AWS 클라우드 확장 전략: 수평적 확장 vs. 수직적 확장 비교 분석

클라우드 컴퓨팅의 주요 장점 중 하나는 고성능과 확장성을 쉽게 달성할 수 있다는 것입니다. AWS에서는 수평적 확장(Horizontal Scaling)과 수직적 확장(Vertical Scaling)을 통해 애플리케이션의 성능과 확장성을 향상시킬 수 있습니다.

 

1. 수평적 확장(Horizontal Scaling)

수평적 확장은 더 많은 리소스를 추가하여 전체 시스템 용량을 늘리는 방식입니다. AWS에서는 Auto Scaling과 로드 밸런싱을 통해 수평적 확장을 구현할 수 있습니다.

1.1. Auto Scaling

• Auto Scaling은 수요에 따라 EC2 인스턴스의 수를 자동으로 조정하는 서비스입니다.
• 사용자가 정의한 조건(CPU 사용률, 네트워크 트래픽 등)에 따라 인스턴스를 추가하거나 제거합니다.
• 트래픽이 증가할 때 인스턴스를 자동으로 추가하여 애플리케이션의 가용성을 유지하고, 트래픽이 감소할 때 인스턴스를 제거하여 비용을 최적화할 수 있습니다.
• Auto Scaling 그룹을 생성하고, 시작 구성(Launch Configuration) 또는 시작 템플릿(Launch Template)을 정의하여 사용합니다.

1.2. 로드 밸런싱

• 로드 밸런싱은 들어오는 트래픽을 여러 EC2 인스턴스로 분산시켜 애플리케이션의 성능과 가용성을 높이는 기술입니다.
• AWS에서는 Elastic Load Balancing(ELB) 서비스를 제공하며, Application Load Balancer(ALB), Network Load Balancer(NLB), Gateway Load Balancer(GLB) 등의 유형이 있습니다.
• ALB는 HTTP/HTTPS 트래픽을 분산시키고, NLB는 TCP/UDP 트래픽을 분산시키며, GLB는 서드 파티 가상 어플라이언스를 통해 트래픽을 분산시킵니다.
• 로드 밸런서는 health check를 통해 정상 인스턴스로만 트래픽을 전달하여 애플리케이션의 가용성을 보장합니다.

 

2. 수직적 확장(Vertical Scaling)

수직적 확장은 단일 리소스의 용량을 늘려 성능을 향상시키는 방식입니다. AWS에서는 인스턴스 타입 변경과 스토리지 확장을 통해 수직적 확장을 구현할 수 있습니다.

2.1. 인스턴스 타입 변경

• EC2 인스턴스의 타입을 변경하여 CPU, 메모리, 네트워크 성능 등을 향상시킬 수 있습니다.
• AWS는 다양한 인스턴스 타입을 제공하며, 각 타입은 특정 워크로드에 최적화되어 있습니다.
• 예를 들어, 컴퓨팅 최적화 인스턴스(C 시리즈)는 CPU 집약적인 작업에 적합하고, 메모리 최적화 인스턴스(R 시리즈)는 대용량 메모리를 필요로 하는 작업에 적합합니다.
• 인스턴스 타입 변경은 일시적으로 인스턴스를 중지해야 하므로 서비스 중단이 발생할 수 있습니다.

2.2. 스토리지 확장

• EBS 볼륨의 크기를 늘리거나 새로운 볼륨을 추가하여 스토리지 용량을 확장할 수 있습니다.
• EBS 볼륨은 일반 SSD(gp2), 프로비저닝된 IOPS SSD(io1), 처리량 최적화 HDD(st1) 등 다양한 유형을 제공합니다.
• 필요에 따라 볼륨 크기를 변경하거나, 여러 볼륨을 RAID 구성으로 연결하여 성능과 용량을 높일 수 있습니다.
• EBS 탄력적 볼륨을 사용하면 볼륨 크기 변경 시 서비스 중단 없이 확장이 가능합니다.

 

3. 수평적 확장과 수직적 확장의 비교

구분	수평적 확장	수직적 확장
방식	더 많은 리소스 추가	단일 리소스 용량 증대
장점	- 높은 확장성과 가용성 - 비용 효율적- 무중단 확장 가능	- 구현이 간단 - 성능 향상 폭이 큼
단점	- 아키텍처 변경 필요 - 관리 복잡성 증가	- 확장 한계 존재 - 비용 증가 - 서비스 중단 가능성
적합한 경우	- 트래픽 변동이 큰 경우 - 대규모 확장이 필요한 경우	- 트래픽 변동이 적은 경우 - 단기적 성능 향상이 필요한 경우

 

4. 모범 사례

• 수평적 확장과 수직적 확장을 적절히 조합하여 사용합니다.
• stateless 애플리케이션은 수평적 확장에, stateful 애플리케이션은 수직적 확장에 적합합니다.
• Auto Scaling을 사용하여 트래픽 변화에 자동으로 대응하고, 로드 밸런서를 통해 트래픽을 분산시킵니다.
• 인스턴스 타입 변경 시 서비스 중단을 최소화하기 위해 Blue/Green 배포 또는 Rolling Update 방식을 고려합니다.
• 스토리지 확장 시 EBS 탄력적 볼륨을 사용하여 서비스 중단을 방지합니다.

 

정리

AWS에서는 수평적 확장과 수직적 확장을 통해 애플리케이션의 성능과 확장성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. Auto Scaling과 로드 밸런싱을 활용한 수평적 확장은 트래픽 변동에 유연하게 대응하고 비용을 최적화할 수 있는 방법입니다. 인스턴스 타입 변경과 스토리지 확장을 통한 수직적 확장은 단기적인 성능 향상에 적합합니다. 애플리케이션의 특성과 요구사항에 맞게 두 가지 방식을 적절히 조합하여 사용하는 것이 중요합니다. 모범 사례를 참고하여 확장 과정에서 발생할 수 있는 서비스 중단을 최소화하고, 비용 효율성을 고려하여 아키텍처를 설계해야 합니다.