[AWS] AWS 네트워킹 및 콘텐츠 전송 (feat: VPC, 서브넷, VPC 피어링, VPC 공유, AWS 사이트간 VPN, AWS Direct Connect, AWS Transit Gateway)

🔗 VPC(Virtual Private Cloud)

• AWS용 나만의 가상 개인 네트워크 망 데이터 센터
• Region 단위(VPC는 Region당 하나씩) → 다른 Region에 걸쳐 확장 불가능
• VPC는 AWS 클라우드에서 다른 가상 네트워크와 논리적으로 분리
• IP 주소 범위와 VPC 범위를 설정하고, 서브넷을 추가하고 보안 그룹(Security Group)을 연결
• 보안 그룹은 VPC 단위이다.

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🔗 VPC의 구성 요소

• 규정된 사설 IP 범위와는 다르게 AWS에서는 /16 ~ /28비트의 서브넷 마스크만을 허용 → 가장 큰 IP 대역이 /16이며, 가장 작은 대역은 /28이다.
• 한번 설정된 IP 대역은 수정 불가능하고, 각각의 VPC는 독립적이므로 서로 통신 불가능하다. (만약 통신하고싶다면, VPC Peering 서비스를 통해 VPC간에 트래픽을 라우팅할 수 있도록 설정 가능)

📍 서브넷(Subnet)

• VPC의 하위 단위로 VPC에 할당된 IP를 더 작은 단위로 분할. → VPC의 IP 주소를 나누어 리소스가 배치되는 물리적인 주소 범위를 의미
• 하나의 VPC의 N개의 서브넷을 가질 수 있으며, 하나의 AZ에만 생성 가능. → 여러 AZ에 거쳐 서브넷 생성 불가능.
• AWS의 사용 가능 IP 숫자는 5개를 제외하고 계산한다.

📍 Public Subnet

• 외부에서 인터넷을 통해 연결할 수 있는 서브넷(VPC 외부 / 내부와 통신)
• “인터넷 게이트웨이”를 통해 외부의 인터넷과 연결되어 있음.
• 안에 위치한 인스턴스에 “공인 IP” 부여 가능
• 웹 서버, 어플리케이션 서버 등 유저에게 노출되어야 하는 인프라가 퍼블릭 서브넷에 속해야함.

📍 Private Subnet

• 외부에서 인터넷을 통해 연결할 수 없는 서브넷(VPC 내부와 통신)
• 공인 IP 부여 불가능
• 데이터베이스, 로직 서버 등 외부에 노출될 필요가 없는 인프라가 프라이빗 서브넷에 속해야함.
  • 이런 것들은 웹 서버나 어플리케이션 서버들이 내부적으로 필요해서 접속을 하고, 외부 사용자가 접속할 필요가 없다.

📍 인터넷 게이트웨이(Internet Gateway)

VPC는 기본적으로 격리된 네트워크 환경. → VPC에서 생성된 리소스들은 기본적으로 인터넷 사용 불가능

• VPC가 외부의 인터넷과 통신할 수 있도록 경로를 만들어주는 리소스
• 기본적으로 확장성과 고가용성이 확보되어 있음
• IPv4, IPv6 지원(IPv4의 경우 NAT 역할)
• 라우팅 테이블에서 경로 설정 후에 접근 가능
• 무료
• 인터넷 게이트웨이 사용 목적
  • 인터넷 트래픽에 대해 VPC 라우팅 테이블의 대상을 제공
  • 공인 IPv4 주소가 할당된 인스턴스의 네트워크 주소 변환을 수행
• 서브넷을 공용으로 만들기 위해선 VPC에 인터넷 게이트웨이를 연결하고 라우팅 테이블에 경로를 추가하여 인터넷 게이트웨이를 통해 비로컬 트래픽을 전송
• VPC에는 “단 하나의 Internet Gateway”만 생성 가능
  • Internet Gateway 생성 후 직접 VPC에 연동 필요

📍 NAT Gateway

• Amazon VPC의 프라이빗 서브넷에 있는 인스턴스에서 인터넷에 쉽게 연결할 수 있도록 지원하는 가용성이 높은 AWS 관리형 서비스
  • 프라이빗 인스턴스가 외부의 인터넷과 통신하기 위한 통로
  • 서브넷 단위(퍼블릭 서브넷에 있어야한다)
• NAT 게이트웨이가 상주해야하는 공용 서브넷을 지정해야함.
• NAT 게이트웨이를 생성할 때 NAT 게이트웨이와 연결할 탄력적 IP 주소를 지정해야 함.

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🔗 VPC 공유

• 하나의 VPC 내부에 있다면, 동일한 조직 내의 다른 AWS 계정과 서브넷 공유
• VPC를 소유한 계정은 동일한 조직에 속한 다른 계정(참가자)라는 다른 계정과 한 개 또는 여러개의 서브넷을 공유.
• 서브넷을 공유한 후 참여자는 공유된 서브넷의 해당 애플리케이션 리소스를 보고, 생성하고, 수정하고, 삭제할 수 있다.

