클라우드 아키텍처

클라우드 아키텍처란?

코어 클라우드 아키텍처 구성요소

클라우드 아키텍처의 4가지 주요 요소는 프런트엔드 플랫폼, 백엔드 플랫폼, 클라우드 기반 딜리버리, 클라우드 스토리지입니다. 이 요소들은 효율적이고 확장 가능하며 원활한 클라우드 환경을 구축합니다.

1. 사용자 인터페이스 플랫폼

클라우드 서비스의 프런트엔드는 모든 장치에서 접근성이 좋고 반응성이 뛰어나며 사용하기 쉽습니다.

중요 요소는 다음과 같습니다.

• 웹 브라우저: 가장 인기 있는 접속 브라우저는 Chrome, Edge, Safari, Firefox입니다. Gmail, Salesforce, Office 365와 같은 클라우드 SaaS 제품은 가볍고 설치가 필요 없기 때문에 브라우저 기반 배포 방식을 사용합니다.
• 모바일 애플리케이션: 사용자가 이동 중에도 정보에 액세스할 수 있도록 지원하며(예: Google Drive 모바일 애플리케이션), 모바일 연결성, 오프라인 지원 및 장치별 기능이 우선시됩니다.
• 데스크톱 애플리케이션 및 PWA(프로그레시브 웹 애플리케이션): 고속 처리 또는 오프라인 기능이 필요한 워크로드에 적합합니다. 예를 들어, Microsoft Teams 데스크톱 소프트웨어에는 온라인에서는 사용할 수 없는 기능이 포함되어 있습니다. 프로그레시브 웹 애플리케이션은 브라우저 애플리케이션과 네이티브 애플리케이션의 장점을 결합합니다.
• API(애플리케이션 프로그래밍 인터페이스)와 SDK(소프트웨어 개발 키트)는 개발자가 애플리케이션을 클라우드 서비스에 연결하는 데 사용하는 툴입니다. 예를 들면, Stripe API가 통합된 클라우드 결제 애플리케이션 등이 있습니다.
• 액세스 툴: 리소스 프로비저닝, 모니터링 및 자동화에는 대시보드, 포털 및 CLI가 필요합니다.
• 클라이언트: 여기에는 노트북, IoT 장치 또는 씬 클라이언트 소프트웨어가 포함될 수 있습니다. 예를 들면, IoT 클라우드 클라이언트로서의 스마트 온도 조절기 등이 있습니다.

이 계층을 통해 언제 어디서든 클라우드 리소스에 지속적으로 액세스할 수 있습니다.

2. 백엔드(서버, 스토리지, 데이터베이스)

백엔드는 프런트엔드를 구동하며 대규모 컴퓨팅, 스토리지 및 비즈니스 로직을 관리합니다.

a. 컴퓨팅 리소스

• 가상 시스템(VM): 온디맨드로 컴퓨팅 작업을 수행하며 여러 운영 체제가 하나의 하드웨어에 실행됩니다. 스타트업은 가상 시스템 하나에서 수천 개로 즉시 규모를 확장할 수 있습니다.
• 컨테이너: 여러 플랫폼에서 프로그램을 균일하게 실행하는 작고 휴대 가능한 시스템(Kubernetes, Docker)으로, DevOps 파이프라인 및 마이크로 서비스에 이상적입니다.
• 서버리스 컴퓨팅: 서버를 관리할 필요 없이 기능을 수행할 수 있습니다.
• 베어 메탈 서버: 게임, 기계 학습, 고빈도 매매와 같은 고성능 워크로드에 사용되는 전용 물리적 서버입니다.

b. 스토리지 시스템

정형 데이터와 비정형 데이터를 위한 데이터베이스 기반의 효율적인 확장형 스토리지입니다.

c. 데이터베이스

• 관계형(SQL): 금융, ERP 및 HR 시스템에서 사용되는 구조화된 관계형 데이터베이스입니다.
• NoSQL: 스키마가 없으며, 소셜 미디어 또는 IoT와 같이 유연한 데이터 모델이 필수적인 대용량 애플리케이션에 적합합니다.
• 데이터 웨어하우스: 분석, 보고 및 BI에 최적화되어 있습니다. 예를 들면, Snowflake는 테라바이트 규모의 마케팅 데이터를 처리합니다.
• 인메모리 데이터베이스: 마이크로초 단위의 속도가 중요한 캐싱 및 실시간 분석에 사용됩니다. 예를 들면, 전자 상거래에서 제품 페이지를 캐싱하는 Redis 등이 있습니다.

d. 애플리케이션 백엔드 서비스

• 마이크로서비스: 애플리케이션을 더 작고 독립적인 서비스로 분할합니다. 예를 들면, 넷플릭스는 추천, 스트리밍, 결제에 마이크로 서비스를 사용합니다.
• 미들웨어: 애플리케이션/서비스를 연결합니다. (Kafka는 실시간 데이터를 스트리밍합니다)
• 로드 밸런서: 서버 간 트래픽을 분산하여 리소스 오류를 방지합니다.

