[AWS SAA] EC2 Instance Storage

EBS Overview

What's an EBS Volume?

EBS는 Elastic Block Store의 약자로, 인스턴스가 실행되는 동안 연결할 수 있는 네트워크 드라이브이다.

• EBS 볼륨은 인스턴스가 종료된 후에도 데이터를 지속하게 한다
• 인스턴스를 다시 생성하고 이전의 같은 EBS 볼륨에 마운트할 수 있다
• EBS 볼륨은 특정 가용성 영역에 묶이게 된다
  (Ex. UBS를 다른 컴퓨터에 넣어서 사용할 수 있듯이 EBS 볼륨 또한 특정 가용성 영역에 묶여서 인스턴스를 옮겨다니며 사용할 수 있음)
• Free tier 사용가능 범위: 30GB의 일반 EBS 스토리지나 마그네틱을 매달 지원

▶ 데이터 저장의 역할을 함.

📂 추가 참고자료
[AWS] 📚 EBS 개념 & 사용법 💯 정리 (EBS Volume 추가하기)

 

EBS Volume

[ EBS 볼륨의 특징 ]

1. EBS 볼륨은 물리적 드라이브가 아닌 네트워크 드라이브
   • 인스턴스와 통신하기 위해 네트워크를 사용하여 다른 서버에 도달하기까지의 지연이 있을 수 있음
   • 기존 EC2 인스턴스에서 빨리 분리하여 다른 인스턴스에 연결할 수 있음
2. 특정 가용성 영역(AZ)에 고정되어 있음
   • EBS 볼륨이 'us-east-1a'에서 생성되었다면, 'us-east-1b'에서는 사용할 수 없음
   • EBS 볼륨에 대한 스냅샷을 찍어둔다면 다른 지역에서도 사용 가능
3. 용량에 대한 프로비저닝 (크기와 속도에 대한 사전 정의)
   • 얼마나 많은 GB를 원하고, 초당 I/O 연산인 IOPS에 대한 설정 필요
   • 설정한 것보다 더 많은 용량이나 속도를 원하면 시간에 따라 용량을 증가시킬 수 있음

⁉️ EBS 볼륨에 스냅샷을 찍으면 다른 AZ에서도 사용 가능한 이유는?
✅ 상황 가정: EBS Volume은 'us-east-1a'에 있고 EC2 인스턴스는 'us-east-1b'에 있을 때 EBS Volume을 'us-east-1b'로 옮기고 싶은 경우
✅ 문제 상황: EBS Volume은 현재 'us-east-1a'의 AZ 영역에 고정되어 있는 상태임
✅ 해결 방법: snapshot을 통해 해결 가능
→ snapshot은 EBS의 전체 백업본으로, S3에 저장되기 때문에 AZ에 종속되지 않음
→ 따라서, 'us-east-1a' 영역에 있는 EBS 볼륨에 대한 스냅샷을 찍어 S3에 저장한 후, 이동하고 싶은 AZ 영역인 'us-east-1b'에 새로운 EBS를 붙일 수 있음

 

→ EBS Volume은 하나의 EC2 인스턴스에 두개 이상 붙일 수 있고 각 AZ당 고유한 EBS를 부착할 수 있으며, EBS 볼륨 생성 시에는 인스턴스에 연결하지 않아도 됨

 

EBS - Delete on Termination attribute

▶ EC2 인스턴스를 종료할 때, EBS의 행위를 제어할 수 있음

기본적으로 'root EBS' 볼륨은 인스턴스 종료 시 함께 삭제되도록 설정이 활성화되어 있지만, 연결된 다른 EBS 볼륨의 경우 삭제되지 않도록 설정이 비활성화 되어있음을 알 수 있다.

 

이처럼, EC2 인스턴스 종료 시의 EBS 삭제 여부를 AWS 콘솔 혹은 CLI로 제어할 수 있고 인스턴스가 종료될 때 Root 볼륨에 있는 데이터를 저장하고 싶다면 해당 볼륨을 유지하도록 설정하는 방식으로 사용할 수 있다.

📌 EC2 생성 시, 함께 생성되는 Root EBS 볼륨의 경우 인스턴스 생성 과정에서 옵션 설정을 통해 인스턴스가 종료될 때 삭제할 것인지 아닌지의 여부를 제어할 수 있다.

 

 

EBS Snapshots

• EBS 스냅샷은 EBS 볼륨의 특정 시점에 대한 백업이라고 볼 수 있다.
• EBS 볼륨과 인스턴스를 분리할 필요는 없지만, 스냅샷은 권장되는 방법이다.
• 스냅샷은 다른 AZ 혹은 Region으로 복사할 수 있다.

