목차
- (1) 서버 한 대만 운영할 때 발생하는 문제
- (2) Azure 글로벌 인프라의 구성
- (3) 데이터센터·가용 영역·지역·지리의 관계
- (4) 장애 범위에 따라 대응 구조가 달라지는 이유
- (5) 서버와 랙 장애에 대응하는 가용성 집합
- (6) 데이터센터 장애에 대응하는 가용 영역
- (7) 지역 전체 재해에 대응하는 지역 쌍
- (8) Azure Site Recovery를 이용한 재해 복구
- (9) Azure 지역 선택 기준
- (10) 온라인 주문 서비스 구성 예시
- (11) 자료 외 보완
- (12) 핵심 정리
- (13) 핵심 키워드
- (14) 연결되는 개념
- (15) 다음 학습
(1) 서버 한 대만 운영할 때 발생하는 문제
가상 머신 한 대로 서비스를 운영하면 해당 가상 머신이나 기반 물리 장비에 문제가 발생했을 때 서비스 전체가 중단될 수 있다.
이처럼 특정 구성 요소 하나의 장애가 전체 시스템의 중단으로 이어지는 지점을 단일 장애 지점(Single Point of Failure)이라고 한다.
| 장애 범위 | 발생 원인 | 영향 범위 |
|---|---|---|
| 서버 | 부품 고장, 운영체제 오류, 호스트 장애 | 해당 서버에서 실행되는 가상 머신 |
| 랙 | 전원 회로 또는 네트워크 스위치 장애 | 같은 랙의 여러 서버 |
| 데이터센터 | 정전, 냉각 장애, 화재 | 데이터센터 전체 |
| 지역 | 지진, 홍수, 광역 정전 | Azure 지역 전체 |
| 운영 작업 | 계획된 유지 관리와 재부팅 | 업데이트 대상 물리 서버와 가상 머신 |
장애의 범위가 서버에서 데이터센터, 지역으로 확대될수록 자원을 더 넓은 범위에 분산해야 한다. Azure의 가용성 집합, 가용 영역, 지역 쌍은 각각 서로 다른 범위의 장애에 대응한다.
(2) Azure 글로벌 인프라의 구성
Azure 글로벌 인프라는 전 세계에 분산된 물리 인프라와 이를 연결하는 글로벌 네트워크로 구성된다.
| 구성 요소 | 내용 | 역할 |
|---|---|---|
| 물리 인프라 | 데이터센터, 서버, 스토리지, 네트워크 장비 | 컴퓨팅 자원 실행과 데이터 저장 |
| 글로벌 네트워크 | Microsoft WAN, 광케이블, 접속 지점 | 데이터센터와 지역 간 연결 |
| PoP | 사용자 트래픽이 Microsoft 네트워크로 진입하는 접점 | 사용자와 가까운 위치에서 트래픽 수용 |
1) 데이터센터
데이터센터는 서버, 스토리지, 네트워크 장비가 실제로 설치되어 운영되는 물리 시설이다.
- 전원, 냉각, 네트워크 회선, 물리 보안 설비를 갖춤
- 내부는 여러 개의 랙과 물리 서버로 구성됨
- 하나의 가용 영역은 하나 이상의 데이터센터로 구성될 수 있음
- 사용자는 일반적으로 특정 데이터센터를 직접 선택하지 않음
랙(Rack)은 서버와 네트워크 장비를 설치하는 물리 구조물이다. 같은 랙의 서버는 전원 장치와 네트워크 스위치를 공유할 수 있으므로, 랙은 하나의 공통 장애 범위가 될 수 있다.
데이터센터
├─ Rack A
│ ├─ 전원 분배 장치
│ ├─ 네트워크 스위치
│ ├─ Server 1
│ └─ Server 2
│
└─ Rack B
├─ 별도 전원 분배 장치
├─ 별도 네트워크 스위치
├─ Server 3
└─ Server 4(3) 데이터센터·가용 영역·지역·지리의 관계
Azure 물리 인프라는 데이터센터에서 시작하여 가용 영역, 지역, 지리로 범위가 확장된다. 지역 쌍은 이 포함 계층에 새로 추가되는 단위가 아니라 두 지역 사이에 설정된 관계이다.