3. 네트워크 기반 클라우드 딜리버리

모든 구성 요소는 네트워크를 통해 서로 연결되어 있어 빠르고 안전하며 안정적인 데이터 전송이 가능합니다.

필수적인 기술에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• CDN: 자료를 전 세계에 더 빠르게 배포할 수 있습니다.
• VPN: 사용자와 클라우드 간에 안전한 통신을 제공합니다.
• DNS 서비스: 도메인 관리를 수행합니다.
• 보안 그룹 및 방화벽: 리소스 수준 액세스 제어를 수행합니다.
• 로드 밸런서: 워크로드 분산을 통해 성능을 최적화합니다.
• API 게이트웨이: API 트래픽을 확장하고 관리합니다.
• 네트워킹 프로토콜: VPC, 서브넷 및 하이브리드 연결(ExpressRoute, Direct Connect)을 담당합니다.

4. 클라우드 스토리지

클라우드 스토리지는 영구적이고 확장 가능하며 접근성이 뛰어난 데이터를 통해 다양한 워크로드를 지원합니다.

• 비정형 데이터, 백업, 미디어(객체 스토리지).
• EBS(Azure Managed Disks): 짧은 대기 시간, 고성능 블록 스토리지.
• 파일 스토리지: 기존 파일 시스템 구조.

이러한 유연성은 기업이 거래, 분석 및 보관 애플리케이션을 위해 데이터를 효율적으로 저장, 보존 및 검색하는 데 도움이 됩니다.

미들웨어 계층은 사용자 인터페이스와 서버, 스토리지 및 데이터베이스를 연결하는 역할을 하며, 서로 다른 기술 기반에서 개발된 애플리케이션들이 원활하게 통신하고 상호 운용될 수 있도록 하고, 데이터가 안전하게 전달되도록 지원합니다.

핵심 기능

• 통합: 미들웨어는 REST, SOAP 또는 Apache Kafka와 같은 이벤트 기반 플랫폼을 활용하는 시스템을 통합합니다. 이를 통해 서로 다른 애플리케이션들을 끊김 없이 연결할 수 있습니다.
• 메시징: RabbitMQ 또는 ActiveMQ와 같은 메시지 브로커는 안정적인 비동기 데이터 전송을 제공합니다. 구성 요소를 분리하면 프로그램들이 직접적인 의존성 없이 안전하게 통신할 수 있습니다.
• 애플리케이션 서비스: 미들웨어는 모듈식의 독립적인 구성 요소들이 마이크로 서비스와 상호 작용하고 확장할 수 있도록 합니다. 이로써 유연성과 내결함성이 향상됩니다.
• 인증 및 보안: ID 관리, 사용자 인증 및 암호화를 담당하여 승인된 사용자와 서비스만 클라우드 리소스에 안전하게 액세스할 수 있도록 보장합니다.
• 데이터 변환: 미들웨어는 여러 애플리케이션, 프로토콜 및 시스템이 데이터를 이해하고 올바르게 처리할 수 있도록 데이터를 변환하고 형식을 지정합니다.

주요 기술

• API 게이트웨이: AWS API Gateway 및 Azure API Management는 API 트래픽을 모니터링하고 정책을 적용하며 클라이언트 요청을 중앙 집중화합니다.
• 메시지 브로커: Apache Kafka와 RabbitMQ는 이벤트 기반 분산 시스템 통신, 실시간 스트리밍 및 안정적인 메시지 전달을 지원합니다.
• 서비스 버스 플랫폼: Azure Service Bus와 Amazon SQS는 관리형 큐와 게시-구독 메커니즘을 통해 비동기 메시징 및 워크로드 분산을 관리합니다.

클라우드 설계는 프런트엔드와 백엔드 간의 상호 작용을 연결, 보호 및 최적화하기 위해 미들웨어에 의존하며, 애플리케이션의 상호 운용성, 확장성 및 효율성을 유지하고 통신 시간을 줄이기 위해 통합, 메시징, 보안 및 데이터 변환을 처리합니다.

클라우드 아키텍처에서 핵심 기술의 역할

최신 클라우드 아키텍처는 기반 기술 덕분에 확장성, 일관성 및 효율성을 갖추고 있습니다. 민첩한 고성능의 클라우드 환경에는 자동화, 컨테이너 및 가상화가 필요합니다.

1. 가상화는 가상 시스템(VM)을 통해 확장 가능한 컴퓨팅 환경을 제공합니다.

