IaaS

가상화 기술은 IaaS의 근간을 이루는 핵심 기술이다. 이 기술은 단일 물리적 하드웨어 시스템을 여러 독립적인 가상 환경으로 분할하여, 각 환경이 전용 자원을 보유한 것처럼 동작하도록 만든다. 하이퍼바이저 또는 가상 머신 모니터라고 불리는 소프트웨어 계층이 물리적 서버 위에서 실행되며, CPU, 메모리, 스토리지, 네트워크와 같은 물리적 자원을 추상화하고 가상 머신들 사이에 할당한다.

주요 가상화 유형으로는 서버 가상화, 스토리지 가상화, 네트워크 가상화가 있다. 서버 가상화는 하나의 물리적 서버에서 여러 가상 머신을 운영하는 방식이다. 스토리지 가상화는 여러 물리적 저장 장치를 하나의 논리적 풀로 통합하여 관리 효율성을 높인다. 네트워크 가상화는 물리적 네트워크 인프라를 소프트웨어 기반의 가상 네트워크로 추상화한다.

이 기술을 통해 사용자는 물리적 하드웨어를 직접 구매하거나 관리할 필요 없이, 클라우드 공급자가 제공하는 가상화된 인프라 자원을 온디맨드로 프로비저닝하고 사용할 수 있다. 결과적으로 IaaS는 하드웨어에 대한 초기 투자 비용과 유지보수 부담을 크게 줄이면서도, 필요에 따라 컴퓨팅 자원을 신속하게 확장하거나 축소할 수 있는 유연성을 제공한다.

자원 풀링은 IaaS 공급자가 물리적 서버, 스토리지, 네트워크 장비 등의 하드웨어 자원을 통합하여 하나의 거대한 가상 자원 집합으로 관리하는 방식을 의미한다. 이는 다중 테넌시 환경의 기반이 되는 핵심 기술이다. 공급자는 이 통합된 자원 풀에서 각 고객(테넌트)의 요구에 따라 가상 자원을 동적으로 할당하고 재배치한다. 자원 풀링을 통해 물리적 하드웨어의 세부 사항은 추상화되며, 사용자는 자신에게 할당된 가상 자원만을 관리하면 된다.

이 방식은 자원 활용의 효율성을 극대화한다. 예를 들어, 한 물리적 서버가 여러 개의 가상 머신을 호스팅하거나, 여러 개의 물리적 디스크가 하나의 논리적 스토리지 풀을 구성할 수 있다. 자원 사용량이 적은 시간대에는 유휴 자원을 다른 테넌트에게 재할당하여 전반적인 하드웨어 사용률을 높인다. 이는 단일 조직이 독점적으로 하드웨어를 유지할 때 발생하는 자원 낭비 문제를 해결한다.

자원 풀링의 주요 이점은 다음과 같다.

이러한 관리 방식은 사용자에게 투명하게 이루어지지만, 공급자 측에서는 고도로 자동화된 오케스트레이션 소프트웨어와 모니터링 도구를 통해 풀의 상태를 지속적으로 관리하고 최적화해야 한다.

사용자는 필요한 컴퓨팅 자원을 공급자와의 직접적인 인간 상호작용 없이 자동으로 프로비저닝할 수 있다. 일반적으로 웹 기반의 관리 콘솔이나 API를 통해 서버 인스턴스, 스토리지, 네트워크 등의 자원을 실시간으로 요청하고 배포한다. 이는 전통적인 데이터 센터에서 하드웨어 구매 및 설치에 수주일이 걸리던 과정을 수분 내로 단축시킨다.

이 모델의 핵심은 사용자가 자원의 규모와 사용 기간을 완전히 통제한다는 점이다. 사용자는 필요에 따라 자원을 신속하게 확장하거나 축소할 수 있으며, 일반적으로 사용한 만큼만 비용을 지불하는 종량제 방식으로 과금된다. 이는 기업이 예측 불가능한 수요 변화에 민첩하게 대응할 수 있는 기반을 제공한다.