| 구분 | 정의 | 관계 |
|---|---|---|
| Datacenter | 서버와 네트워크 장비가 설치된 물리 시설 | 가용 영역을 구성하는 물리 기반 |
| Availability Zone | 전원·냉각·네트워크가 독립된 데이터센터 그룹 | 하나의 지역 안에 배치됨 |
| Region | 저지연 네트워크로 연결된 하나 이상의 데이터센터가 존재하는 Azure 서비스 제공 위치 | 가용 영역을 지원하는 지역은 여러 영역으로 나뉨 |
| Geography | 데이터 상주와 규정 준수 경계를 기준으로 지역을 묶은 범위 | 하나 이상의 지역을 포함할 수 있음 |
| Region Pair | 지역 간 복제와 재해 복구를 위해 짝지어진 두 지역의 관계 | 포함 계층이 아니라 Region 간 연결 관계 |
Geography
│
├─ Region 1
│ ├─ Availability Zone 1
│ │ └─ Datacenter 1개 이상
│ ├─ Availability Zone 2
│ │ └─ Datacenter 1개 이상
│ └─ Availability Zone 3
│ └─ Datacenter 1개 이상
│
└─ Region 2
└─ 하나 이상의 Datacenter
또는 여러 Availability Zone
Region 1 ↔ Region 2
Region Pair 관계일 수 있음모든 Azure 지역이 가용 영역을 지원하는 것은 아니다. 따라서 Region을 항상 여러 Availability Zone으로 구성된 단위라고 단정할 수 없다.
(4) 장애 범위에 따라 대응 구조가 달라지는 이유
Azure 가용성 구조는 보호 대상의 범위를 기준으로 단계적으로 확장된다.
| 구성 | 분산 범위 | 주요 대응 대상 | 목적 |
|---|---|---|---|
| Single VM | 분산 없음 | 별도 대응 구조 없음 | 간단한 배치 |
| Availability Set | 가까운 물리 인프라 내부 | 서버·랙 장애와 계획된 유지 관리 | 고가용성 |
| Availability Zone | 하나의 Region 내부 여러 Zone | 데이터센터 또는 Zone 장애 | 고가용성 |
| 다중 Region | 서로 다른 Region | 지역 전체 재해 | 재해 복구 |
1) 장애와 재해
| 구분 | 장애 | 재해 |
|---|---|---|
| 영향 범위 | 서버, 랙, 데이터센터 일부 | 지역 또는 사이트 전체 |
| 대응 목표 | 중단을 방지하거나 최소화 | 다른 환경에서 서비스 복구 |
| 주요 수단 | 가용성 집합, 가용 영역, 부하 분산 | 다중 지역 복제, Failover, 백업 |
| 중단 시간 | 없거나 매우 짧음 | 복구 절차 수행 시간만큼 발생 |
(5) 서버와 랙 장애에 대응하는 가용성 집합
가용성 집합(Availability Set)은 여러 가상 머신을 서로 다른 물리 자원과 유지 관리 단위에 분산하여 동시에 중단될 가능성을 줄이는 논리적 구성이다.
1) 장애 도메인
장애 도메인(Fault Domain)은 공통 전원 공급원과 네트워크 스위치를 공유하는 물리 자원의 묶음이다.
Fault Domain 0 Fault Domain 1 Fault Domain 2
전원·스위치 A 전원·스위치 B 전원·스위치 C
VM1 VM2 VM3
Fault Domain 0 장애
→ VM1 중단
→ VM2와 VM3는 계속 동작2) 업데이트 도메인
업데이트 도메인(Update Domain)은 Azure의 계획된 유지 관리 과정에서 동시에 재부팅될 수 있는 가상 머신과 기반 하드웨어의 묶음이다.
Update Domain 0 재부팅 → 복구 대기
Update Domain 1 재부팅 → 복구 대기
Update Domain 2 재부팅 → 완료
한 번에 하나의 Update Domain만 유지 관리
→ 다른 VM은 서비스를 계속 처리| 구분 | 대응 대상 | 분산 기준 |
|---|---|---|
| Fault Domain | 예기치 않은 전원·네트워크·하드웨어 장애 | 공통 물리 장애 범위 |
| Update Domain | 계획된 유지 관리와 재부팅 | 동시 유지 관리 범위 |
가용성 집합은 여러 VM을 자동으로 생성하거나 애플리케이션 트래픽을 자동 분산하지 않는다. 최소 두 대 이상의 VM과 부하 분산 구성을 별도로 준비해야 한다. 또한 데이터센터 전체 장애에 대응하려면 가용 영역을 사용해야 한다.
(6) 데이터센터 장애에 대응하는 가용 영역
가용 영역(Availability Zone)은 하나의 Region 안에서 전원, 냉각, 네트워크가 서로 독립된 데이터센터 그룹이다.