• 기능: 가상화는 하드웨어를 운영 체제, 애플리케이션 및 리소스를 갖춘 여러 가상 컴퓨터로 추상화합니다. 클라우드 컴퓨팅의 유연성과 효율성은 바로 여기에 달려 있습니다.
• 이점:
  • 확장성: 수요에 맞춰 가상 시스템을 추가하거나 제거할 수 있습니다.
  • 최적화: 하드웨어를 효율적으로 활용하여 인프라 비용을 절감할 수 있습니다.
  • 격리: 간섭으로부터 워크로드를 보호할 수 있습니다.
  • 유연성: 공유 인프라에서 여러 운영 체제 및 애플리케이션을 지원할 수 있습니다.

2. 도커 컨테이너는 일관성과 이동성을 위해 애플리케이션과 종속성을 경량 단위로 패키징합니다. 공유 호스트 운영 체제는 가상 시스템보다 배포 속도가 빠르고 오버헤드가 적습니다.

• 이점:
  • 개발, 테스트 및 운영 단계에서 성능 일관성을 보장할 수 있습니다.
  • 이식성: 퍼블릭, 프라이빗 및 하이브리드 클라우드 간에 워크로드를 전송할 수 있습니다.
  • 효율성: 기존 가상 시스템에 비해 시작 속도가 빠르고 용량이 작습니다.
  • 확장성: 마이크로 서비스 및 분산 시스템의 수평적 확장에 이상적입니다.
  • 예를 들면, 업계 표준 컨테이너화 플랫폼인 Docker 등이 있습니다.

3. Kubernetes는 클러스터 전반에 걸쳐 컨테이너화된 애플리케이션의 배포, 확장 및 운영을 자동화하는 데 사용됩니다.

• 이점:
  • 자동 배포 기능을 통해 노드 컨테이너 배포가 간소화됩니다.
  • 동적 확장: 수요에 따라 실시간으로 리소스를 수정하는 기능입니다.
  • 로드 밸런싱: 워크로드를 분산하여 성능을 개선할 수 있습니다.
  • 자가 복구 기능은 장애 발생 후 시스템 가동 시간을 복원합니다.
  • 하이브리드 및 멀티 클라우드 환경에서 일관된 워크로드 관리를 보장합니다.
• 이를 위해 다음이 필요합니다.
  • 가상화는 컴퓨팅 리소스를 추상화하는 데 기반합니다.
  • 컨테이너는 이동성과 환경적 일관성을 제공합니다.
  • 자동화는 대규모 클라우드 운영을 간소화합니다.
  • 최신 클라우드 플랫폼은 민첩성, 효율성 및 확장성을 위해 이러한 기술에 의존합니다.

HPE 실제 사례 및 사용 사례

HPE GreenLake와 HPE Private Cloud는 민첩하고 확장 가능하며 제어 가능한 하이브리드 환경 구축 및 관리를 제공합니다.

1. 하이브리드 클라우드 관리 및 최적화(HPE GreenLake)

• 제조 민첩성: HPE GreenLake의 확장형 IT 인프라는 하이브리드 클라우드 기술로 미션 크리티컬 운영을 안정적으로 유지할 수 있도록 보장합니다.
• 소매 및 옴니채널: HPE GreenLake는 혁신, 효율성 및 지속 가능성을 결합하여 멕시코 월마트에서 하이브리드 옴니채널 소매 환경을 구축했습니다.
• 금융 서비스: Barclays는 HPE GreenLake를 활용하여 안전한 고성능 뱅킹 워크로드를 최적화하여 프라이빗 클라우드 자산을 두 배로 늘렸습니다.
• 건강 및 연구: 세인트 주드 아동 연구 병원에서는 HPE HPC 및 AI를 활용하여 소아 연구를 가속화하고 있습니다. HPE의 하이브리드 기능 덕분에 올리비아 뉴턴-존 암 연구소의 의료 연구가 대폭 개선되었습니다.
• 통신: HPE 기술은 독일 통신 대기업의 확장형 AI/ML 연구소를 지원하여 신속한 개념 증명 및 데모를 가능하게 했습니다.
• 오락 및 미디어: HPE GreenLake는 동영상 분석 및 몰입형 경험을 통해 FC 바르셀로나의 팬 참여도와 팀 성공을 이끌고 있습니다.

2. 특정 워크로드를 위한 프라이빗 클라우드(HPE Private Cloud 솔루션)

• AI/ML 개발 및 배포: HPE Private Cloud AI는 소규모 추론부터 대규모 미세 튜닝까지 AI 지원 인프라를 제공합니다.
• 미션 크리티컬 디지털 트랜스포메이션: 포춘 500의 한 자동차 및 엔지니어링 기업은 고가용성을 위해 퍼블릭 서비스를 활용하는 HPE 기반 프라이빗 클라우드에서 SAP 및 기타 핵심 애플리케이션을 운영하고 있습니다.
• 클라우드 송환: 상품 거래소는 보안, 관리 및 경제성을 위해 두 개의 퍼블릭 클라우드에서 HPE 기반 프라이빗 클라우드로 워크로드를 이전했습니다.