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🔗 VPC 피어링

• VPC 피어링 연결을 사용하면 두 VPC 간에 트래픽을 개별적으로 라우팅 할 수 있다.
• 두 VPC의 인스턴스가 동일한 네트워크에 있는 것처럼 서로 통신할 수 있다.
• 제한 사항
  • IP 공간은 중복될 수 없다.
  • 전이적 피어링은 진행되지 않는다. (전이적 피어링: 여러 클라우드 제공업체-AWS, GCP를 혼합하여 사용하는 경우. 다중 리전)

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🔗 AWS 사이트간 VPN

• 비용은 절약하면서, 보안은 유지하기 위해 사용
• 사설망(Private Network): 개인이나 특정 기업이 사적인 목적을 위해 전용 회선을 설치하고 사설 IP 주소를 부여하여 만든 근거리 통신망(LAN), 즉 인트라넷. 반대로 공중망이란 모두가 이용할 수 있는 인터넷을 의미
• 가상(Virtual)의 의미: 인트라넷을 구축할 때는 보통 해당되는 컴퓨터만 연결해서 제 3자가 함부로 접근하지 못하게함. 그러나 회선이 없는 지역에서는 망 자체에 접근이 불가능해지기 때문에 회사 규모가 커지면 커질수록 전용선 구축 비용이 천문학적으로 늘어남. → 확장성이 뛰어난 인터넷(공중망)을 인트라넷처럼 사용할 수 있도록 만드는데, 가상 머신처럼 사설망을 가상화시켜 인터넷 위에 구현시켰다는 의미로 가상 사설망이라 부름
• 기본적으로 VPC로 시작하는 인스턴스는 자체 원격 인스턴스와 통신할 수 없음
• VPC를 가상 사설 게이트웨이를 연결하고, 사용자 지정 라우팅 테이블을 생성하고, 보안 그룹 규칙을 업데이트하고, AWS간 VPN 연결을 생성하고, 연결에 트래픽을 전달하도록 라우팅을 구성하여 VPC에서 원격 네트워크에 액세스하도록 할 수 있다.

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🔗 AWS Direct Connect

• 데이터 센터가 AWS 지역에서 멀리 떨어져 있는 경우 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있음. → AWS Direct Connect 제공
• AWS Direct Connect를 사용하면 네트워크와 Direct Connect 위치 사이에 전용 사설 네트워크 연결을 설정할 수 있다.
• 장점: 네트워크 비용을 절감하고 대역폭 처리량을 늘릴 수 있으며 인터넷 기반 연결보다 일관된 네트워크 환경을 제공 가능

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🔗 AWS Transit Gateway

• 가상 사설 클라우드를 상호 연결하는데 사용하는 네트워크 전송 허브

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🔗 Amazon Route 53

• 가용성과 확장성이 뛰어난 Domain Name System Web Service
• Route53은 사용자 요청을 AWS 또는 온프레미스에서 실행되는 인터넷 어플리케이션에 연결
• IPv4 및 IPv6과 완벽하게 호환
• 사용자 요청을 AWS와 AWS 외부에서 구동되는 인프라에 연결
• 리소스의 상태를 확인하는데 사용
• 트래픽의 흐름을 나타냄
• 도메인 이름을 등록할 수 있도록 지원

• DNS 해석은 내부 이름을 해당하는 IP 주소로 반환하는 프로세스 → 인터넷 이름(도메인)을 해당하는 IP주소로 대체 → 최종 사용자를 인터넷 애플리케이션으로 라우팅하는데 사용
• 전화번호부와 같은 역할

📍 사용 사례: 다중 리전 배포

• Amazon Route 53을 사용하면 사용자에게 가장 가까운 탄력적인 로드 밸런싱 로드 밸런서가 자동으로 표시

📍 Amazon Route 53 DNS 장애 조치

• 자체 애플리케이션의 백업 및 장애조치 시나리오 구성
• AWS에 고가용성 다중 리전 아키텍처를 가능하게 함
• 상태 확인 생성

→ 애플리케이션의 가용성 향상

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🔗 Amazon CloudFront

• 예를 들면 웹 사이트를 검색하거나 비디오 스트리밍을 요청하였을 때 네트워크 홉의수와 요청이 이동해야 하는 거리는 웹 사이트의 성능과 응답성에 상당한 영향을 끼친다. → 콘텐츠 전송 및 네트워크의 지연 → CloudFront의 등장
• CloudFront란 빠르고 안전한 글로벌 서비
• 엣지 로케이션 및 리전 엣지 캐시의 글로벌 네트워크
• 셀프 서비스 모델
• 종량 과금제

📍 콘텐츠 전송 네트워크(Content Delivery Network, CDN)

• 전 세계적으로 분산된 캐싱 서버 시스템
• 응용 프로그램 원본 서버에서 호스팅 되는 일반적으로 요청되는 파일의 복사본을 캐시
• 요청자에게 가장 빠른 전송을 제공하는 캐시 엣지 또는 PoP(리전 엣지 캐시)에서 요청된 콘텐츠의 로컬 복사본을 전송
• CDN을 통해 동적 콘텐츠를 제공하며 애플리케이션 성능과 확장성이 향상됨

📍 AWS Cloud Front 인프라

📍 CloudFront Benefits

• Fast and Global
• Security at the edge
• Highly Progammable
• Deeply Integrated with AWS
• Cost-effective

📚 References

[AWS] 📚 VPC 개념 & 사용 - 인프라 구축 [Subnet / Routing / Internet Gateway]

[AWS] 📚 VPC 개념 & 사용 - 인프라 구축 [Subnet / Routing / Internet Gateway]