▶ EBS 볼륨을 한 AZ에서 다른 AZ로 옮기는 방법

 

EBS Snapshots Features

EBS Snapshot의 3가지 기능

1. EBS Snapshot Archive
   • 'archive tier'로 스냅샷을 이동시키는 기능으로, 75% 더 저렴함
   • 'archive tier'로 옮기면 24시간 이내에서 72시간 이내로 아카이브를 복원할 수 있음
2. Recycle Bin for EBS Snapshots
   • EBS 스냅샷을 영구 삭제하는 대신에 스냅샷을 삭제하면 'recycle bin'에 들어가게 됨
   • 의도치않게 삭제된 파일을 복구할 수 있음
   • Recycle Bin에 들어간 파일의 저장기간은 하루에서 1년 사이로 설정 가능
3. Fast Snapshot Restore (FSR)
   • 스냅샷의 전체 초기화를 강제함으로써 첫번째 사용 시에 대기 시간이 없도록 함.
     → 스냅샷이 매우 큰 경우 도움이 되는 방식이나, 비용이 많이 듦

 

 

AMI Overview

AMI는 Amazon Machine Image을 의미함.

• AMI는 EC2 인스턴스를 커스터마이징 할 수 있다.
  • 소프트웨어, 구성, 운영체제, 모니터링 등과 같은 설정을 할 수 있음.
  • EC2 인스턴스에 설치하고자 하는 소프트웨어를 AMI로 미리 패키지화하기 때문에 부팅과 구성 시간이 더 빨라짐.
• AMI는 특정 지역에 맞추어 만들고 해당 지역에 복사할 수 있다.
• 다양한 AMI를 EC2 인스턴스에서 실행할 수 있다.
  • Public AMI: AWS 제공
  • 직접 만든 AMI: 직접 AMI를 만들고 관리하여 사용
  • AWS Marketplace AMI: 다른 사람이 만들어 둔 AMI 혹은 판매되고 있는 AMI를 사용

 

AMI Process (from and EC2 instance)

1. EC2 인스턴스를 시작하여 커스터마이징
2. 데이터 무결성 확인을 위해 인스턴스 중지
3. AMI 구축 → 이때, 다른 EBS 스냅샷 또한 생성 가능
4. 다른 AMI의 인스턴스를 실행할 수 있음

 

 

EC2 Instance Store

EBS 볼륨은 네트워크 드라이브로 사용할 수 있지만, 성능이 제한된다. EBS도 좋은 성능이지만, 이보다 더 높은 성능을 필요로할 경우 EC2 인스턴스에 하드웨어 디스크를 연결할 수 있기 때문이다.

 

따라서, EC2 인스턴스는 가상 머신이지만, 물리적으로 연결된 하드웨어 서버가 있고 해당 서버와 연결된 하드웨어 디스크를 'EC2 Instance Store'라고 한다. 즉, EC2 물리 서버 안에 내장된 진짜 물리 하드디스크의 역할으로 볼 수 있다.

→ 쉽게 말해, EBS는 네트워크로 연결된 외장 SSD 느낌이라면, Instance Store는 본체에 박혀있는 내장 SSD 느낌

[ EC2 Instance Store 사용의 특징 ]

• 더 나은 I/O 성능
• 휘발성: Instance Store가 있는 EC2 인스턴스를 중지하거나 종료하면 스토리지가 손실됨
  → EC2 인스턴스가 살아있는 동안에만 유지되므로 내구성 있는 저장소로 사용하기에는 적합하지 않음
• 적합한 사용 사례: 버퍼, 캐시, 스크래치 데이터, 임시 콘텐츠를 사용하려는 경우
• 동작중인 EC2 인스턴스 서버에 장애가 발생할 경우 데이터도 함께 손실될 위험이 있음
  → EC2 인스턴스 스토어 사용 시에는 백업과 복사본을 함께 해 두어야 함

 

 

EBS Volume Types

[ EBS Volume의 6가지 종류 ]

→ 총 4가지로 분류할 수 있음

1. gp2 / gp3 (SSD): 'General purpose SSD volume'으로, 다양한 작업에 비용과 성능을 분산시켜 사용 가능
2. io 1 / io 2 Block Express (SSD): 'Highest-Performance SSD volume'으로, 중요한 업무나 저지연, 높은 처리량이 요구되는 작업에서 사용 가능
3. st 1 (HDD): 저가 HDD volume으로, 자주 접속할 수 있도록 설계되었고 처리량이 집중적으로 증가할 수 있음
4. sc 1 (HDD): 가장 저렴한 HDD volume으로, 작업량에 적게 접근도록 설계됨.