애플리케이션을 여러 Zone에 분산하면 하나의 Zone이 중단되어도 다른 Zone에서 서비스를 계속 처리할 수 있다.
Region: Korea Central
Zone 1 Zone 2 Zone 3
VM1 VM2 VM3
│ │ │
└──────────────── Load Balancer ─────────┘
│
사용자
Zone 1 장애
→ Load Balancer가 Zone 2와 Zone 3으로 트래픽 전달1) 가용 영역의 특징
- 각 Zone의 전원, 냉각, 네트워크 인프라가 독립됨
- 같은 Region 안에 있어 Zone 간 지연 시간이 짧음
- 가용성 집합보다 넓은 장애 범위를 보호함
- Zone 간 데이터 전송 비용이 발생할 수 있음
2) Azure 서비스의 Zone 지원 방식
| 방식 | 동작 | 사용자 역할 |
|---|---|---|
| Zonal | 사용자가 선택한 특정 Zone에 자원을 배치 | 여러 Zone에 자원을 직접 분산 |
| Zone-redundant | 서비스가 여러 Zone에 자동 복제 또는 분산 | 영역 중복 옵션을 선택하고 정책 관리 |
| Non-zonal | 특정 Zone을 선택하지 않고 Region 단위로 제공 | 서비스의 복원력 특성을 별도로 확인 |
Availability Zone이 존재한다고 해서 모든 워크로드가 자동으로 여러 Zone에 복제되는 것은 아니다. 사용하려는 Azure 서비스가 Zonal인지 Zone-redundant인지 확인하고 다중 Zone 구성을 적용해야 한다.
(7) 지역 전체 재해에 대응하는 지역 쌍
지역 쌍(Region Pair)은 지역 간 복제와 재해 복구를 위해 연결된 두 Azure Region의 관계이다.
가용 영역이 하나의 Region 내부 장애에 대응한다면, 다중 Region 구성은 Region 전체가 사용 불가능해지는 상황에 대응한다.
1) 지역 쌍의 특성
- 물리적 이격: 동일한 광역 재해가 두 지역에 동시에 영향을 주는 가능성을 낮춤
- 데이터 상주 고려: 데이터 보존 및 규정 준수 경계 안에서 구성됨
- 순차 업데이트: 플랫폼 업데이트가 두 지역에 동시에 적용되는 위험을 줄임
- 재해 복구 활용: 데이터와 워크로드의 지역 간 복제 대상으로 사용
Region Pair는 두 지역을 자동으로 하나의 시스템으로 만들어 주는 기능이 아니다. 지역 간 데이터 복제, 대기 환경, 트래픽 전환 절차는 사용하는 서비스와 아키텍처에 맞게 구성해야 한다.
2) 다중 지역 재해 복구 흐름
- 주 Region의 워크로드와 데이터를 대상 Region으로 복제한다.
- 주 Region에 재해가 발생하여 서비스를 제공할 수 없게 된다.
- 대상 Region의 복제 자원을 기동한다.
- DNS 또는 트래픽 관리 구성을 대상 Region으로 전환한다.
- 대상 Region에서 서비스를 재개한다.
- 주 Region이 복구되면 데이터 동기화 후 원래 환경으로 복귀할 수 있다.
(8) Azure Site Recovery를 이용한 재해 복구
Azure Site Recovery(ASR)는 BCDR(Business Continuity and Disaster Recovery) 전략 가운데 워크로드 복제와 재해 복구를 기술적으로 지원하는 Azure 서비스이다.
