AWS Global Accelerator를 통한 애플리케이션 성능 가속화: 심층 분석

오늘날 상호 연결된 세상에서 애플리케이션은 사용자의 지리적 위치에 관계없이 원활하고 낮은 지연 시간의 경험을 제공해야 합니다. 기존의 네트워크 아키텍처는 종종 이러한 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪어 성능 병목 현상, 사용자 불만, 비즈니스 기회 손실로 이어집니다. Amazon Web Services(AWS) Global Accelerator는 이러한 문제를 해결하는 강력한 솔루션으로 등장하여 전 세계 사용자 기반을 위한 애플리케이션의 가용성과 성능을 크게 향상시킵니다.

이 글은 AWS Global Accelerator에 대한 포괄적인 탐구를 제공합니다. 고유한 아키텍처를 살펴보고, 트래픽을 최적화하기 위해 AWS 글로벌 네트워크를 활용하는 방법을 이해하고, 주요 이점을 검토합니다. 또한 일반적인 사용 사례를 논의하고, CloudFront와 같은 다른 AWS 서비스와 차별화하며, 전 세계적으로 뛰어난 애플리케이션 성능을 제공하는 데 도움이 되는 구현에 대한 실질적인 통찰력을 제공합니다.

글로벌 과제: 지연 시간 및 애플리케이션 성능

애플리케이션이 점점 더 분산되고 대륙 전역의 사용자에게 서비스를 제공함에 따라 사용자와 애플리케이션 서버 간의 물리적 거리가 중요한 요소가 됩니다. 데이터는 빛의 속도로 이동하지만, 공개 인터넷을 통과하려면 수많은 홉, 다양한 네트워크 조건, 잠재적인 혼잡 지점을 거쳐야 합니다. 이로 인해 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

높은 지연 시간: 데이터가 사용자에서 애플리케이션으로 왕복하는 데 걸리는 시간으로, 응답성에 직접적인 영향을 미칩니다.
패킷 손실: 대상에 도달하지 못하는 데이터 패킷으로, 재전송이 필요하고 지연 시간이 더욱 증가합니다.
지터: 패킷 도착 시간의 변동성으로, 특히 VoIP 또는 게임과 같은 실시간 애플리케이션에 해롭습니다.

여러 리전에 배포된 인스턴스를 리전별 로드 밸런서 뒤에 배치하는 것과 같은 기존 접근 방식은 어느 정도 개선을 제공하지만, 초기 연결을 위해 여전히 예측 불가능한 공개 인터넷을 통해 사용자 트래픽을 라우팅합니다. Global Accelerator와 같은 서비스가 상당한 이점을 제공하는 곳입니다.

AWS Global Accelerator란 무엇인가요?

AWS Global Accelerator는 로컬 및 전 세계 사용자를 위한 애플리케이션의 가용성과 성능을 향상시키는 네트워킹 서비스입니다. 이는 매우 안정적이고 성능이 뛰어난 AWS 글로벌 네트워크 백본을 통해 사용자 트래픽을 가장 가까운 정상 엔드포인트로 전달함으로써 이를 달성합니다. 공개 인터넷을 통해 트래픽을 라우팅하는 대신, Global Accelerator는 AWS의 방대한 네트워크 인프라를 사용하여 사용자의 엣지 위치에서 애플리케이션 엔드포인트까지의 경로를 최적화합니다.

핵심적으로 Global Accelerator는 애플리케이션의 고정 진입점 역할을 하는 정적 애니캐스트 IP 주소를 제공합니다. 이러한 IP는 전 세계 여러 AWS 엣지 위치에서 광고됩니다. 사용자가 연결하면 트래픽은 가장 가까운 엣지 위치로 자동 라우팅되며, 여기에서 최적화된 AWS 프라이빗 네트워크를 통해 지정된 애플리케이션 엔드포인트에 도달합니다.

AWS Global Accelerator 작동 방식: 아키텍처 및 주요 개념

Global Accelerator의 작동 방식을 이해하기 위해 기본 구성 요소와 상호 작용 방식을 자세히 살펴보겠습니다.

애니캐스트 IP 주소

단일 서버에 고유한 기존 유니캐스트 IP 주소와 달리, Global Accelerator는 두 개의 정적 애니캐스트 IP 주소를 제공합니다. 이 IP는 여러 AWS 엣지 위치에서 동시에 광고됩니다. 사용자가 이러한 IP를 사용하여 애플리케이션에 연결하려고 하면, 인터넷의 네트워크 라우터는 해당 주소를 광고하는 가장 가까운 엣지 위치로 트래픽을 라우팅합니다. 이를 통해 사용자는 항상 지리적으로 가까운 AWS PoP에 연결됩니다.