 

이처럼, EBS 볼륨은 크기, 처리량, IOPS (초당 I/O 연산)에 따라 정의할 수 있다. gp2/gp3, io1/io2만 부팅 볼륨(Boot Volume)으로 사용 가능하다. 즉, EC2 인스턴스는 해당 타입으로만 사용이 가능하다. st1/sc1은 부팅용이 아닌 데이터 저장 전용이다.

 

EBS Volume - General Purpose SSD

• 비용 효율적인 저장소이고, 저지연 기능 제공
• 시스템 부팅 볼륨, 가상 데스크톱, 개발 및 테스트 환경에서 사용 가능
• 크기: 1 GiB ~ 16 TiB
• gp3
  • 3,000 IOPS 기준선과 초당 125MB 처리량 제공
  • 최대 16,000 IOPS까지 올릴 수 있으며, 처리량은 초당 1,000 MB까지 가능
• gp2
  • 3,000 IOPS까지 올릴 수 있으며 볼륨의 크기와 IOPS는 연동되어 있음 (최대 IOPS는 16,000)
  • GB를 늘리면 3IOPS가 증가하며, 5,334GB로 늘어나고 16,000 IOPS가 됨

 

EBS Volume - Provisioned IOPS (PIOPS) SSD

매우 중요한 비즈니스 시스템이나 IOPS 16,000 이상 필요한 애플리케이션에 사용하기도 하고, DB처럼 저장장치 성능에 민감한 작업에 사용됨

• io1 (4 GiB ~ 16 TiB)
  • Max PIOPS : Nitro 기반 EC2 기준 최대 64,000 & 기타 상홍에서는 최대 32,000
  • 디스크 크기와 상관없이 PIOPS만 따로 늘릴 수 있음
• io2 Block Express (4 GiB ~ 64 TiB)
  • 서브 밀리세컨드 지연속도
  • 최대 PIOPS는 256,000이며, GiB 비율을 최대 1000:1 까지 설정 가능 (ex. 100GB면 100,000 IOPS 가능)
• Multi-Attach 기능 지원 → 하나의 EBS 볼륨을 여러 인스턴스에 동시에 연결 가능

 

EBS Volume - Hard Disk Drives (HDD)

• 부팅 볼륨 불가 즉, 운영체제 (부팅 디스크)로 사용할 수 없음
• 125 GiB ~ 16 TiB 까지 가능

종류	특징	사용처	최대 성능
st1 (Throughput Optimized HDD)	자주 대용량으로 읽고 쓰는 데이터	빅데이터, 데이터 웨어하우스, 로그 처리	Throughput 최대 500 MiB/s, IOPS 최대 500
sc1 (Cold HDD)	거의 안쓰고 보관만 하는 데이터	아카이브, 오래된 로그, 저렴한 저장공간	Throughput 최대 250 MiB/s, IOPS 최대 250

 

EBS - Volume Types Summary

출처: https://jibinary.tistory.com/358

▶ 주요 특징을 위주로 기억해두기

 

 

EBS Muti-Attach

EBS Multi-Attach - io 1 / io 2 family

• 하나의 EBS Volume을 여러 개의 EC2 인스턴스에 동시에 연결하는 기능 (단, 같은 AZ(Availability Zone) 내에서만 가능)
• 여러 EC2 인스턴스가 같은 EBS를 붙여서 동시에 읽기/쓰기 권한을 가질 수 있음
• 최대 16개의 EC2 인스턴스에 같은 EBS 볼륨을 붙일 수 있음
• io1 / io2 타입 EBS만 지원 (고성능 SSD)
• 활용 사례
  • Linux 클러스터링 환경 (응용 프로그램에 장애가 생겨도 다른 서버에서 접근할 수 있도록)
  • 동시 작성 작업을 처리하고 있는 경우 (여러 서버가 동시에 같은 데이터를 작성할 수 있도록)

 

 

EBS Encryption

[ 암호화된 EBS 생성으로 인한 이점 ]

• 볼륨 내에 있는 저장 데이터가 암호화됨
• 인스턴스와 볼륨 사이를 이동하는 모든 데이터가 암호화됨
• 모든 스냅샷과 스냅샷에서 생성된 모든 볼륨도 암호화됨

 

[ EBS 암호화로 인한 특징 ]

• 암호화 및 복호화는 투명하게 처리되므로 사용자가 별도로 할 일이 없음
• 암호화는 지연 시간에 미치는 영향이 매우 적음
• EBS 암호화는 KMS의 키(AES-256)를 사용함
• 암호화되지 않은 스냅샷을 복사할 때 암호화가 가능함
• 암호화된 볼륨의 스냅샷도 암호화됨

 