| 구분 | 의미 | ASR과의 관계 |
|---|---|---|
| BC | 중단 상황에서도 핵심 비즈니스 기능을 지속하기 위한 전체 전략 | ASR을 포함한 정책·인력·절차·기술이 함께 필요 |
| DR | 중단된 IT 시스템과 데이터를 복구하여 서비스를 재개하는 활동 | ASR이 직접 지원하는 영역 |
| ASR | 복제, Failover, Failback을 제공하는 재해 복구 서비스 | BCDR 전략의 기술적 실행 수단 |
1) ASR의 동작 흐름
주 운영 환경
├─ VM
├─ 애플리케이션
└─ 디스크와 데이터
│
│ 지속적 복제
▼
재해 복구 환경
├─ 복제 VM
├─ 복제 애플리케이션 환경
└─ 복제 디스크
재해 발생
→ Failover
→ 대상 환경에서 VM 기동
→ 트래픽 전환
→ 서비스 재개
→ 원본 환경 복구 후 Failback2) 주요 기능
- 지속적 복제: 원본 워크로드의 변경 사항을 복구 대상 위치로 전달
- Failover: 원본 환경을 사용할 수 없을 때 복제 환경에서 서비스 시작
- Failback: 원본 환경 정상화 후 서비스를 원래 위치로 복귀
- 복구 계획: 여러 워크로드의 복구 순서와 절차 정의
- 복구 테스트: 운영 환경에 영향을 주지 않고 복구 절차 검증
3) RTO와 RPO
| 구분 | 정의 | 판단 기준 |
|---|---|---|
| RPO | 복구 시 허용 가능한 최대 데이터 손실 범위 | 얼마나 이전 시점의 데이터까지 잃어도 되는가? |
| RTO | 장애 발생 후 복구까지 허용 가능한 최대 시간 | 서비스를 언제까지 다시 시작해야 하는가? |
RPO RTO
◄────────► ◄────────►
마지막 복제 시점 ── 장애 발생 ─────────── 서비스 재개
데이터 손실 범위 서비스 중단 시간ASR에서 복제를 설정한 것만으로 재해 복구가 완성되는 것은 아니다. 네트워크, DNS, 애플리케이션 기동 순서, 데이터 정합성, 사용자 접근 경로를 포함한 복구 계획을 정기적으로 시험해야 한다.
(9) Azure 지역 선택 기준
Azure Region은 단순히 사용자와 가장 가까운 위치만 선택하지 않는다. 규정, 서비스 제공 여부, 가용 영역 지원, 비용을 함께 검토해야 한다.
| 검토 항목 | 확인 내용 |
|---|---|
| 규정 준수 | 데이터 상주와 국가별 규정을 충족하는 Geography인지 확인 |
| 서비스 가용성 | 사용하려는 Azure 서비스와 VM 유형이 해당 Region에서 제공되는지 확인 |
| 가용 영역 지원 | Region과 개별 서비스가 Availability Zone을 지원하는지 확인 |
| 지연 시간 | 주요 사용자와 외부 시스템에서 가까운지 확인 |
| 가격 | 동일 서비스라도 Region별 가격이 다를 수 있으므로 비교 |
| 재해 복구 | 대상 Region과 지역 간 복제 방식을 확인 |
1) 추천 지역·대체 지역·특수 지역
| 구분 | 특성 | 용도 |
|---|---|---|
| 추천 지역 | 광범위한 서비스 기능과 가용 영역 제공 | 주 운영 환경 |
| 대체 지역 | 데이터 상주 경계 내 Azure 범위를 확장하며 서비스 범위가 제한될 수 있음 | 지연 시간 개선 또는 두 번째 지역 |
| 특수 지역 | 일반 Azure와 네트워크·인증·운영 체계가 분리됨 | 정부 기관 또는 특정 국가 규제 대응 |
Azure의 Region별 서비스 목록과 가용 영역 지원 여부는 변경될 수 있다. 실제 설계 시에는 현재 Azure의 지역별 제품 지원 정보를 확인해야 한다.
(10) 온라인 주문 서비스 구성 예시
온라인 주문 서비스는 허용 가능한 중단 범위에 따라 다음과 같이 단계적으로 구성할 수 있다.
| 구성 수준 | 배치 방식 | 보호 범위 | 한계 |
|---|---|---|---|
| 단일 VM | 웹 서버 한 대 배치 | 별도 보호 없음 | VM 장애가 서비스 중단으로 연결 |
| 가용성 집합 | 웹 서버 여러 대를 Fault·Update Domain에 분산 | 서버·랙·유지 관리 장애 | 데이터센터 전체 장애에 취약 |
| 다중 Zone | 웹·애플리케이션 계층을 여러 Zone에 배치 | Zone 또는 데이터센터 장애 | Region 전체 재해에 취약 |
| 다중 Region | 주 Region과 복구 Region 사이에 데이터와 워크로드 복제 | 지역 전체 재해 | 비용과 운영 복잡도 증가 |
사용자
│
Traffic Manager 또는 DNS
│
├─ 주 Region
│ ├─ Zone 1: Web / App
│ ├─ Zone 2: Web / App
│ └─ Zone 3: Web / App
│
└─ 재해 복구 Region
└─ 복제된 Web / App / Data
평상시
→ 주 Region에서 서비스
주 Region 재해
→ 복구 Region으로 Failover가용성 수준이 높아질수록 더 넓은 장애에 대응할 수 있지만, 추가 자원, 데이터 복제, 네트워크 전환, 운영 절차가 필요하므로 비용과 복잡도도 증가한다.
