개발자를 위한 인프라 기초 총정리 - 하드웨어

하드웨어

인프라에서 가장 low-level 을 맡고 있는 것이 하드웨어와 네트워크입니다. 온프레미스 시스템은 여러 대의 서버 장비로 구성됩니다. 클라우드에서는 인스턴스의 하드웨어 성능을 필요에 따라 선택하게 됩니다.

CPU

CPU의 성능은 코어와 캐시에 영향을 받습니다. 코어가 많을수록 동시에 처리하는 연산이 늘어나고 메모리와의 처리 속도를 완화하기 위한 캐시는 크기가 클수록 성능이 좋습니다. 특히 GPU(Graphics Processing Unit)는 그래픽을 처리하는데 특화된 프로세서인데요. CPU가 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 반면, GPU는 병렬 처리에 최적화된 작고 많은 코어로 이루어져 있습니다.

https://kr.nvidia.com/object/what-is-gpu-computing-kr.html

따라서 딥러닝이나 수치해석 등 대량의 데이터를 고속으로 처리해야하는 분야에서는 CPU와 GPU를 함께 사용해서 처리 성능을 높이는 GPU 컴퓨팅 방식이 사용됩니다. 이 방식은 연산이 많이 필요한 부분을 GPU에게 넘기고 나머지 코드만을 CPU에서 처리하는 방식입니다.

https://kr.nvidia.com/object/what-is-gpu-computing-kr.html

메모리

주기억장치인 메모리는 데이터 용량이 크거나 전송 속도가 고속일수록 고성능입니다. 서버용으로는 전력 소모가 적고 오류 처리가 탑재되어 있는 것을 주로 선정합니다.

데이터 스토리지

데이터를 저장하는 디바이스입니다. 보통 스토리지의 속도가 제일 느리기 때문에 스토리지의 용량이나 읽기, 쓰기 속도가 시스템 전체의 속도에 영향을 주는 경우가 많습니다. 하드디스크나 SSD 등으로 이루어져 있습니다.

IT에서 가장 중요한 것은 데이터라고 할 수 있는데요. 이런 데이터가 손실되면 안되기 때문에 대부분 고가용성(High Availability, HA, 오랜 기간 동안 지속적으로 운영될 수 있음)을 위해 이중화(redundancy) 또는 다중화로 구성합니다. 이중화란 같은 장비 또는 시스템이 장애가 나는 것을 대비해 같은 모듈을 2개(또는 그 이상) 준비하는 것을 말합니다.

아래 그림은 AWS의 RDS를 같은 리전 내 다른 가용 영역에 분산해서 이중화를 구성한 모습입니다. AWS에서는 이를 다중 AZ배포라고 하는데요. 같은 지역이라도 데이터가 나뉘어져 있어서 Master에서 문제가 생기면 Slave에서 이를 복구해서 데이터를 유지합니다.

https://docs.aws.amazon.com/ko_kr/AmazonRDS/latest/UserGuide/Concepts.MultiAZ.html

이런 가동률은 퍼센트로 나타내는데 예를 들어 파이브나인스(99.999%)처럼 표시합니다. 소수점 한 자리를 늘릴 때마다 서버 장비 사양이 달라집니다.

기타 하드웨어

이 외에도 전원 차단을 방지하는 무정전 전원공급장치(Uninterruptible Power Supply, UPS)나 여러 대의 서버를 관리하기 위한 KVM 스위치, 서버 장비 설치에 사용하는 서버 랙 등이 있습니다. 서버 랙은 19인치 랙이 많이 사용됩니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/19-inch_rack

이러한 하드웨어는 다양한 스펙의 라인업이 있으므로 용도에 따라 선택해서 구축하게 됩니다. 클라우드를 사용하는 경우도 마찬가지로 용도에 따라 가상 머신의 성능을 선택해서 사용할 수 있습니다. 클라우드는 다양한 서비스를 제공하고 있기 때문에 여러 서비스를 조합해서 사용하는 능력이 필요한데요, 클라우드 업체에게 컨설팅을 받는 것도 좋은 방법입니다.

방화벽

방화벽은 보안을 위해 내부 네트워크와 외부 네트워크의 통신을 제어하고 불필요한 통신을 차단하는 것입니다.

• 패킷 필터형 : 통과하는 패킷을 포트 번호나 IP 주소를 바탕으로 필터링합니다.
• 애플리케이션 게이트웨이형 : 애플리케이션 프로토콜 레벨에서 외부와의 통신을 제어하는 방식으로 일반적으로 프록시 서버라고 부릅니다. 세션에 포함되어 있는 정보를 검사하기 위해서 기존 세션을 종료하고 새로운 세션을 만듭니다. 패킷 필터형에 비해서 속도는 느리지만 많은 검사를 수행할 수 있습니다.