3. 엣지 컴퓨팅 및 분산형 IT(HPE GreenLake Edge)

• 소매 및 지사: 엣지 위치에 클라우드 환경을 제공하여 원격 사이트 전반에 걸쳐 균일한 관리를 제공하고 지연 시간과 대역폭 비용을 절감합니다.

제조 OT 통합: 예측 유지보수, 상태 모니터링 및 AI 기반 제조 현장 품질 검사를 통해 IT/OT 융합을 촉진합니다.

HPE의 최신 클라우드 아키텍처 지원

HPE는 특히 하이브리드 환경에서 클라우드 시스템을 설계, 구축 및 최적화하는 데 필요한 다양한 제품과 서비스를 제공합니다.

1. HPE GreenLake 온프레미스, 엣지, 데이터 센터 및 코로케이션 사이트를 아우르는 통합 클라우드 환경을 제공합니다. 이 플랫폼은 통합 컨트롤 플레인과 클라우드 네이티브 서비스를 통해 AI를 포함한 하이브리드 워크로드를 관리합니다.

• HPE Private Cloud Business Edition: 온디맨드 확장성과 사용량 기반 요금제를 지원하는 셀프서비스 및 자체 관리형 프라이빗 클라우드로, 더욱 빠른 설정과 클라우드 같은 사용 환경을 제공합니다.
• 유연성 및 확장성: 구매, 구독 또는 종량제 결제 방식을 통해 성능, 비용, 복잡성 요구 사항을 충족합니다.
• 에이전트 기반 AIOps: 지속적인 학습 및 자동화된 최적화 기능이 내장되어 있습니다.
• 특수 옵션: 관리형 턴키 방식의 AI 프라이빗 클라우드를 선택할 수 있습니다.

2. 프라이빗 클라우드 솔루션

HPE 온프레미스 워크로드는 프라이빗 클라우드 환경에서 균일한 운영과 간소화된 관리를 통해 클라우드 수준의 민첩성을 확보할 수 있습니다.

• HPE Private Cloud Enterprise: 미션 크리티컬 워크로드(성능, 보안, 규정 준수)를 위한 관리형 엔터프라이즈급 프라이빗 클라우드입니다.
• 워크로드 최적화: 사전 통합된 엣지, ROBO, GenAI 및 기타 주요 애플리케이션이 있습니다.
• 포트폴리오: HPE Private Cloud AI, Enterprise 및 Business Edition이 제공됩니다.

3. 클라우드 컨설팅 서비스

조직은 HPE Pointnext를 사용하여 하이브리드 클라우드 전략을 수립하고 구현하는 방법을 배웁니다.

• 하이브리드 클라우드 전략: 현재 환경, 기술 격차, 마이그레이션 경로를 평가합니다.
• 마이그레이션 및 도입: 검증된 템플릿과 성공 사례를 통해 더 신속한 전환을 지원합니다.
• 클라우드 관리: 엔드 투 엔드 운영 거버넌스, 컴플라이언스 및 비용 관리를 제공합니다.
• 전문화된 지원: 클라우드 도입을 위한 가속기 워크샵, 혁신 프로그램 및 경제적 측면 분석을 제공합니다.

4. 소프트웨어 정의 및 멀티 클라우드 관리

HPE의 소프트웨어 정의 인프라를 통해 복잡한 절차가 간소화됩니다.

• 통합 가시성: 멀티 클라우드 에코시스템을 단일 패널로 관리합니다.
• 주요 플랫폼: HPE OneView(인프라 관리), HPE Synergy(컴포저블 인프라), HPE SimpliVity(하이퍼컨버지드)가 있습니다.

5. 클라우드 네이티브 컴퓨팅 서비스

최신 애플리케이션 딜리버리 환경에서 민첩성과 속도를 고려하여 설계되었습니다.

• 컨테이너 및 마이크로 서비스 지원: Kubernetes, DevOps, 마이크로 서비스를 활용한 구축 및 오케스트레이션을 제공합니다.
• 하이브리드 클라우드 최적화: 효율적인 리소스 활용을 위한 통합 AIOps, FinOps, 자동화를 제공합니다.

HPE는 고객이 하이브리드 및 멀티 클라우드 환경 전반에서 작동하는 뛰어난 내구성의 비용 효율적인 확장형 클라우드 환경을 구축할 수 있도록 지원합니다.