서비스 카탈로그를 통해 표준화된 서비스 옵션이 제공되며, 프로비저닝 과정은 완전히 자동화되어 있다. 사용자의 요청은 미리 정의된 정책과 승인 워크플로우를 거칠 수 있지만, 궁극적으로는 IT 관리자의 개별적인 개입 없이 처리된다. 이로 인해 개발 및 운영 팀의 자율성과 생산성이 크게 향상된다.

이러한 셀프 서비스 특성은 데브옵스 문화와 클라우드 네이티브 애플리케이션 개발에 필수적인 요소로 작용한다.

컴퓨팅은 IaaS의 핵심 구성 요소로, 사용자가 가상화된 서버 인스턴스, CPU, 메모리 등의 처리 능력을 인터넷을 통해 프로비저닝하고 사용할 수 있게 한다. 이는 물리적 하드웨어를 구매하고 유지 관리하는 전통적인 방식을 대체한다. 제공업체는 하이퍼바이저 기술을 기반으로 한 가상 머신 또는 최근에는 컨테이너 형태로 컴퓨팅 자원을 제공한다. 사용자는 운영 체제부터 애플리케이션 스택까지 모든 소프트웨어를 스스로 관리하며, 인스턴스의 사양(코어 수, 메모리 용량)과 수를 필요에 따라 탄력적으로 조정할 수 있다.

주요 서비스 형태로는 가상 머신 인스턴스가 가장 일반적이다. 사용자는 사전 정의된 템플릿(이미지)에서 또는 사용자 정의 이미지를 바탕으로 VM을 생성하고 실행한다. 또한, 컨테이너를 기본 컴퓨팅 단위로 제공하는 서비스도 확산되고 있다. 더 나아가 서버리스 컴퓨팅 모델은 인프라 관리에서 더욱 추상화된 형태로, 사용자는 코드 실행에만 집중하고 플랫폼이 필요한 컴퓨팅 자원을 자동으로 할당하고 관리한다.

사용자는 컴퓨팅 인스턴스의 성능과 용량을 선택할 수 있으며, 일반적으로 다음과 같은 유형으로 제공된다.

이러한 컴퓨팅 자원은 일반적으로 사용량(예: 초 단위 또는 시간 단위)에 따라 과금되며, 예약 인스턴스나 스팟 인스턴스와 같은 할인 모델을 통해 비용을 절감할 수 있다. 사용자는 운영 체제 패치, 미들웨어 설치, 애플리케이션 배포 및 보안 구성 등 가상 머신 내부의 모든 관리를 책임진다.

IaaS에서 스토리지 구성 요소는 사용자에게 데이터를 저장하고 관리할 수 있는 가상화된 스토리지 자원을 제공한다. 이는 물리적인 하드 디스크 드라이브나 솔리드 스테이트 드라이브를 직접 관리할 필요 없이, 필요에 따라 블록, 파일, 객체 스토리지 등의 다양한 형태로 스토리지 용량을 할당받아 사용할 수 있게 한다. 주요 클라우드 제공업체들은 높은 내구성, 가용성, 그리고 확장성을 보장하는 관리형 스토리지 서비스를 특징으로 한다.

주요 스토리지 유형은 다음과 같다.

사용자는 프로비저닝된 스토리지의 성능(예: IOPS, 처리량), 용량, 접근 빈도(핫, 쿨, 콜드 티어)를 선택할 수 있으며, 일반적으로 실제 사용량에 따라 비용이 청구된다. 데이터 보호를 위해 스냅샷, 복제, 버저닝, 암호화와 같은 고급 기능이 제공된다. 이러한 스토리지 서비스는 애플리케이션의 요구사항에 맞춰 탄력적으로 확장하거나 축소할 수 있어, 데이터 중심 작업의 효율성을 크게 높인다.

네트워킹 구성 요소는 IaaS 환경에서 제공되는 가상의 네트워크 인프라를 의미한다. 이는 물리적 네트워크 장비의 기능을 소프트웨어로 정의하여 제공하며, 사용자가 클라우드 내부 및 외부와의 통신을 구성하고 관리할 수 있는 도구를 포함한다. 주요 서비스로는 가상 사설 클라우드(VPC), 가상 사설망(VPN), 로드 밸런서, DNS 관리, 방화벽 규칙 설정 등이 있다. 사용자는 이러한 도구를 통해 서버 간의 트래픽 흐름, 접근 제어, 네트워크 보안 정책을 세부적으로 정의한다.

