AWS HA & Fault Tolerance Architecture

S3, SimpleDB, SQS 및 ELB와 같은 대부분의 고급 서비스는 HA와 Fault Tolerance를 염두에 두고 구축되었음.
EC2 및 EBS와 같은 기본 인프라를 제공하는 서비스는 AZ, EIP 및 스냅샷과 같은 HA,FT 기능을 제공하여 이를 제대로 사용해 이점을 가지도록 한다.

AWS는 여러 Region 및 AZ에서 제공되므로 Redundant한 배포 역역에 쉽게 액세스 할 수 있음.
AZ는 다른 AZ 장애로부터 격리되도록 설계된 지리적인 로케이션
Region 및 AZ는 애플리케이션을 분산하여 FT를 높이고, Multi Site 솔루션 구축 방법을 제공.
AZ는 동일 Region의 다른 AZ에 저렴하고 latency가 짧은 네트워크 연결 제공.
여러 AZ에 EC2 인스턴스를 배치하면, 단일 데이터센터에서의 애플리케이션 failure로 부터 보호.
하나의 Zone이 fail 하더라도 다른 Zone의 애플리케이션을 계속 실행할 수 있도록 동일 Region이나 다른 Region의 둘 이상의 AZ에서 independent 한 애플리케이션 스택을 실행하는 것이 중요.

Auto Scaling을 통해 정의된 규칙에 따라 EC2 용량을 자동으로 늘리거나 줄임.
또한 Auto Scaling을 통해 증가하는 로드에 대한 대응으로 더 많은 인스턴스 추가 가능. 해당 인스턴스가 더 이상 필요하지 않게되면 자동으로 종료.
Auto Scaling을 사용하면 자동으로 교체 인스턴스가 뜰 것이라는 것을 알고 서버 인스턴스를 마음대로 종료 가능.
Auto Scaling은 AWS Region 내의 여러 AZ에서 작동 할 수 있음.

ELB를 통해 시스템 Availability를 높이고 들어오는 트래픽을 여러 EC2 인스턴스에 걸쳐 애플리케이션으로 분산.
ELB를 사용하면 DNS 호스트 네임이 생성되고, 호스트 네임으로 전송된 모든 요청이 EC2 Instance Pool으로 위임됨.
ELB는 Host의 상태 확인, 여러 AZ에 걸쳐있는 EC2 인스턴스로 트래픽 분배, 로드밸런싱 Rotation에서 EC2 Host의 동적인 추가와 제거를 지원.
ELB는 EC2 인스턴스 Pool 내에서 비정상 인스턴스를 감지하고 Auto Scaling을 사용해 비정상 인스턴스가 완벽히 복원 될 때까지 트래픽을 정상 인스턴스로 라우팅.
Auto Scaling과 ELB는 이상정인 조합으로, ELB는 주소 지정을 위한 단일 DNS 네임을 제공하고, Auto Scaling은 요청을 수락 할 수 있는 정상적인 EC2 인스턴스 수가 항상 적절한지 확인.
ELB를 사용해 한 Region의 여러 AZ에 있는 인스턴스간에 균형을 맞출 수 있다.

EIP는 Region 내 인스턴스간에 프로그래머블한 방식으로 매핑할 수 있는 Public 고정 IP
EIP는 특정 인스턴스나 인스턴스의 생명주기가 아니라, AWS 계정과 연결됨.
EIP는 Master DB, 중앙 파일 서버, EC2 Hosted 로드 밸런서와 같은 일관된 엔드포인트가 필요한 서비스와 인스턴스에 사용될 수 있다.
EIP 주소는 실행중인 인스턴스나 교체 인스턴스로 주소를 빠르게 리매핑하여 AZ나 호스트 장애를 해결하는 데 사용 할 수 있다.

