Amazon VPC Basics

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Amazon VPC Basics

VPC 파헤치기!
References: ,

What is Amazon VPC?

사용자가 정의한 가상 네트워크 (Virtual Private Cloud)

VPC는 기존 서버 호스팅과 차별화된 중요한 특징들이 있다
- VPC를 사용하면 네트워크 환경을 직접 설계할 수 있다
VPC에서 IPv4와 IPv6를 모두 사용하여 리소스와 애플리케이션에 안전하고 쉽게 액세스할 수 있다
VPC는 논리적으로 격리된 공간을 프로비저닝 한다
- 하나의 계정에서 생성하는 리소스들만의 격리된 네트워크를 만들어주는 기능이 VPC!!
  - VPC를 사용하면 특정 사용자의 리소스들이 논리적으로 격리된 네트워크에서 생성되기 때문에 다른 사람들은 접근하는 것은 물론 보는 것도 불가능하다!
- EC2-클래식 네트워크 환경은 다른 사용자들과 함께 사용하는 공용 공간
  - 과거에는 EC2-클래식과 EC2-VPC 네트워크 환경을 선택해서 사용할 수 있었음!! (그랬군..)
  - 현재 AWS에서는 AWS 계정을 생성할 때 리전 별로 기본 VPC를 함께 생성
    기본 VPC를 사용하면 아마존 VPC를 크게 의식하지 않더라도 EC2-클래식 네트워크를 사용하듯이 쉽게 AWS에서 제공하는 서비스들을 이용할 수 있음
    기본 VPC를 사용하더라도 EC2-클래식과 달리 격리된 네트워크 환경의 장점을 누릴 수 있다!

VPC의 구성 요소들

1. VPC

프라이빗 클라우드를 만드는 데 가장 기본이 되는 리소스
논리적인 독립 네트워크를 구성하는 리소스
- 이름과 IPv4 CIDR 블록을 필수적으로 가짐
  - CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 블록
    IP의 범위를 지정하는 방식
    구성
    IP 주소
    / 뒤에 오는 넷마스크 숫자
    IP 범위를 나타냄
    이 숫자가 32이면 앞에 기술된 IP 정확히 하나를 가리킴
    ex) 192.168.0.0/32는 192.168.0.0을 가리킴
    범위는 지정된 IP부터 2^(32-n)개
    ex) 뒤의 숫자가 24라면, 2^(32-24)=256개의 IP 주소
    ex) 192.168.0.0/24는 192.168.0.0에서 192.168.1.255까지의 IP
클라우드에서 생성하는 자원들은 기본적으로 특정 네트워크 위에서 생성되며 이에 접근하기 위한 프라이빗 IP를 가짐
- 이 리소스들은 특정한 VPC 위에서 만들어진다!
  - VPC의 CIDR 범위 안에서 적절한 IP를 할당 받게 됨
  - ex) 192.168.0.0/24 CIDR 블록을 가진 VPC에서 생성한 EC2 인스턴스는 192.168.0.127이라는 IP를 할당 받을 수 있음
- VPC의 범위 내에서 할당 가능한 IP가 모두 할당되면 더 이상 리소스를 만들 수 없음
  - 적절한 크기의 VPC를 만들어야함!!
    VPC의 최대 크기는 16 (넷마스크)
    2^(32-16)=65536 개의 IP 사용 가능
VPC를 만들 때 또 하나 고려해야할 점!
- CIDR의 범위를 지정하는데 특별한 제약은 없지만, 인터넷과 연결되어 있는 경우 문제가 발생할 수 있음
  - ex) 이건 그냥 참고만!
    예를 들어 52.12.0.0/16을 CIDR 블록으로 지정한 경우를 생각해보겠습니다. 이 VPC에서 52.12.0.0/16로 접속하는 트래픽은 VPC 내부로 라우트 됩니다. 그런데 이 범위의 IP는 인터넷에서 사용할 수 있는 IP입니다. 따라서 이 VPC에서는 52.12.0.0/16에 속한 인터넷 IP에 접근하는 것이 원천적으로 불가능합니다. 인터넷 연결이 필요한 경우 반드시 사설망 대역을 사용해야 하며, 인터넷 연결이 필요하지 않더라도 가능하면 사설망 대역을 사용하는 것을 권장합니다. 사설망 대역은 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16가 있습니다.
- VPC는 독립된 네트워크 환경으로 구성되기 때문에 CIDR이 같거나 겹치더라도 생성하는 것이 가능
  - 추후에 다수의 VPC를 함께 사용하는 경우 IP 대역이 겹치면 문제가 발생할 수 있음
    VPC를 만드는 것은 쉽지만 한 번 만들고 나면 기존 CIDR을 변경하는 것은 불가능
    변경 불가, 새로운 CIDR 추가는 가능
    문제 생겨서 VPC 내부 자원 이동하게 되면 힘드므로
    프로덕션 환경을 구축할 때는 VPC 제약사항들을 충분히 이해하고 CIDR을 정하는 것이 좋다!!!!!
    기본 VPC의 CIDR 블록은 172.31.0.0/16