AWS 글로벌 네트워크 백본

Global Accelerator의 진정한 힘은 AWS 글로벌 네트워크 활용에 있습니다. 사용자 트래픽이 정적 애니캐스트 IP를 통해 AWS 엣지 위치에 도달하면, AWS의 고속, 저지연 프라이빗 광섬유 네트워크를 통해 최적의 애플리케이션 엔드포인트로 이동합니다. 이를 통해 공개 인터넷의 예측 불가능성을 우회하여 보다 일관된 성능, 감소된 지터 및 낮은 지연 시간을 얻을 수 있습니다.

엣지 위치( presença de pontos - PoPs)

이들은 사용자 트래픽이 AWS 글로벌 네트워크로 들어오고 나가는 진입점 역할을 하는 지리적으로 분산된 데이터 센터입니다. Global Accelerator는 이러한 PoP를 활용하여 사용자로부터 들어오는 연결을 효율적으로 수신하고 전달합니다.

트래픽 최적화 및 상태 확인

Global Accelerator는 애플리케이션 엔드포인트의 상태와 해당 엔드포인트까지의 네트워크 경로 성능을 지속적으로 모니터링합니다. 단순히 지리적으로 가장 가까운 엔드포인트뿐만 아니라, 최상의 성능을 제공하는 가장 가까운 정상 엔드포인트로 트래픽을 지능적으로 라우팅합니다. 여기에는 네트워크 혼잡, 엔드포인트 상태 및 지연 시간 측정이 포함됩니다. 엔드포인트가 비정상 상태가 되거나 네트워크 경로가 저하되면 Global Accelerator는 자동으로 트래픽을 재라우팅하여 높은 가용성과 장애 허용을 보장합니다.

리스너, 엔드포인트 그룹 및 엔드포인트

리스너: Global Accelerator가 클라이언트로부터 들어오는 연결을 수락하는 포트와 프로토콜(TCP/UDP)을 정의합니다.
엔드포인트 그룹: 특정 AWS 리전과 연결된 엔드포인트 그룹입니다. 여러 엔드포인트 그룹을 가질 수 있으며, 각 그룹은 애플리케이션 리소스가 상주하는 리전에 해당합니다. 각 그룹에 대한 "트래픽 다이얼"을 구성하여 해당 그룹으로 라우팅되는 트래픽의 비율을 제어할 수도 있습니다.
엔드포인트: 애플리케이션을 제공하는 실제 리소스입니다. Global Accelerator는 다음과 같은 다양한 유형의 엔드포인트를 지원합니다.
- 애플리케이션 로드 밸런서(ALB)
- 네트워크 로드 밸런서(NLB)
- EC2 인스턴스
- 탄력적 IP 주소
- VPC 리소스(예: VPC 내 프라이빗 IP 주소 뒤에 있는 리소스).

AWS Global Accelerator 사용의 주요 이점

Global Accelerator를 활용하면 전 세계 애플리케이션에 다음과 같은 여러 가지 강력한 이점을 얻을 수 있습니다.

향상된 성능 및 감소된 지연 시간: AWS 글로벌 네트워크 백본을 통해 트래픽을 라우팅함으로써 Global Accelerator는 사용자가 경험하는 지연 시간과 지터를 크게 줄여 애플리케이션을 더 빠르고 반응성이 뛰어나게 만듭니다.
향상된 가용성 및 장애 허용: 자동 상태 확인 및 지능적인 트래픽 라우팅을 통해 Global Accelerator는 사용자 요청이 항상 정상 엔드포인트로 라우팅되도록 보장합니다. 전체 리전 또는 엔드포인트 그룹에 장애가 발생하면 트래픽이 다른 리전의 다음으로 좋은 정상 엔드포인트로 자동 재라우팅됩니다.
정적 IP를 통한 간소화된 트래픽 관리: Global Accelerator에서 제공하는 두 개의 정적 애니캐스트 IP 주소는 변경되지 않습니다. 이를 통해 DNS 구성을 단순화하고 클라이언트 측 통합을 용이하게 하여 애플리케이션의 기본 엔드포인트가 변경되거나 이동하더라도 DNS 레코드나 클라이언트 구성을 업데이트할 필요가 없습니다.
강화된 보안: Global Accelerator에 도달하는 트래픽은 엣지에서 AWS Shield Standard의 DDoS 보호 기능을 활용하여 일반적인 네트워크 계층 공격으로부터 애플리케이션을 보호하는 데 도움이 됩니다.
가중치 라우팅을 위한 트래픽 다이얼: 트래픽 다이얼을 사용하여 서로 다른 리전 엔드포인트 그룹으로 라우팅되는 트래픽 비율을 제어할 수 있습니다. 이는 A/B 테스트, 블루/그린 배포 또는 계획된 유지 관리에 탁월합니다.