암호화되지 않은 EBS 볼륨 암호화하는 방법

1. 해당 볼륨의 EBS 스냅샷을 생성
2. 복사 기능을 사용하여 EBS 스냅샷을 암호화 → KMS 키 활용
3. 암호화된 스냅샷에서 새로운 EBS 볼륨을 생성 → 이렇게 생성된 볼륨도 암호화됨
4. 이제 암호화된 볼륨을 원래 인스턴스에 연결할 수 있음

 

 

Amazon EFS

Amazon EFS - Elastic File System

EFS 관련 추가 자료: [AWS] 📚 EFS 개념 원리 & 사용 세팅 💯 정리

많은 EC2에 마운트되어 관리되는 NFS 즉, 네트워크 파일 시스템이다. EFS는 다양한 가용성 영역에 있는 EC2 인스턴스에서 동작할 수 있다. 따라서, 고가용성, 높은 확장성, 높은 가격이라는 특징을 가지고 있으며 사용할 때마다 비용을 지불해야 한다.

 

[ Amzaon EFS의 특징 ]

• 활용 사례: 콘텐츠 관리, 웹 서비스, 데이터 공유, 워드프레스(Wordpress)
• NFSv4.1 프로토콜 사용
• EFS 접근 통제를 위해 보안 그룹을 사용
• 윈도우 환경이 아닌 리눅스 기반 AMI에서만 호환 가능
• KMS를 통해 암호화할 수 있음
• 표준 API 파일을 가지고 있는 POSIX 파일 시스템을 사용
• 파일 시스템이 자동으로 확장되므로 용량을 미리 계획할 필요가 없음

 

EFS - Performance & Storage Classes

• EFS 확장성(Scale)
  • 수천 개의 동시 NFS 클라이언트, 10GB/s 이상의 처리량
  • 자동으로 Petabyte 규모의 네트워크 파일 시스템으로 확장
• 성능 모드 (EFS 생성 시 설정)
  • General Purpose (기본값): 지연 시간에 민감한 사용 사례(웹 서버, CMS 등)
  • Max I/O: 더 높은 지연 시간, 더 높은 처리량, 고도로 병렬화(빅데이터, 미디어 처리 등)
• 처리량 모드
  • Bursting: 1TB = 50MiB/s + 최대 100MiB/s까지 버스트
  • Provisioned: 스토리지 크기와 상관없이 처리량을 직접 설정(예: 1TB 스토리지에 1GiB/s)
  • Elastic: 워크로드에 따라 자동으로 처리량을 확장 또는 축소되어 예측 불가능한 작업에 주로 사용 → 읽기 최대 3GiB/s, 쓰기 최대 1GiB/s

 

EFS - Storage Classes

• Storage Tiers (수명 주기 관리 기능으로, N일 후 파일 이동)
  • Standard: 자주 액세스하는 파일을 저장하는데 사용하는 클래스
  • Infrequent access (EFS-IA)
    • 저장기간이 길지만 자주 액세스하지 않는 파일을 저장하기 위한 클래스
    • 파일을 가져올 때 비용이 발생하지만 저장 비용이 더 저렴함
  • Archive: 거의 접근하지 않는 데이터(연 1~2회), 50% 더 저렴함
  • 수명 주기(lifecycle) 정책을 구현하여 파일을 스토리지 계층 간에 이동할 수 있음
• 가용성 및 내구성
  • Standard: 다중 AZ, 프로덕션에 적합
  • One Zone: 단일 AZ, 개발 환경에 적합, 기본적으로 백업 활성화, IA(EFS One Zone-IA)와 호환

▶ 이러한 클래스를 통해 90% 이상의 비용 절감 가능

 

EBS vs EFS

항목	EBS (Elastic Block Store)	EFS (Elastic File System)
기본 연결 대상	EC2 1대 (io1/io2만 Multi-Attach 지원)	여러 EC2 (수백대 이상 가능)
AZ 이동	불가 (Snapshot 찍고 복원)	AZ 상관없이 공유 가능
OS 지원	Linux, Windows 모두 가능	Linux 전용 (POSIX 파일시스템)
파일 공유	불가능 (개별 디스크)	가능 (네트워크 파일 시스템처럼 동작)
주 용도	DB 저장, OS 디스크, Block Storage	웹서버 파일 공유, 클러스터 파일 저장
요금	상대적으로 저렴	상대적으로 비쌈
IO 성능	gp2는 크기에 따라 IO 증가 / gp3, io1은 별도 설정	자동 확장 (용량 기반 과금)
데이터 복구	Snapshot 사용	자동 다중 AZ 복제
특징	Block Storage, 로컬 디스크 느낌	NFS(Network File System) 스타일