EBS는 인스턴스 생명 주기와 독립적으로 유지되며, on-Instance 스토리지보다 훨씬 내구성이 뛰어는 영구적 off-Instance 스토리지 볼륨을 제공.
EBS 볼륨은 데이터를 중복 저장하고, 단일 AZ 내에서 자동으로 복제된다.
EC2 인스턴스가 Fail하고 교체되어야 하는 경우와 같은 장애 조치 시나리오에서 EBS 볼륨을 새 EC2 인스턴스에 연결 할 수 있다.
중요 데이터는 적절한 백업, 복제 또는 데이터를 재생성 할 수 있는 기능 없이 Instance 스토리지에만 저장해서는 안된다.

EBS 볼륨은 매우 안정적이지만 장애 발생 가능성을 더욱 줄이고 내구성을 높이기 위해 S3 볼륨에 데이터를 저장하고, 특정 시점에 스냅샷을 생성한 다음 여러 AZ로 복제 할 수 있음.
스냅샷을 이용해 새 EBS 볼륨 생성. 이 스냅샷은 스냅샷을 만드는 시점의 원래 볼륨의 정확한 Replica. 스냅샷은 AZ에 영향을 주는 문제뿐만 아니라 디스크 오류 또는 Host 수준의 문제를 효과적으로 처리 할 수 있는 방법 제공.
스냅샷은 이전 스냅샷 이후의 변경 사항만 백업하므로 최신 스냅샷을 유지할 것.
스냅샷은 Region과 연결되어 있고, EBS 볼륨은 단일 AZ와 연결되어 있음.

데이터베이스의 Synchronous Standby Replica가 다른 AZ에 프로비저닝되는 RDS Multi-AZ 배포는 데이터베이스 가용성을 높이고, 예기치 못한 중단으로부터 데이터베이스르 보호.
장애시, Standby가 Transparent하게 Primary로 승격되어, DB 작업 처리
Default로 동작하는 Automated Backup은 데이터베이스 인스턴스에 대한 특정 시점으로의 백업 지원.
RDS는 데이터베이스 및 트랜잭션 로그를 백업하고, 사용자 지정 Retention 기간 동안 저장.
Automated Backup 외에도 명시적으로 삭제 할 떄까지 유지되는 manual Backup.
RDS Read Replica는 데이터베이스의 읽기 전용 Replica를 제공하고 읽기 작업량이 많은 워크로드를 위해 단일 DB 배포 용량을 넘어서 확장 할 수 있는 기능 제공.
RDS Read Replica는 고가용성 솔루션이 아닌, 확장성 솔루

CloudFront를 사용하면 엣지 로케이션의 글로벌 네트워크를 사용하여 동적, 정적 및 스트리밍 컨텐츠를 포함한 웹 서비스를 제공 할 수 있음.
컨텐츠 요청이 요청으로부터 가장 가까운 위치로 자동 라우팅.
CloudFront는 S3 및 EC2와 같은 AWS 서비스와 함꼐 작동하도록 최적화됨.
CloudFront는 AWS 이외의 origin 서버와도 Transparent하게 동작.

SQS는 Fault-Tolerant한 애플리케이션의 중추 역할을 할 수 있는 매우 안정적인 분산 메시징 시스템
SQS는 모든 메시지를 적어도 한번 이상 전달하도록 설계됨.
큐로 전송되는 메시지는 최대 4일 동안(14일까지 연장 가능), 또는 애플리케이션에서 읽거나 삭제 할 떄까지 보존.
SQS는 Visibility timeout이라는 configure 가능한 시간 간격을 사용해, 한 번에 하나의 요청만 처리함(다른 요청들은 폴링해서 처리)
큐에 쌓인 메시지 수가 증가하기 시작하거나 메시지를 처리하는 데 걸리는 평균 시간이 너무 길면 추가 EC2 인스턴스를 추가하여 워커를 상향 조정 할 수 있음.

Route 53은 가용성과 확장성이 뛰어난 DNS 웹서비스.
Domain에 대한 쿼리는 가장 가까운 DNS 서버로 자동 라우팅.
Route 53은 zone apex record는 물론 Domain Name(e.g. www.example.com)에 대한 요청을 ELB로 resolve.