IaaS 네트워킹의 핵심은 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 개념에 기반을 둔다. 이를 통해 네트워크 토폴로지와 구성이 코드나 관리 콘솔을 통해 프로그래밍 방식으로 생성되고 변경된다. 예를 들어, 사용자는 몇 번의 클릭만으로 새로운 서브넷을 생성하거나, 특정 포트로의 트래픽만 허용하는 보안 그룹 규칙을 적용할 수 있다. 이는 전통적인 물리적 라우터와 스위치를 배치하고 케이블을 연결하는 방식에 비해 매우 빠르고 유연한 운영을 가능하게 한다.

주요 네트워킹 서비스 구성은 다음과 같다.

이러한 네트워킹 서비스는 IaaS의 다른 핵심 요소인 컴퓨팅과 스토리지와 긴밀하게 통합되어 작동한다. 사용자는 생성한 가상 네트워크 내에 가상 머신을 배치하고, 해당 네트워크 정책에 따라 스토리지 서비스에 접근할 수 있다. 결과적으로, IaaS 네트워킹은 클라우드 기반 애플리케이션의 성능, 보안, 연결성을 결정하는 중추적인 역할을 담당한다.

퍼블릭 클라우드는 IaaS를 포함한 클라우드 서비스를 일반 대중에게 공개적으로 제공하는 모델이다. 서비스 제공업체가 소유하고 운영하는 대규모 데이터 센터 인프라를 기반으로 하며, 인터넷을 통해 사용자가 필요에 따라 컴퓨팅 자원을 임대하여 사용한다. 사용자는 물리적 하드웨어를 구매하거나 유지 관리할 필요 없이, 가상화 기술을 통해 제공되는 가상 서버, 스토리지, 네트워크 등의 자원을 온디맨드로 프로비저닝하고 관리한다.

주요 글로벌 퍼블릭 클라우드 IaaS 제공업체로는 아마존 웹 서비스(AWS), 마이크로소프트 애저(Azure), 구글 클라우드 플랫폼(GCP)이 대표적이다. 이들 플랫폼은 전 세계에 분산된 가용 영역과 리전을 보유하여 고가용성과 낮은 지연 시간을 보장한다. 또한, 알리바바 클라우드와 같은 지역적 강자들도 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있다.

퍼블릭 클라우드 IaaS의 핵심 특징은 종량제 과금 모델이다. 사용자는 실제로 소비한 컴퓨팅 시간, 저장된 데이터 양, 네트워크 대역폭 사용량 등에 대해서만 비용을 지불한다. 이는 초기 자본 지출 없이 운영 비용으로 전환하는 효과를 가져온다. 또한, 제공업체는 서비스 수준 계약을 통해 가동 시간과 성능을 보장하며, 사용자는 제공되는 다양한 서비스 수준의 옵션 중에서 선택할 수 있다.

프라이빗 클라우드는 단일 조직이 독점적으로 사용하기 위해 구축된 클라우드 컴퓨팅 인프라를 의미한다. 이 인프라는 조직의 사내 데이터 센터에 위치할 수도 있고, 제3자 서비스 공급자에 의해 전용으로 관리될 수도 있다. 핵심은 물리적 또는 가상화된 자원이 해당 조직만을 위해 격리되어 있다는 점이다. 이 모델은 데이터 주권, 보안, 규제 준수 요구사항이 매우 엄격한 정부 기관, 금융 기관, 대규모 기업에서 선호한다. 사용 조직은 인프라에 대한 완전한 통제권을 가지지만, 일반적으로 자본 지출과 유지보수 부담도 함께 떠안게 된다.

하이브리드 클라우드는 퍼블릭 클라우드와 프라이빗 클라우드, 또는 기존의 온프레미스 인프라를 결합한 모델이다. 이들 환경은 표준화된 또는 사유 기술을 통해 연결되어 워크로드와 데이터의 이식성을 가능하게 한다. 하이브리드 모델의 주요 목적은 유연성과 최적화이다. 예를 들어, 평상시의 기본 워크로드는 프라이빗 환경에서 운영하다가, 수요가 급증하는 시점(예: 세일 기간, 마케팅 캠페인)에 퍼블릭 클라우드로 확장하여 추가 자원을 탄력적으로 활용할 수 있다. 이를 통해 비용 효율성을 높이면서도 핵심 애플리케이션과 데이터는 내부에 보관할 수 있다.

이러한 배포 모델을 지원하기 위해 주요 IaaS 제공업체들은 관련 도구와 서비스를 제공한다. 예를 들어, AWS의 Outposts, Microsoft Azure의 Arc, Google Cloud의 Anthos는 기업의 데이터 센터 내에 클라우드 서비스를 확장하거나 여러 환경을 통합 관리할 수 있는 플랫폼을 제공한다. 아래 표는 퍼블릭, 프라이빗, 하이브리드 클라우드의 주요 특징을 비교한 것이다.

하이브리드 및 프라이빗 클라우드 접근 방식은 기업이 클라우드의 이점을 활용하면서도 특정 워크로드에 대한 맞춤형 제어와 보안을 유지할 수 있게 해준다. 이는 모든 인프라를 한 가지 모델로 통일하기보다는 업무의 성격에 따라 최적의 환경을 선택하는 '적절한 장소에 적절한 워크로드' 전략의 실현을 가능하게 한다.

IaaS 모델은 기업이 물리적 하드웨어를 구매하고 유지 관리하는 데 드는 높은 선투자 비용을 제거합니다. 사용자는 필요한 컴퓨팅 자원, 스토리지, 네트워크 용량만을 사용한 만큼 지불하는 종량제 방식으로 비용을 지출합니다. 이는 자본 지출 대신 운영 지출로 전환되는 효과를 가져옵니다.

비용 효율성은 특히 수요가 변동하는 워크로드에서 두드러집니다. 기업은 트래픽이 많은 기간에는 자원을 신속하게 확장하고, 사용량이 적은 시간에는 자원을 축소하여 불필요한 유휴 용량에 대한 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 데이터 센터의 공간, 전력, 냉각 비용과 같은 간접비와 하드웨어 유지보수, 업그레이드, 전문 인력에 대한 관리 부담도 공급자 측으로 이전됩니다.

이러한 구조는 신생 기업이나 프로젝트 초기 단계에서 특히 유리합니다. 제한된 예산으로도 세계적 수준의 IT 인프라에 접근하여 빠르게 서비스를 출시하고 시장 반응을 테스트할 수 있습니다. 또한 비용 분석 도구와 세분화된 청구서를 통해 각 부서, 팀, 프로젝트별로 자원 사용량과 비용을 명확하게 추적하고 관리할 수 있습니다.

IaaS는 사용자가 필요에 따라 컴퓨팅 자원을 신속하게 확장하거나 축소할 수 있는 탄력적인 구조를 제공합니다. 이는 수직적 확장과 수평적 확장 모두를 지원합니다. 수직적 확장은 단일 가상 머신의 성능(예: CPU, 메모리)을 증가시키는 방식이고, 수평적 확장은 동일한 사양의 가상 머신 인스턴스를 추가하여 처리 능력을 늘리는 방식입니다. 대부분의 IaaS 플랫폼은 트래픽이나 작업 부하에 따라 자원을 자동으로 조정하는 오토스케일링 기능을 제공하여 최적의 성능과 비용 효율성을 유지하도록 돕습니다.

이러한 확장성은 뛰어난 유연성의 기반이 됩니다. 사용자는 다양한 운영 체제, 미들웨어, 런타임 환경, 애플리케이션을 자유롭게 선택하여 인프라 위에 구축할 수 있습니다. 이는 PaaS나 SaaS 모델보다 더 낮은 수준의 제어권을 제공합니다. 결과적으로, 기업은 예측하기 어려운 수요 변동이 있는 애플리케이션(예: 이커머스, 모바일 앱)이나 일시적인 프로젝트, 시범 서비스를 운영할 때 빠르게 대응할 수 있습니다. 인프라 프로비저닝에 걸리는 시간이 기존 물리적 환경의 수주일에서 수분 또는 수초 단위로 단축되는 것이 핵심입니다.

확장성과 유연성의 이점은 비용 측면에서도 나타납니다. 사용자는 필요한 만큼의 자원만을 사용하고 그에 대한 비용을 지불하는 종량제 모델을 통해 자본 지출을 운영 지출로 전환할 수 있습니다. 이는 초기 대규모 투자 없이도 혁신적인 서비스를 시도하고, 급격한 성장을 수용하며, 시장 변화에 민첩하게 대처할 수 있는 기반을 마련해 줍니다.

IaaS 환경에서 보안은 공유 책임 모델을 기반으로 한다. 클라우드 제공업체는 물리적 인프라, 하이퍼바이저, 그리고 네트워크 백본의 보안을 담당한다. 반면, 사용자는 자신이 프로비저닝한 가상 머신, 운영 체제, 애플리케이션, 데이터, 그리고 설정된 방화벽 규칙과 접근 제어 정책에 대한 보안 책임을 진다. 이 모델의 경계를 명확히 이해하지 못하면 중요한 보안 영역이 간과될 수 있다.

주요 보안 고려사항으로는 데이터 보호, 접근 관리, 네트워크 보안이 있다. 저장 및 전송 중인 데이터는 강력한 암호화를 적용해야 한다. IAM(Identity and Access Management)을 통해 최소 권한 원칙에 따라 사용자와 서비스의 접근을 엄격히 통제해야 한다. 또한, 가상 네트워크 내부의 트래픽을 분리하고 제어하기 위해 가상 방화벽, 보안 그룹, 네트워크 접근 제어 목록을 구성해야 한다.

규정 준수 측면에서 IaaS 사용자는 여전히 적용되는 산업별 또는 지역별 규정(예: GDPR, HIPAA, PCI DSS)을 준수할 의무가 있다. 주요 클라우드 제공업체들은 특정 규정 준수 인증을 획득한 데이터 센터와 서비스를 제공하며, 사용자가 자신의 환경을 감사하고 보고서를 생성할 수 있는 도구를 지원한다. 그러나 최종적인 규정 준수 책임은 사용자에게 있으며, 제공업체의 도구와 인증만으로 완전한 준수가 보장되지는 않는다.

지속적인 모니터링과 취약점 관리도 필수적이다. 사용자는 자신의 가상 인스턴스와 애플리케이션에 대한 로그를 수집, 분석하며, 정기적인 보안 패치와 구성 관리 정책을 시행해야 한다. 보안 위협은 진화하므로, 정적 설정에 그치는 것이 아니라 위협 탐지 및 대응을 자동화하는 것이 점점 더 중요해지고 있다.

벤더 종속성은 특정 IaaS 공급업체의 기술, API, 서비스, 운영 방식에 고객이 깊이 의존하게 되어 다른 공급자로의 전환이 어렵거나 비용이 많이 드는 상태를 의미한다. 이는 퍼블릭 클라우드를 채택할 때 주요한 장기적 위험 요소 중 하나로 간주된다.

종속성은 여러 계층에서 발생한다. 가장 기본적인 수준에서는 공급자 고유의 가상화 하이퍼바이저, 스토리지 아키텍처, 네트워크 구성 방식에 애플리케이션이 맞춰질 수 있다. 더 깊은 수준에서는 공급업체만의 관리 도구, 모니터링 서비스, 데이터베이스, 머신 러닝 엔진, 서버리스 플랫폼 등 고유한 PaaS 계층 서비스를 사용할 때 강화된다. 이러한 서비스들은 편리성과 생산성을 제공하지만, 그 API와 기능이 표준화되어 있지 않아 애플리케이션 로직이 해당 벤더의 생태계에 묶이게 만든다.

벤더 종속성을 완화하기 위한 주요 전략은 멀티 클라우드 및 하이브리드 클라우드 접근법과 이식 가능한 아키텍처 채택이다. 예를 들어, 컨테이너 기술(특히 도커)과 쿠버네티스 같은 오케스트레이션 도구를 사용하면 애플리케이션을 패키징하고 다양한 클라우드 환경에서 일관되게 실행할 수 있다. 또한, 인프라 구성을 코드로 정의하는 IaC 도구(예: 테라폼, Ansible)를 사용하면 벤더 중립적인 방식으로 인프라를 관리하고 이전할 수 있다. 표준화된 오픈소스 기술과 클라우드 네이티브 설계 원칙을 따르는 것이 장기적인 유연성을 보장하는 핵심이다.

IaaS는 테스트 및 개발 환경을 구축하고 운영하는 데 있어 매우 효율적인 플랫폼을 제공합니다. 기존의 물리적 하드웨어를 조달하고 구성하는 데는 상당한 시간과 비용이 소요되었지만, IaaS를 통해 개발팀은 몇 분 안에 필요한 컴퓨팅 자원, 스토리지, 네트워크 인프라를 즉시 프로비저닝할 수 있습니다. 이는 애자일 및 데브옵스 방법론을 채택한 빠른 개발 주기에 특히 적합합니다. 개발자는 운영 체제부터 미들웨어, 런타임, 애플리케이션 코드에 이르기까지 스택의 상위 계층을 완전히 제어할 수 있어, 다양한 구성의 환경을 자유롭게 구축하고 테스트할 수 있습니다.

테스트 환경의 경우, IaaS는 격리된 여러 환경을 손쉽게 복제하여 병렬 테스트를 수행할 수 있게 합니다. 예를 들어, 동일한 애플리케이션의 서로 다른 버전을 별도의 가상 머신에서 동시에 실행하여 성능이나 기능을 비교할 수 있습니다. 부하 테스트 시에는 테스트가 필요한 기간 동안만 대량의 컴퓨팅 인스턴스를 신속하게 확장한 뒤, 테스트 완료 후 즉시 해제하여 비용을 최적화할 수 있습니다. 또한 특정 버그를 재현하기 위한 정확한 환경 스냅샷을 생성하고 공유하는 것도 용이합니다.

주요 활용 패턴은 다음과 같습니다.

이러한 유연성 덕분에 조직은 인프라 관리 부담을 줄이고, 개발자와 테스터는 실제 비즈니스 로직과 소프트웨어 품질 향상에 더 많은 시간을 집중할 수 있습니다. 결과적으로 소프트웨어 개발 수명 주기 전반의 효율성과 속도를 크게 높일 수 있습니다.

IaaS는 웹사이트와 웹 애플리케이션을 호스팅하는 데 널리 사용되는 기반이 된다. 기존의 물리적 서버나 공유 호스팅과 달리, 사용자는 가상 서버 인스턴스, 스토리지, 네트워크 대역폭 등 필요한 인프라스트럭처 자원을 즉시 프로비저닝하고, 트래픽 변동에 따라 신속하게 확장하거나 축소할 수 있다. 이는 예측 불가능한 방문자 수를 가진 웹사이트나 갑작스러운 트래픽 급증(트래픽 스파이크)을 겪는 애플리케이션에 특히 유리하다.

웹 애플리케이션 배포 측면에서 IaaS는 개발자에게 높은 수준의 제어권과 유연성을 제공한다. 사용자는 운영 체제 미들웨어, 런타임 환경부터 애플리케이션 코드에 이르기까지 전체 스택을 직접 관리한다. 이는 특정 소프트웨어 구성이나 사용자 정의 설정이 필요한 복잡한 애플리케이션(예: 컨텐츠 관리 시스템, 이커머스 플랫폼, 데이터 처리 애플리케이션)을 운영하는 데 적합하다. 또한, 로드 밸런서, CDN(콘텐츠 전송 네트워크), 데이터베이스 서비스 등 제공업체의 관리형 서비스를 조합하여 보다 견고하고 성능 좋은 애플리케이션 아키텍처를 구축할 수 있다.

주요 IaaS 제공업체들은 웹 호스팅에 최적화된 다양한 서비스와 도구를 제공한다. 일반적인 구성 요소는 다음과 같다.

이 모델을 통해 기업은 초기 대규모 하드웨어 투자 없이도 글로벌 규모의 웹 서비스를 빠르게 론칭하고 운영할 수 있다.