AWS - Elastic Block Storage (EBS)

■ 스토리지 개요

• 스토리지란 데이터를 보관하는 장소로 정보전산 시스템에서 발생하는 데이터를 저장하는 장소를 의미 합니다. 일반적으로 많이 사용되는 데이터 저장 장치로는 SD카드, USB, HDD, SDD 및 마그네틱 테이프가 있습니다. AWS에서도 스토리지 기능을 제공하며 "블록 스토리지", "파일 스토리지", "객체 스토리지"를 제공 합니다.

 

■ AWS 스토리지 종류

• 블록 스토리지: 단일 스토리지 볼륨을 "블록" 이라는 개별 단위로 분할해서 저장 합니다. 각 블록은 저장된 위치에 고유한 주소가 있기 때문에 서버에서 파일을 요청하면 블록들을 재구성하여 하나의 데이터로 서버에 전달 합니다. 레거시 환경에서는 SAN 이라고 하고, AWS에서는 EBS (Elastic Block Stroage) 라는 블록 스토리지를 제공 합니다.
  • 장점: 높은 성능, 빠른 검색, 다중 OS 지원 (파일 시스템을 사용하는 OS에서 구성하기 때문에 파티셔닝을 통해 다양한 OS 지원 가능)
  • 단점: 고비용, 관리 어려움, 용량 관리 어려움, 확장성 제한 
• 파일 스토리지: 파일 수준 또는 파일 기반 스토리지라고 하며, 디렉토리 구조로 파일을 저장 합니다. 각 파일은 디렉토리에 종속되며 폴더 역시 다른 폴더에 종속되어 계층 관계를 형성 합니다. 레거시 환경에서는 NAS 라고 하고, AWS 에서는 EFS (Elastic File Storage) 라는 파일 스토리지를 제공 합니다. 
  • 장점: 사용이 쉬움, 조직화된 계층 구조 
  • 단점: 데이터 양이 증가함에 따라 성능 저하 발생 
• 객체1) 스토리지: 데이터 조각을 가져와서 객체로 지정하고, 개별 단위로 저장 합니다. 파일 스토리와 다르게 모든 객체는 중첩된 계층 구조 없이 단일판 평면적(Flat)인 주소 공간에 저장 됩니다. 평면 주소 공간에는 데이터 및 관련 메타 데이터로 구성된 객체에 고유 식별자가 있습니다. 해당 스토리지에서는 객체의 이름(KEY)만 알고 있으면 빠르게 대상을 검색할 수 있고 객체 스토리지 접근에는 HTTP 프로토콜 기반의 REST API를 사용 합니다. AWS에서는 S3 라는 객체 스토리지를 제공 합니다. 
  • 장점: 무제한 확장성, 데이터 활용성 높음 (보관, 백업, 검색), 낮은 비용
  • 단점: 낮은 성능, 작은 파일 처리 성능에 비효율
• 참조: 스토리지 종류 비교 - 블록, 파일, 오브젝트 스토리지 쉽게 이해하기 : 동국시스템즈 포탈 디케이앤유 (dknyou.com)

 

---

 

■ AWS - EBS (Elastic Block Storage) 개요

• EC2 인스턴스에서 사용하는 블록 스토리지 서비스 입니다. EC2 인스턴스에서는 해당 블록 스토리지를 네트워크를 통해 시스템에 직접적으로 연결 된 하드 디스크 처럼 사용 할 수 있습니다. 

 

■ AWS - EBS (Elastic Block Storage) 특징

• 일대다 (1:N) 관계: 일반적으로 EBS는 하나의 EC2 인스턴스에만 연결 되지만, EC2 인스턴스는 여려개의 EBS 볼륨을 연결 하여 사용 할 수 있습니다. 단, EBS io1 / io2의 경우 다중 EC2 인스턴스에 연결이 가능 합니다. 
• 독립적 관계: EC2 인스턴스와 EBS 스토리지는 독립적인 관계이기 때문에 EC2 인스턴스를 삭제 해도 EBS 볼륨은 사용 가능 합니다.
• 가용 영역 종속: EBS 볼륨은 특정 가용 영역에 종속 됩니다. 다른 가용 영역으로 옮기기 위해서는 스냅샷 기능 활용 또는 AMI로 변형하여 다른 가용 영역으로 옮겨야 합니다.
• 네트워크 드라이브: EC2 인스턴에서 사용하는 EBS 볼륨은 네트워크를 통해 사용되며, 해당 과정에서 약간의 지연 (Latency)이 발생 합니다. 네트워크 드라이브이기 때문에 기존 인스턴스 연결 해제 후 다른 인스턴스로 옮길 수 있습니다.
• 데이터 확장성: 볼륨 유형, 볼륨 크기, IOPS 용량을 수정 할 수 있습니다.
  볼륨 크기 조정 후 Linux 파일 시스템 확장 - Amazon Elastic Compute Cloud
  