(11) 자료 외 보완
1) 고가용성과 재해 복구
| 구분 | 고가용성 | 재해 복구 |
|---|---|---|
| 목표 | 장애 중에도 서비스 지속 | 중단된 서비스를 다른 환경에서 복구 |
| 주요 범위 | 서버, 랙, Zone | Region 또는 운영 환경 전체 |
| 구현 수단 | 다중화, 부하 분산, 상태 확인 | 복제, Failover, 백업, 복구 계획 |
고가용성과 재해 복구는 대체 관계가 아니다. 운영 중단을 최소화해야 하는 시스템은 같은 Region 안의 고가용성과 다른 Region으로의 재해 복구를 함께 설계한다.
2) ASR과 백업
| 구분 | Azure Site Recovery | 백업 |
|---|---|---|
| 목적 | 다른 환경에서 워크로드를 빠르게 재개 | 삭제되거나 손상된 데이터 복원 |
| 대상 | 가상 머신과 실행 환경 | 파일, 데이터, 복구 지점 |
| 복구 방식 | 복제 환경으로 Failover | 저장된 복구 지점에서 Restore |
ASR은 백업을 대체하지 않는다. 서비스 재개를 위한 재해 복구와 데이터 복원을 위한 백업은 함께 구성할 수 있다.
(12) 핵심 정리
- 단일 VM은 하나의 장애가 서비스 전체 중단으로 이어지는 단일 장애 지점이 될 수 있다.
- Azure 인프라는 데이터센터, 가용 영역, 지역, 지리의 범위로 확장된다.
- 가용성 집합은 Fault Domain과 Update Domain을 이용하여 서버·랙·유지 관리 장애의 영향을 줄인다.
- 가용 영역은 하나의 Region 안에서 물리적으로 독립된 인프라를 제공한다.
- 지역 쌍은 상위 계층이 아니라 두 Region 사이의 재해 복구 관계이다.
- Azure Site Recovery는 워크로드 복제와 Failover를 통해 DR을 기술적으로 지원한다.
- 지역 선택 시 규정 준수, 서비스 제공 여부, Zone 지원, 지연 시간, 가격을 함께 확인해야 한다.
(13) 핵심 키워드
| 키워드 | 의미 |
|---|---|
| Single Point of Failure | 하나의 장애가 전체 시스템 중단으로 이어지는 구성 요소 |
| Datacenter | 서버와 네트워크 장비가 설치된 물리 시설 |
| Availability Set | VM을 서로 다른 장애·업데이트 도메인에 분산하는 구성 |
| Fault Domain | 공통 전원과 네트워크를 공유하는 물리 장애 범위 |
| Update Domain | 계획된 유지 관리 시 함께 재부팅되는 자원 묶음 |
| Availability Zone | 독립된 전원·냉각·네트워크를 갖춘 데이터센터 그룹 |
| Region | 하나 이상의 데이터센터가 위치한 Azure 서비스 제공 위치 |
| Geography | 데이터 상주와 규정 준수 경계를 기준으로 지역을 묶은 범위 |
| Region Pair | 재해 복구에 활용되는 두 Region의 연결 관계 |
| Azure Site Recovery | 워크로드 복제와 장애 조치를 지원하는 재해 복구 서비스 |
| RPO | 허용 가능한 최대 데이터 손실 범위 |
| RTO | 서비스 복구까지 허용 가능한 최대 시간 |
(14) 연결되는 개념
- 상위 개념: Azure 글로벌 인프라와 클라우드 아키텍처
- 선행 개념: 온프레미스와 클라우드, 클라우드 배포·서비스 모델
- 관련 개념: 고가용성, 재해 복구, SLA, 단일 장애 지점, 부하 분산
- 다음 학습: Azure 컴퓨팅 서비스와 확장 구성
- 대응 실습 후보: 가용성 옵션을 적용한 Azure VM 배포
(15) 다음 학습
- VM Scale Set: 여러 VM을 자동으로 확장하고 부하 분산하는 방식을 확인한다.
- Azure Load Balancer와 Traffic Manager: Zone 및 Region 간 트래픽 전환 방식을 확인한다.
- 스토리지 중복성: Zone과 Region 단위의 데이터 복제 방식을 확인한다.
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