클라우드 컴퓨팅과 AWS 핵심 개념

학습 가이드:

이 문서는 AWS의 기본 뼈대를 잡는 내용을 담고 있습니다.

1. 학습 목표:

• 클라우드의 본질: 단순히 ‘인터넷 저장소’가 아닌, NIST가 정의한 5가지 핵심 특성을 배웁니다.
• AWS의 물리적 구조: 전 세계에 흩어진 데이터센터(리전, 가용영역)가 어떻게 구성되는지 이해합니다.
• 핵심 서비스 3대장:
  1. 컴퓨팅 (EC2): 가상 서버를 빌리고 관리하는 법
  2. 네트워크 (VPC): 나만의 안전한 통신망을 구축하는 법
  3. 보안 (IAM): 누가 무엇을 할 수 있는지 권한을 제어하는 법

2. 왜 중요한가?

이 기초가 없으면 클라우드를 쓰더라도 “비싼 온프레미스(전통적 서버실)”처럼 비효율적으로 사용하게 됩니다. 비용을 절감하고, 보안 사고를 예방하며, 서비스 중단 없이 운영하기 위한 필수 지식입니다.

3. 학습 로드맵

graph LR
    A[1. 클라우드 개념] --> B[2. 글로벌 인프라]
    B --> C[3. 보안 및 권한 Identity]
    C --> D[4. 가상 네트워크 VPC]
    D --> E[5. 컴퓨팅 및 스토리지]
    E --> F[6. 실습 가이드]
    
    style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style F fill:#bbf,stroke:#333,stroke-width:2px

1. 클라우드 컴퓨팅의 정의와 핵심 특성

클라우드 컴퓨팅은 IT 리소스를 인터넷을 통해 필요할 때 가져다 쓰고, 쓴 만큼만 돈을 내는 서비스입니다. NIST(미국 국립표준기술연구소)는 다음 5가지가 충족되어야 클라우드라고 정의합니다.

1.1. NIST 5대 핵심 특성 (시각화)

mindmap
  root((클라우드 5대 특성))
    주문형 셀프서비스
      (관리자 요청 없이 즉시 사용)
    광범위한 네트워크 접근
      (모바일, PC 어디서든 접속)
    리소스 풀링
      (여러 고객이 자원을 공유 - 멀티테넌시)
    빠른 탄력성
      (필요에 따라 고무줄처럼 확장/축소)
    측정 가능한 서비스
      (수도요금처럼 사용량 계측)

2. 서비스 모델과 책임의 범위

클라우드는 “어디까지 내가 관리하느냐”에 따라 3가지 모델로 나뉩니다. 오른쪽(SaaS)으로 갈수록 사용자가 편해지지만 제어권은 줄어듭니다.

2.1. 책임 분담 모델 (Shared Responsibility)

graph BT
    subgraph SaaS [SaaS: 구글 워크스페이스]
        S3(사용자: 데이터/접근권한 설정)
        S2(CSP: 애플리케이션 ~ 인프라 전체 관리)
    end
    
    subgraph PaaS [PaaS: Elastic Beanstalk]
        P3(사용자: 애플리케이션 코드 + 데이터)
        P2(CSP: OS, 런타임 ~ 인프라 관리)
    end

    subgraph IaaS [IaaS: EC2]
        I3(사용자: OS, 미들웨어, 앱, 데이터)
        I2(CSP: 물리적 서버, 네트워크, 스토리지)
    end
    
    classDef user fill:#ff9999,stroke:#333;
    classDef csp fill:#99ccff,stroke:#333;
    
    class S3,P3,I3 user;
    class S2,P2,I2 csp;

• IaaS (Infrastructure as a Service): 하드웨어만 빌립니다. (예: AWS EC2)
• PaaS (Platform as a Service): 개발 환경까지 빌립니다. (예: AWS Lambda, Heroku)
• SaaS (Software as a Service): 완성된 소프트웨어를 씁니다. (예: Slack, Dropbox)

3. AWS 글로벌 인프라 구조

AWS는 물리적 재해에 대비하기 위해 격리를 최우선으로 설계되었습니다.

3.1. 인프라 계층도

flowchart TD
    Region["Region: 리전 <br/> (지리적 위치, 예: 서울)"]
    
    subgraph AZ1 [Availability Zone A]
        DC1[데이터센터 1]
        DC2[데이터센터 2]
    end
    
    subgraph AZ2 [Availability Zone B]
        DC3[데이터센터 3]
    end
    
    Region --> AZ1
    Region --> AZ2
    
    style Region fill:#f96,stroke:#333
    style AZ1 fill:#ffc,stroke:#333
    style AZ2 fill:#ffc,stroke:#333

1. 리전 (Region): 완전히 분리된 지리적 영역. (법적 규제와 속도를 고려해 선택)
2. 가용 영역 (AZ): 리전 내에서 물리적으로 격리된 데이터센터 그룹. 하나가 셧다운 되어도 다른 AZ가 살아있어야 함(Multi-AZ 전략).
3. 엣지 로케이션: 사용자에게 더 빨리 콘텐츠를 배달하기 위한 캐시 서버(CDN) 위치.