 

■ AWS - EBS (Elastic Block Storage) 유형

• gp2 / gp3 (SSD): 일반적인 SSD 볼륨. 가격과 성능의 균형을 맞춘 타입으로 다양한 워크로드에 사용 됩니다. 
  • gp2:  GiB당 3 IOPS 단위로 최소 100 IOPS에서 최대 16,000 IOPS까지 선형적으로 확장 됩니다. 스토리지 용량에 따라 IOPS도 같이 증가 합니다. 처리량은 지정할 수 없습니다.
  • gp3: 3,000 IOPS의 기본 성능을 지원합니다. 또한 GiB당 500 IOPS, 최대 16,000 IOPS까지 확장 가능하며 처리량은 기본값 125MiB 이며 최대 1,000Mib까지 가능 합니다. 
• io1 / io2 (SSD): 고성능의 SSD 볼륨. Mission-Critical Low-Latency 또는 높은 성능을 필요로 하는 워크로드에 사용 됩니다. 데이터베이스와 같은 출력과 IO가 중요한 업무에 적합 합니다. 
  • io1: 4GiB에서 16TiB까지 지원하며, 볼륨 크기에 따라 100~64,000 IOPS를 지원합니다. io1 볼륨의 경우 GiB당 최대 50 IOPS까지 프로비저닝할 수 있습니다.
  • io2: 4GiB에서 64TiB까지 지원하며 100~256,000 범위 내의 IOPS:GiB 비율이 1,000:1인 IOPS를 지원합니다. EC2 Nitro를 사용할 경우 64,000 IOPS까지 사용할 수 있습니다.
  • Multi-Attatch: io1/io2 볼륨은 동일한 가용 영역에 있는 다중 EC2에(최대 16개) 연결이 가능 합니다. 각 인스턴스는 해당 EBS 볼륨에 읽기/쓰기 권한을 가집니다. Multi-Attatch 기능을 사용하기 위해서 클러스터 인식 파일 시스템을 사용 해야 합니다. (Not XFS, EXT4...)
• st1 (HDD): 저비용의 HDD 볼륨, 부트 볼륨이 될 수 없습니다. 접근 빈도가 높고 집약적인 워크로드에 사용 됩니다. 성능 최적화 볼륨으로 빅 데이터, 데이터 웨어하우스, 로그 처리에 적합 합니다.
• sc1 (HDD): 저비용의 HDD 볼륨,  부트 볼륨이 될 수 없습니다 . 접근 빈도가 낮은 워크로드에 사용 됩니다. 스토리지 사용 비용이 중요할 때 적합 합니다.
• EBS의 부트 볼륨은 gp2,gp3,io1 및 io2만 사용 할 수 있습니다. 

 

■ AWS - EBS (Elastic Block Storage) 스냅샷

• EBS 볼륨의 특정 시점을 찍어 해당 시점으로 돌아갈 수 있는 백업의 기능 입니다. 스냅샷을 찍기 위해 인스턴스에서 분리할 필요는 없으나 데이터 일관성을 위해 볼륨을 분리 후 스냅샷을 수행하는 것을 권장 합니다. 
• 생성된 스냅샷을 활용하여 AMI 생성 및 스냅샷 복제 기능을 활용하여 다른 가용 영역이나 리전으로 이전이 가능  합니다. 
• 수명 주기 관리자(Data LifeCycle Manager)기능을 활용하여 스냅샷 과 AMI에 대한 생성, 보존 및 삭제 기능을 자동화 할 수 있습니다. 하지만 수명 주기 관리자에 의해 생성되지 않은 스냅샷과 AMI는 관리 대상이 아닙니다. 
• FSR (Fast Snapshot Restor) 기능을 활용하면 스냅샷을 활용하여 볼륨을 재구성할 경우 전체 성능을 완전히 사용할 수 있으나 많은 비용이 발생 합니다. 
• 스냅샷을 생성하면 스토리지 계층은 Standard에 위치하는데, 아카이브를 통해 아카이브 계층으로 이동할 수 있습니다. 해당 기능을 사용하면 약 75% 더 저렴한 가격에 스냅샷을 보관할 수 있으나 복원을 위해 24시간에서 최대 72시간 까지 시간이 소요 됩니다. 
• 스냅샷은 암호화가 가능하며, 원본 볼륨이 암호화가 되어 있으면 스냅샷은 암호화된 상태로 생성 됩니다. 암호화 되지 않은 스냅샷에서 볼륨을 생성할 때 암호화를 활성화 하면 암호화된 볼륨을 생성 할 수 있습니다.

 

---

1) 객체 (Object): 실세계에 존재하거나 생각할 수 있는 것.

참조: 객체 뜻, 주체 뜻, 개체 뜻: 정리해 드립니다 | 메이크잇25 (makeit25.com)