일반적인 사용 사례

AWS Global Accelerator는 전 세계 사용자에게 고성능, 고가용성 애플리케이션이 필요한 광범위한 애플리케이션에 이상적입니다.

글로벌 웹 애플리케이션: 전자 상거래 사이트, 콘텐츠 배포 플랫폼, 여러 대륙에 걸쳐 분산된 사용자를 보유한 SaaS 애플리케이션.
게임 서버: 온라인 멀티플레이어 게임의 지연 시간을 줄이고 반응성이 뛰어난 환경을 개선합니다.
VoIP 및 실시간 통신: 화상 회의 및 음성 통화를 위한 안정적이고 낮은 지연 시간의 연결을 보장합니다.
IoT 백엔드: 데이터를 보내는 지리적으로 분산된 수많은 IoT 장치에 대해 일관되고 낮은 지연 시간의 연결을 제공합니다.
재해 복구: 여러 리전에 엔드포인트를 유지함으로써 Global Accelerator는 장애 발생 시 정상 리전으로 원활하게 장애 조치할 수 있으며, 강력한 재해 복구 전략을 지원합니다.

AWS Global Accelerator 설정(개념 단계)

Global Accelerator를 설정하려면 진입점을 정의하고 애플리케이션의 리소스로 라우팅해야 합니다.

액셀러레이터 생성: 두 개의 정적 애니캐스트 IP 주소를 생성하는 최상위 리소스입니다.
리스너 추가: 액셀러레이터가 들어오는 클라이언트 연결을 수신할 포트와 프로토콜(예: TCP 80, TCP 443, UDP 53)을 구성합니다.
엔드포인트 그룹 생성: 애플리케이션에 엔드포인트가 있는 각 AWS 리전에 대해 엔드포인트 그룹을 생성합니다. "트래픽 다이얼"(이 그룹으로 라우팅되는 트래픽 비율)을 조정하고 이 그룹에 특정한 상태 확인 설정을 구성할 수 있습니다.
엔드포인트 추가: 각 엔드포인트 그룹 내에서 애플리케이션 리소스(ALB, NLB, EC2 인스턴스, EIP)를 추가합니다. 개별 엔드포인트에 가중치를 지정하여 엔드포인트 그룹 내에서 트래픽을 더 분산할 수 있습니다.

# AWS CLI의 개념 단계(간소화됨)

# 1. 액셀러레이터 생성
aws globalaccelerator create-accelerator \n    --name MyGlobalAppAccelerator \n    --ip-address-type IPV4 \n    --enabled

# 2. 리스너 생성(예: HTTP용)
aws globalaccelerator create-listener \n    --accelerator-arn <accelerator-arn> \n    --port-ranges FromPort=80,ToPort=80 \n    --protocol TCP \n    --client-affinity NONE

# 3. 엔드포인트 그룹 생성(예: us-east-1)
aws globalaccelerator create-endpoint-group \n    --accelerator-arn <accelerator-arn> \n    --listener-arn <listener-arn> \n    --endpoint-group-region us-east-1 \n    --traffic-dial-percentage 100 \n    --health-check-port 80 \n    --health-check-protocol HTTP \n    --health-check-path /health

# 4. 그룹에 엔드포인트 추가(예: ALB)
aws globalaccelerator add-endpoints \n    --endpoint-group-arn <endpoint-group-arn> \n    --endpoint-configurations EndpointId=<your-alb-arn>,Weight=100

팁: 항상 두 개의 정적 IP 주소를 사용하여 이중화를 구현하십시오. Global Accelerator가 자동으로 할당합니다.

경고: 보안 그룹 및 네트워크 ACL이 Global Accelerator의 상태 확인 IP 범위와 클라이언트 IP에서 엔드포인트로 트래픽을 허용하는지 확인하십시오.

