SES AWS Step Functions Amazon S3 Amazon DynamoDB Custom endpoints Amazon CloudWatch Amazon Elasticsearch EC2 instance
  • 52. 용도에 적합한 DB 서비스 적용 데이터베이스 유형 사용 사례 AWS 서비스 Relational 기존 어플리케이션, ERP, DW 등 RDS Redshift In-memory 캐싱, 세션 관리, 게임 순위표, 지리 공간 애플리케이션 ElastiCache Key-Value 높은 트래픽의 웹 앱, 전자 상거래 시스템, 게임 애플리케이션 DynamoDB Document 콘텐츠 관리, 카탈로그, 사용자 프로필, MongoDB 호환 DocumentDB Wide Column 장비 관리, 차량 관리 및 경로 최적화에 사용하는 대규모 산업용 앱 Managed Apache Cassandra Graph 부정 탐지, 소셜 네트워킹, 추천 엔진 Neptune Time Series IoT 애플리케이션, DevOps, 산업용 텔레메트리 Timestream Ledger 레코드 시스템, 공급망, 등록, 은행 거래 QLDB
  • 53. 분산 아키텍처 적용 업무A RDS Master VPC ALB 업무 A RDS Stand-by Amazon Simple Storage Service (S3) Amazon CloudFront 업무A ElastiCache API Gateway Lambda DynamoDB Message Put Message Get 업무 B Redshift 업무A EC2 업무B EC2 Amazon Simple Queue Service
  • 54. AWS X-Ray 성능의 병목 원인과 에러 파악 어플리케이션의 특정 서비스 이슈를 파악 어플리케이션의 사용자에 대한 영향도 파악 어플리케이션의 서비스 호출 그래프 시각화 AWS X-Ray
  • 56. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 57. 주요 고려사항 • 재해복구(DR) / 멀티 리전 시스템 고려 • 멀티 리전 시스템 배포
  • 58. CloudFormation 으로 인프라 리소스를 모델링 YAML, JSON으로 인프라스터럭처 프로비저닝 script 작성 Script file upload AWS CloudFormation으로 스택 생성 스택 및 리소스가 실행 환경으로 프로비저닝
  • 59. S3 교차 리전 복제 Region #1 Region #2 Amazon Simple Storage Service Amazon Simple Storage Service Amazon EC2 파일 보관 자동 복제 • 한 리전의 S3에 업로드 되는 file이 다른 리전에 자동 복제 sync 가능 • Tag 기반 선택적 복제 가능 • 재해복구, 컴플라이언스 준수, 낮은 지연시간 서비스에서 활용
  • 60. RDS snapshot 교차 리전 복사 Region #1 Region #2 snapshot 생성 복사 Amazon RDS Amazon RDS Snapshot Snapshot snapshot 으로 DB 생성 • 한 리전의 DB 를 데이터와 엔진까지 전체 snapshot 복사 • 다른 리전에서 snapshot으로 DB 인스턴스 생성 가능 • 증분복사 기능으로 변경된 데이터만 복사 가능 • 빠른 시간에 재해복구을 위한 DB 생성 가능
  • 61. DynamoDB 백업 테이블 교차 리전 복원 Region #1 Region #2 테이블 백업 복사 Snapshot Snapshot 테이블 복원 • 한 리전의 DynamoDB 테이블을 백업 • 다른 리전에서 백업 테이블로 복원 가능 • Point-In-Time Recovery 지원 • 빠른 시간에 재해복구을 위한 Table 생성 가능 Amazon DynamoDB Amazon DynamoDB
  • 62. Redis 용 ElastiCache 백업 교차 리전 복사 Region #1 Region #2 Amazon Simple Storage Service Amazon Simple Storage Service Amazon ElastiCache 백업 export 복사 • 한 리전의 ElastiCache 백업을 S3에 Export 한 후, 이를 다른 리전에 복사 • 다른 리전에서 복사한 백업 file로 신규 cluster 생성 • 빠른 시간에 재해복구을 위한 Redis cluster 생성 가능 Amazon ElastiCache 신규 cluster 생성
  • 63. 멀티 리전 배포 Region #1 Region #2 AWS CodePipeline AWS CodeDeploy Amazon EC2 AWS CodeCommit AWS CodeBuild AWS CodeDeploy Amazon EC2 • CodePipeline 서비스에서 단일 파이프라인으로 멀티 리전 배포 가능 • 동일 배포 파이프라인에 배포 대상 리전 추가하여 확장 가능
  • 64. Route 53 를 통한 멀티 리전 라우팅 User Amazon Route 53 Amazon RDS Region #1 VPC EC2 Amazon RDS Region #2 VPC EC2 • Route 53의 다양한 라우팅 정책 적용 가능 • 장애 조치 라우팅 정책으로 액티브 - 패시브 장애조치 구성 가능 • 사용자 위치에 기반한 지리 위치 라우팅 구성으로 멀티 리전 부하분산 가능
  • 65. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 66. 주요 고려사항 • 글로벌 시스템 확장 • 멀티 리전 서비스 확대
  • 67. Aurora 글로벌 데이타베이스 서울 리전 Application 읽기쓰기 시드니 리전 읽기 런던 리전 읽기 오레곤 리전 읽기 짧은 복제 지연시간: 1초 미만의 짧은 복제 지연시간으로 리전 간 데이터 복제 빠른 복구: 기본 리전 장애 시 1분 이내에 타 리전에서 read-write 승격 가능 Application Application Application
  • 68. DynamoDB 글로벌 테이블 서울 리전 Application 읽기쓰기 오레곤 리전 Application 읽기쓰기 런던 리전 Application 읽기쓰기 시드니 리전 Application 읽기쓰기 Global table에 대해 각 리전 별 Local 읽기-쓰기 지원 짧은 지연시간으로 데이터 동기화
  • 69. ElastiCache 글로벌 데이타스토어 for Redis 서울 리전 Application 읽기쓰기 시드니 리전 읽기 오레곤 리전 읽기 Application Application 짧은 복제 지연시간: 1초 미만의 짧은 복제 지연시간으로 리전 간 데이터 복제 빠른 복구: 기본 리전 장애 시 1분 이내에 타 리전에서 read-write 승격 가능
  • 70. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 71. Quick Review 멀티-AZ 를 활용한 이중화 구성 EC2 오토 스케일링 이용 성능 및 부하 분산을 위해 데이터를 캐시 적절한 지표/모니터링/로깅을 하고 있는지 확인 확장성이 뛰어난 관리형 서비스 활용
  • 72. Quick Review CloudFormation을 이용한 프로비저닝 용도에 적합한 데이터베이스 사용 느슨한 결함/분산 아키텍처 적용, 어플리케이션 구조 변경 글로벌 인프라스트럭처 활용 멀티 리전으로 진화
  • 73. © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.
  • 74. 감사합니다 © 2020, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved.