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브레인즈컴퍼니 ‘2023 소프트웨어대전’ 참가
클라우드(Cloud) 관리와 AWS가 뭔가요?
이운형
2023.11.16
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[행사] 브레인즈컴퍼니 전략사업본부 ‘happy 호프데이’
오늘날 IT 인프라 운영환경은 매우 복잡해졌어요. 갑작스러운 환경 변화에 따라 신속한 대응도 필요한 시점이죠. 이러한 현상으로 많은 기업들이
온프레미스(On-premise) 환경에서 클라우드(Cloud) 환경으로 전환하는 추세
이기도 해요.
클라우드 컴퓨팅 서비스 중에는 여러 벤더가 있는데요. 대표적으론 Amazon Web Services(AWS), Microsoft Azure, Google Cloud Platform(GCP)가 있어요.
그중 ‘AWS’는 국내 클라우드 시장에서 3년 간 70% 내외의 시장점유율로, 1위를 차지했는데요
(*클라우드 서비스 분야 실태조사(2022), 공정거래위원회)
이처럼 높은 점유율을 가진
1) AWS의 주요 서비스를 살펴보고 2) 하이브리드 클라우드 모니터링이 필요한 이유는 무엇인지 3) AWS의 각종 서비스를 모니터링할 수 있는 제니우스(Zenius)
도 함께 소개해 드릴게요!
AWS(Amazon Web Services)란?
AWS는 ‘Amazon Web Services’의 약어로, 아마존 닷컴이 제공하는 클라우드 컴퓨팅 플랫폼 및 서비스의 집합이에요. AWS에서 제공하는 여러 가지 서비스를 이용하면, 기업 및 개인이 필요한 컴퓨팅 리소스를 유연하게 확장하고 관리할 수 있죠. AWS 주요 서비스는 다음과 같아요!
AWS 주요 서비스
▪
Amazon VPC
(Amazon Virtual Private Cloud)
격리된 네트워크 환경을 구성하게 해주는 서비스예요. AWS의 동일 계정이나, 서로 다른 계정 간에 격리된 네트워크를 연결할 수 있도록 다양한 옵션들을 제공해 줘요.
▪
Amazon EC2
(Amazon Elastic Compute Cloud)
AWS에서 가장 많이 사용되는 컴퓨팅 서비스예요. 가상 서버를 호스팅 할 때 사용하죠. 리눅스나 윈도우 환경 등 다양한 인스턴스 유형을 지원하고, 필요에 따라 성능을 조정할 수 있어요. 생성 가능한 인스턴스 타입은 리전 별 차이가 있으나, 100개~300개에 이를 정도로 방대하답니다.
▪AWS Lambda
AWS에서 제공하는 서버리스 컴퓨팅 플랫폼이에요. 여기서 ‘서버리스’란 개발자가 서버의 존재를 신경 쓸 필요가 없다는 뜻이에요. AWS에서는 서버 인프라에 대한 프로비저닝, 유지관리 등을 대신 처리해 주죠. 이처럼 개발자가 비즈니스 로직에 집중하여 코드를 실행하게 해줘요.
▪Amazon S3
AWS에서 제공하는 스토리지 서비스예요. S3는 파일시스템이 아닌 오브젝트 스토리지 서비스로, 모든 파일에 API를 통해 접근 가능해요. 무제한적인 확장성, 높은 가용성과 내구성을 제공하며 단일 파일을 최대 5TB까지 업로드할 수 있어요.
▪Amazon EBS
(Amazon Elastic Block Store)
EC2 인스턴스에 장착하여 사용할 수 있는 가상 저장 장치에요. EBS를 연결하여 파일을 저장하면, EC2 인스턴스와 관계없이 데이터를 영구적으로 보관 가능해요. 이 밖에도 AWS에서 제공하는 서비스는 매우 방대한대요. 아래 URL로 접속 시, 필요한 서비스 목록 확인이 가능하답니다!
?
더 많은 AWS 서비스가 궁금하다면?
온프레미스와 AWS의 차이
온프레미스 방식은, 클라우드 컴퓨팅 서비스가 나오기 전까지 기업에서 전통적으로 사용한 ‘일반적인 인프라 구축 방식’이에요. 온프레미스 환경에서 서버를 운영하면, 호스팅 서비스를 이용하거나 서버를 직접 구매 또는 임대하죠. 그다음 데이터 센터(IDC, Internet Data Center) 또는 기업 전산실에 설치하여 운영해요.
하지만 물리적인 서버를 직접 설치할 경우, 많은 시간과 비용이 소모되어 이를 위한 운영 공간과 인력이 필요할 수 있어요.
예시를 들어 볼게요. 대형 콘서트 예매, 대학교 수강신청, 입시 원서 접수 등 단기간에 트래픽이 급증했다가 감소되는 경우를 생각해 볼까요? 이때 ‘온프레미스 방식’으로 시스템을 구축한다면, 매우 많은 비용 낭비가 발생하게 될 거예요.
반면 AWS의 경우는 어떨까요? 인터넷이 연결된 어디에서든 쉽게 인프라를 구축하고, 사용한 만큼 비용을 지불할 수 있어요. 큰 이벤트를 처리한 후 생성된 리소스를 간편하게 삭제할 수 있죠. 이처럼 온프레미스 방식과 대비한다면, 남는 자원에 대한 비용 고민이 없어지겠죠?
하이브리드 클라우드 모니터링이 필요한 이유
이처럼 AWS는 매우 유연하고 확장성 있는 클라우드 서비스예요. 하지만 모든 서비스를 AWS를 이용해서 서비스하는 것은 한계가 있는데요. 이유는 다음과 같아요.
▪보안 및 규정 준수
민감한 데이터나 규정 준수가 필요한 업무의 경우, 사설 클라우드나 온프레미스 환경의 자체 데이터 센터를 통해 운영하려는 경향이 있어요.
▪비용 효율
AWS는 사용한 만큼 비용을 지불하기 때문에, 예측할 수 없는 트래픽 증가 등에 대응하기에 좋아요. 하지만 서비스에 따라 온프레미스 환경에서 운영하는 것이 비용 측면에서 더 효율적인 경우가 있죠.
이처럼 많은 기업이 AWS를 이용한 클라우드 서비스로 전환하는 추세지만, 당분간 온프레미스 방식과 결합한 하이브리드 클라우드 운영환경이 많은 편이에요.
그렇다면 이러한 하이브리드 클라우드 운영 환경을 모니터링할 수 있는 방법이 없을까요? 바로
‘제니우스’를 활용한다면
가능해요!
제니우스를 이용한 하이브리드 클라우드 모니터링 구성도
제니우스 하이브리드 클라우드 모니터링 프로세스를 간략히 소개할게요!
우선
클라우드 환경
단계에서는 AWS 서비스를 이용하여 구축된 클라우드 환경 정보를 RestAPI 방식으로 수집해요.
CMS Manager
는 AWS 클라우드 환경에서 수집한 정보를 취합 후 스토리지에 저장해 주죠.
EMS Manager
는 온프레미스 환경에서 수집한 정보를 취합 후 스토리지에 저장해 줘요.
Web UI
에서는 스토리지에 저장된 데이터를 이용하여, 사용자에게 모니터링 정보를 제공한답니다!
제니우스에서 AWS 모니터링하기
제니우스를 이용한 ‘하이브리드 클라우드 모니터링 구성’을 좀 더 자세히 살펴볼까요?
▪CMS > 모니터링 > 요약 :
위 그림은
AWS 통합 요약
페이지인데요. EC2, RDS, VPC 등 과금 현황까지 통합 모니터링할 수 있어요.
▪EMS > 토폴로지 > 클라우드 맵 :
리전 별 자동 구성형 클라우드 맵 페이지에서는, AWS 리전 별 이용하는 서비스와 연관관계를 클라우드 맵이 자동으로 구성해 줘요.
▪
CMS > 클라우드서비스 > EC2 > 주요 성능 지표 :
주요 성능지표 모니터링
페이지에서는 AWS 콘솔에 접속하지 않고, AWS 주요 성능 지표에 대한 모니터링 추이를 확인할 수 있어요.
▪EMS > 오버뷰 :
오버뷰를 통한 온프레미스 + AWS 통합 모니터링
페이지에서는, AWS 모니터링 항목과 온프레미스 환경 모니터링 항목의 통합 현황판을 확인할 수 있어요.
이처럼 AWS와 온프레미스 환경은 물론, 더 다양한 환경의 인프라 모니터링을 위해 제니우스를 사용을 해보는 건 어떨까요?
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이운형
Technical Consulting팀
Technical Consulting팀에서 제품구축과 유지보수 업무를 수행하고 있습니다.
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eBPF로 구현하는 TCP 상태 추적 기반 네트워크 모니터링
eBPF로 구현하는 TCP 상태 추적 기반 네트워크 모니터링
예전에는 네트워크 성능을 모니터링할 때 tcpdump로 패킷을 캡처하거나, netstat으로 연결 상태를 확인하거나, NetFlow/sFlow 기반 분석을 많이 사용했습니다. 하지만 네트워크 환경이 복잡해지고 암호화 트래픽이 늘어나면서, 그리고 컨테이너·MSA 환경으로 서비스가 쪼개지면서 기존 방식의 패킷 기반 모니터링은 점점 한계를 드러냈습니다. 성능 부하는 커지고, 세부 가시성은 부족했습니다. 이 문제를 해결해 준 게 바로 eBPF(extended Berkeley Packet Filter)입니다. eBPF는 커널 내부 함수에 직접 훅(Hook)을 걸어서 데이터를 가져올 수 있기 때문에, 서비스에 큰 영향을 주지 않고도 운영 환경에서 실시간 성능 분석이 가능합니다. 쉽게 말해, 예전에는 netstat으로 “포트가 지금 어떤 상태인지”만 볼 수 있었다면, eBPF를 쓰면 “그 포트의 상태가 어떻게 변하고 있는지”까지 관찰할 수 있습니다. 그래서 최근 클라우드 네이티브 환경이나 초저지연 서비스 운영에서는 eBPF가 차세대 네트워크 모니터링 기술로 주목받고 있습니다. eBPF란? eBPF는 커널 안에서 안전하게 실행되는 작은 프로그램으로, 네트워크·시스템 동작을 실시간으로 추적하는 데 강점을 가집니다. 네트워크 모니터링 관점에서 자주 쓰이는 기능은 다음과 같습니다. • kprobe/kretprobe: 커널 함수 진입·종료 시점 후킹 • tracepoint: 커널 이벤트 발생 시점 후킹 • BPF Map: 커널과 사용자 공간 간 데이터 공유 • BPF Helper 함수: 커널 리소스 접근 API eBPF는 Verifier(검증기)가 프로그램의 안전성을 보장하지 못하면 로드를 거부합니다. 과거에는 Verifier가 루프의 종료를 판별하지 못해 루프 사용이 전혀 허용되지 않았지만, 최근에는 단순 반복문은 사용할 수 있게 되었습니다. 또한 BTF(BPF Type Format)와 CO-RE(Compile Once – Run Everywhere) 기술 덕분에, 커널 버전이 달라져도 동일한 eBPF 프로그램을 별도 빌드 과정 없이 그대로 운용할 수 있습니다. eBPF 사용 방법 제가 공부하면서 가장 흥미로웠던 예제는 BCC 툴셋에 포함된 **tcpstates**입니다. TCP 연결 상태 변화를 추적하는 예제인데, 구조를 간단히 정리하면 다음과 같습니다. • bpf.c: 커널에서 실행되는 함수 중 “어떤 걸 관찰할지”와 “관찰 시 어떤 데이터를 수집할지” 정의 • .h: 커널과 유저 공간이 공유하는 데이터 구조체 정의 • .c: 수집된 데이터를 가공해서 사용자에게 출력 예를 들어, tcpstates.bpf.c에서는 커널 tracepoint inet_sock_set_state를 후킹해서 TCP 상태 변화를 잡아냅니다. 아래 코드를 보면 이해가 쉬우실 겁니다. int handle_set_state(struct trace_event_raw_inet_sock_set_state *ctx) { struct sock *sk = (struct sock *)ctx->skaddr; __u16 family = ctx->family; __u16 sport = ctx->sport; __u16 dport = ctx->dport; __u64 *tsp, delta_us, ts; struct tcpstates_t tcpstates = {}; if (ctx->protocol != IPPROTO_TCP) return 0; ts = bpf_ktime_get_ns(); tcpstates.skaddr = (__u64)sk; tcpstates.ts_us = ts / 1000; tcpstates.pid = bpf_get_current_pid_tgid() >> 32; tcpstates.oldstate = ctx->oldstate; tcpstates.newstate = ctx->newstate; tcpstates.family = family; tcpstates.sport = sport; tcpstates.dport = dport; bpf_get_current_comm(&tcpstates.task, sizeof(tcpstates.task)); if (family == AF_INET) { bpf_probe_read_kernel(&tcpstates.saddr, sizeof(tcpstates.saddr), &sk->__sk_common.skc_rcv_saddr); bpf_probe_read_kernel(&tcpstates.daddr, sizeof(tcpstates.daddr), &sk->__sk_common.skc_daddr); } else { /* family == AF_INET6 */ bpf_probe_read_kernel(&tcpstates.saddr, sizeof(tcpstates.saddr), &sk->__sk_common.skc_v6_rcv_saddr.in6_u.u6_addr32); bpf_probe_read_kernel(&tcpstates.daddr, sizeof(tcpstates.daddr), &sk->__sk_common.skc_v6_daddr.in6_u.u6_addr32); } // 상태가 변경되면 유저 공간에 알리는 부분 bpf_perf_event_output(ctx, &events, BPF_F_CURRENT_CPU, &tcpstates, sizeof(tcpstates)); return 0; } 핵심 로직은 단순합니다. 커널에서 inet_sock_set_state가 호출되면 handle_set_state 함수가 실행되고, 이때 변경된 TCP 상태를 잡아내 사용자 공간으로 전달합니다. 언뜻 보면 복잡해 보일 수 있지만, 사실 bpf.c의 역할은 데이터를 가공하는 것이 아니라 수집하는 것입니다. 결국 중요한 것은 “내가 원하는 값이 구조체의 어디에 들어 있는지”를 정확히 찾아내는 일입니다. 그 값을 Map에 담아 사용자 공간으로 넘기면 됩니다. netstat으로 보이는 출력은 아래와 같죠. Proto Recv-Q Send-Q Local Address Foreign Address State PID/Program name tcp 0 0 192.168.0.10:22 192.168.0.55:54321 ESTABLISHED 2048/sshd: user@pts/0 netstat은 사용자가 명령어를 실행한 시점의 상태만 스냅샷 형태로 보여줍니다. 그래서 LISTEN, ESTABLISHED, CLOSE_WAIT처럼 비교적 오래 유지되는 상태만 주로 확인할 수 있습니다. 반면 tcpstates를 활용하면 커널 내부에서 발생하는 모든 TCP 상태 변화를 이벤트 단위로 추적할 수 있습니다. 덕분에 기존 툴로는 관찰하기 어려웠던 3-way handshake와 4-way handshake 과정까지 실제로 확인할 수 있다는 점이 흥미로웠습니다. 조금 더 실무적으로 활용하자면, CLOSE_WAIT이 비정상적으로 쌓이는 경우 커넥션 누수를 빠르게 탐지할 수 있고, TIME_WAIT이나 FIN_WAIT2 패턴을 분석하면 리소스 사용량 문제를 조기에 파악할 수 있습니다. 관측용 예제지만, 확장하면 운영 환경에서도 충분히 유용한 진단 도구가 될 수 있습니다 다음으로 유저 공간의 tcpstates.c는 커널 eBPF 프로그램이 보낸 이벤트를 받아서 보기 좋게 출력하는 역할을 합니다. 흐름은 단순합니다. ①eBPF 오브젝트 열기 (tcpstates_bpf__open()) ②프로그램 커널 로드 (tcpstates_bpf__load()) ③훅 부착 (tcpstates_bpf__attach()) ④필요 시 cgroup 필터 등록 (open(), bpf_map_update_elem()) ⑤주기적으로 Map을 읽거나 이벤트를 받아 상태 출력 현재는 TCP 상태 변경 이벤트가 발생할 때마다 화면에 출력하는 방식으로 동작하지만, 필요하다면 일정 주기마다 netstat을 호출하듯이 현재 상태를 스냅샷 형태로 출력하도록 구현할 수도 있습니다. 마무리하며 이처럼 간단한 코드만으로도 tcpdump나 netstat보다 훨씬 세밀하게 네트워크 흐름을 분석하는 프로그램을 만들 수 있습니다. tcpstates 같은 예제는 단순하지만, eBPF의 장점을 잘 보여줍니다. • 저부하 eBPF는 패킷 전체를 캡처하지 않고, 연결 상태나 세션 정보 같은 핵심 메타데이터만 선택적으로 수집합니다. 이로 인해 CPU와 메모리 사용 부담이 최소화되며, 운영 중인 서비스에 성능 저하를 거의 일으키지 않습니다. 즉, 실서비스 환경에서도 안정적으로 적용 가능한 경량 모니터링 방식입니다. • 높은 가시성 단순히 IP와 포트 수준의 정보만 보여주는 데 그치지 않고, 프로세스명·PID·서비스 단위까지 트래픽을 구분할 수 있습니다. 이를 통해 “어떤 서비스가 얼마만큼의 네트워크 자원을 소비하는지”를 즉시 파악할 수 있으며, 서비스별 자원 사용 현황을 보다 세밀하게 모니터링할 수 있습니다. • 확장성 기본적인 송·수신량 분석을 넘어, RTT(왕복 지연시간), 재전송률, 패킷 드롭률 등 다양한 지표를 손쉽게 확장할 수 있습니다. 필요한 메트릭을 커널 훅(Hook)에 연결해 Map에 저장하기만 하면, 곧바로 시각화와 분석에 활용할 수 있습니다. 이 덕분에 환경 변화나 분석 요구에도 유연하게 대응 가능한 구조를 제공합니다. 브레인즈컴퍼니 역시 이 기술을 Zenius NPM(Network Performance Monitoring)에 적용하면서 기존 방식으로는 확인하기 어려웠던 세밀한 성능 데이터를 확보할 수 있었습니다. 이를 통해 단순한 모니터링을 넘어 서비스 간 통신 병목을 실시간으로 파악하고, 장애 분석 시간을 크게 줄일 수 있는 솔루션을 완성할 수 있었던 점이 큰 성과였습니다. 앞으로도 이러한 경험을 바탕으로 eBPF 활용을 더 넓혀가고자 합니다.
2025.09.18
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