AWS Global Accelerator 대 Amazon CloudFront

두 서비스 모두 AWS의 글로벌 네트워크와 엣지 위치를 사용하여 성능을 향상시키지만, 주요 목적은 다릅니다.

특징	AWS Global Accelerator	Amazon CloudFront
주요 목표	애플리케이션(TCP/UDP)의 네트워크 성능 및 가용성 향상	콘텐츠 전송 성능 향상 (HTTP/HTTPS)
계층	계층 4(TCP, UDP) 및 계층 7(ALB를 통한 HTTP, HTTPS)	계층 7(HTTP, HTTPS)
정적 IP	예, 두 개의 전역 정적 애니캐스트 IP 주소	아니요, 엣지 배포를 위해 변경되는 DNS 레코드 사용
캐싱	아니요	예, 엣지 위치에 콘텐츠 캐싱
사용 사례	게임, VoIP, API, 영구 연결, 동적 콘텐츠	정적 웹사이트, 비디오 스트리밍, 다운로드 가능한 콘텐츠
엔드포인트 유형	ELB, EC2 인스턴스, EIP, VPC	S3 버킷, EC2 인스턴스, ELB, 모든 HTTP 서버

언제 어떤 것을 사용해야 할까요?

캐시할 수 없는 콘텐츠, API, 게임 또는 리전 간의 영구 연결 또는 낮은 지연 시간의 TCP/UDP 트래픽이 필요한 모든 애플리케이션의 성능과 가용성을 향상시켜야 할 때 Global Accelerator를 사용합니다.
일반적인 웹 애플리케이션을 위해 사용자에게 낮은 지연 시간으로 캐시 가능한 정적 또는 동적 콘텐츠(이미지, 비디오, 웹 파일)를 제공해야 할 때 CloudFront를 사용합니다.

두 가지를 함께 사용하는 것도 일반적입니다. CloudFront는 정적 콘텐츠를 캐싱하고, Global Accelerator는 애플리케이션의 동적 API 백엔드로의 네트워크 경로를 최적화합니다.

모범 사례 및 고려 사항

상태 확인: 애플리케이션 엔드포인트의 작동 상태를 정확하게 반영하는 강력한 상태 확인을 구성합니다. Global Accelerator가 비정상 인스턴스에서 트래픽을 올바르게 라우팅하는 데 중요합니다.
트래픽 다이얼: 제어된 배포(예: 새 리전 또는 버전으로 트래픽을 천천히 전환) 및 재해 복구 시나리오에 트래픽 다이얼을 활용합니다.
모니터링 및 로깅: CloudWatch 및 CloudTrail과 통합하여 성능 메트릭, 트래픽 흐름 및 API 호출을 모니터링합니다. 이는 사용 패턴 이해 및 문제 해결에 도움이 됩니다.
보안 그룹/NACL: 백엔드 리소스(ALB, EC2)의 네트워크 구성이 Global Accelerator의 상태 확인 프로브 및 Global Accelerator가 보존하는 클라이언트 IP(또는 클라이언트 IP 보존이 활성화되지 않거나 지원되지 않는 경우 Global Accelerator의 IP 범위)에서 들어오는 트래픽을 허용하는지 확인하십시오.
비용 관리: 프로비저닝된 액셀러레이터 수와 데이터 전송량을 기반으로 하는 가격 모델을 이해합니다. 비용을 효과적으로 관리하기 위해 엔드포인트 사용을 최적화합니다.

결론

AWS Global Accelerator는 전 세계 사용자 기반에게 고성능, 고가용성 애플리케이션을 제공하려는 모든 조직에게 강력하고 필수적인 서비스입니다. 인터넷 라우팅의 복잡성을 추상화하고 강력한 AWS 글로벌 네트워크를 활용함으로써, 지연 시간을 줄이고 장애 허용을 강화하여 뛰어난 사용자 경험을 제공합니다. 아키텍처, 주요 이점 및 CloudFront와 같은 다른 AWS 서비스와 어떻게 보완되는지 이해하면 아키텍트와 개발자가 더 복원력 있고 반응성이 뛰어난 글로벌 애플리케이션을 구축하여 전 세계 사용자가 일관되고 고품질의 상호 작용을 즐길 수 있도록 역량을 강화합니다.

Global Accelerator를 채택하여 애플리케이션의 도달 범위와 성능을 한 단계 높이고, 사용자가 항상 최상의 경험에 연결되도록 하십시오.