4. 계정 및 권한 관리 (IAM)

보안의 시작은 **“너 누구니?(인증)”**와 **“뭐 할 수 있니?(권한)”**를 가리는 것입니다.

• Root Account: 모든 권한을 가진 신(God) 계정. 절대 사용 금지 (MFA 설정 후 봉인).
• IAM User/Role: 실제 작업을 수행하는 주체.

4.1. IAM 작동 원리

sequenceDiagram
    participant User as IAM 사용자/역할
    participant Auth as AWS 인증 시스템
    participant Policy as 정책(Policy)
    participant Resource as 리소스(S3/EC2)

    User->>Auth: 1. 요청 보냄 (나 이거 해도 돼?)
    Auth->>Policy: 2. 정책 검사 (Allow/Deny 확인)
    
    alt 명시적 거부(Deny) 있거나 허용(Allow) 없음
        Policy-->>User: 거부됨 (Access Denied)
    else 명시적 허용(Allow) 존재
        Policy->>Resource: 3. 작업 수행
        Resource-->>User: 성공
    end

핵심 원칙: 최소 권한의 원칙 (Principle of Least Privilege). 필요한 만큼만 권한을 줍니다.

5. 네트워크 (VPC) 기초

가장 어렵지만 중요한 부분입니다. 클라우드 안에 **‘나만의 비공개 네트워크’**를 만드는 과정입니다.

5.1. VPC 아키텍처 다이어그램

graph TB
    subgraph VPC ["VPC (10.0.0.0/16)"]
        direction TB
        
        subgraph Public_Subnet ["Public Subnet (10.0.1.0/24)"]
            Web[Web Server]
            IGW_Link[To IGW]
        end
        
        subgraph Private_Subnet ["Private Subnet (10.0.2.0/24)"]
            DB[Database]
        end
        
        NAT[NAT Gateway]
    end
    
    Internet((인터넷)) -- 인터넷 게이트웨이(IGW) --> Public_Subnet
    Public_Subnet -- 내부 라우팅 --> NAT
    Private_Subnet -- 아웃바운드 전용 --> NAT
    
    style Public_Subnet fill:#dfd,stroke:#333
    style Private_Subnet fill:#fdd,stroke:#333

• Public Subnet: 인터넷과 직접 연결됨 (웹 서버용).
• Private Subnet: 인터넷에서 직접 접근 불가, 보안이 중요함 (데이터베이스용).
• Security Group: 인스턴스 앞을 지키는 가상 방화벽 (포트 열기/닫기).

6. 컴퓨팅과 스토리지 (EC2 & S3)

6.1. EC2 (가상 서버)

• 정의: 원하는 사양(CPU, RAM)의 서버를 빌리는 것.
• Auto Scaling: 사용자가 몰리면 서버를 자동으로 늘리고, 없으면 줄여서 비용을 아끼는 기술.

6.2. 스토리지 비교 (S3 vs EBS)

특성	EBS (Elastic Block Store)	S3 (Simple Storage Service)
비유	외장 하드디스크 (USB)	구글 드라이브 / 웹하드
연결	특정 EC2 인스턴스에 장착	인터넷 어디서나 URL로 접근
용도	OS 설치, DB 데이터 저장	이미지 파일, 로그, 백업 저장
속도	매우 빠름 (IOPS 중요)	전송 속도 위주

7. 실습 가이드: CLI 및 SDK 활용

7.1. AWS CLI 설정 (aws configure)

터미널에서 AWS를 제어하려면 자격증명(열쇠)을 등록해야 합니다.

$ aws configure
AWS Access Key ID [None]: AKIA... (발급받은 키 ID)
AWS Secret Access Key [None]: wJalr... (비밀 키)
Default region name [None]: ap-northeast-2 (서울 리전)
Default output format [None]: json

주의: Access Key는 깃허브(GitHub) 등에 절대 올리면 안 됩니다. 해킹의 지름길입니다.

7.2. Python(boto3)으로 S3 조회하기

개발자라면 코드로 인프라를 제어하는 법을 익혀야 합니다.

import boto3

def list_buckets():
    # S3 서비스에 연결하는 클라이언트 객체 생성
    s3 = boto3.client('s3')
    
    # 버킷 목록 가져오기
    response = s3.list_buckets()
    
    print("=== 내 S3 버킷 목록 ===")
    for bucket in response['Buckets']:
        print(f"- {bucket['Name']}")

if __name__ == "__main__":
    list_buckets()