2. 서브넷 (Subnet)

VPC만 가지고는 아직 아무것도 할 수 없음
- VPC는 다시 한 번 CIDR 블록을 가지는 단위로 나눠진다
서브넷은 실제로 리소스가 생성되는 물리적인 공간인 가용존 (AZ: Available Zone)과 연결
- VPC 가 논리적인 범위를 의미한다면,
- Subnet은 VPC 안에서 실제로 리소스가 생성될 수 있는 네트워크
  - 다른 서비스의 resource 를 생성할 때 VPC만 지정하는 경우는 없다!
    VPC 와 Subnet을 모두 지정하거나
    Subnet을 지정하면 VPC 는 자동적으로 유추되기도 한다!
하나의 VPC 는 N개의 Subnet을 가질 수 있다
- Subnet 의 최대 크기 == VPC 크기
- VPC 와 동일한 크기의 Subnet을 하나만 만드는 것도 가능
- subnet을 만들지 안을 수도 있지만, 이 경우 VPC 로 아무것도 할 수 없음
- 일반적으로 사용할 수 있는 AZ를 고려해서 적절한 크기의 Subnet들을 AZ 수만큼 생성해서 사용
  - N 개의 AZ만큼 Subnet을 만들어 리소스를 분산하면 재해 대응 측면에서도 유리함!!
    ap-northeast-2 (Asia Pacific Seoul) 에는 4개의 AZ 가 있음! - 07.17.2020
    AWS region에 위치한 AZ는 백업 전원 장비, 네트워킹 및 인터넷 연결 기능이 있는 별도 시설을 갖춘 한 개 이상의 개별 데이터 센터로 구성됨
Subnet의 netamask 범위는 16 (65535 개) 에서 28 (6개)을 사용할 수 있음
VPC CIDR block 범위에 속하는 CIDR block을 지정 할 수 있음
- 하나의 subnet은 하나의 AZ와 연결
  - 1 subnet - 1 AZ
- Region에 따라서 사용 가능한 AZ의 개수는 다르다
  - 보통 2개 이상
  - 우리 서울은 4개! 짝짝짝!
- 재해 대응을 위해 AZ만큼 subnet을 나누는 경우 특정 region 에서 사용 가능한 가용존의 개수를 미리 확인할 필요가 있음
  - 모든 AZ를 사용하지 않더라도 2개 이상의 AZ를 사용하는 게 일반적
    그래서 면접 과제에 AZ (subnet) 2개 인듯
- 기본 VPC 에서는 AZ 개수만큼 Netmask 20의 subnet을 자동적으로 생성함

+

Subnet을 2개 생성하는 이유

가용존 하나와 연결된 하나의 서브넷만 있더라도 EC2 인스턴스를 생성하는 것은 가능!
- but, EC2를 비롯한 많은 AWS의 서비스에서는 멀티AZ라는 개념을 지원하고 있다
- 하나 이상의 가용존에 유사한 리소스를 동시에 배치하는 기능
이렇게 하는 이유는 장애 대응과 관련이 있다!
- 하나의 리전에는 다수의 가용존들이 있음
- 이 가용존은 단순히 가상적으로 분리되어있는 것이 아니고, 물리적인 공간도 분리되어있다!
  - 다수의 가용존에 유사한 리소스를 배치함으로써 하나의 가용존에 문제가 생기더라도 서비스에 장애가 발생하지 않도록 설계하는 것이 가능
- AWS에서는 리전 당 2개 이상의 가용존을 제공하고, 2개 이상의 가용존(서브넷)을 전제로 네트워크를 설계하는 것을 권장한다!

3. Route Table

Subnet과 연결되어있는 resource

Subnet에서 network를 이용할 때 Route table 을 사용해서 목적지를 찾게 됨
- Route table은 Subnet과 연결되어 있지만 VPC를 생성할 때 만들어지고 VPC에도 연결되어 있음
- router table은 VPC에 속한 Subnet을 만들 때 기본 route table로 사용됨
하나의 route table은 VPC에 속한 다수의 Subnet에서 사용할 수 있음
자동 생성되는 Route table에는 한 가지 rule만 정의되어 있음
- VPC의 CIDR block을 목적지로 하는 경우 타깃이 local 인 규칙
  - ex) VPC의 CIDR Block이 127.31.0.0/16 일 때 network 안에서 목적지가 192.31.0.0/16 범위에 있는 resource 를 찾는다면 VPC 내부에서 찾는다
  - 이 규칙은 삭제할 수 없다!!!!!
    인터넷을 연결하거나, 다른 VPC와 통신하기 위해서는 Route table에 Route 규칙을 추가적으로 정의해야 함!

4. 인터넷 게이트웨이 (Internet Gateway)

VPC는 기본적으로 격리된 네트워크 환경
- VPC에서 생성된 resource들은 기본적으로 인터넷을 사용할 수가 없음
  - 인터넷에 연결하기 위해서는 Internet Gateway가 필요하다!
Routing table에 Internet Gateway를 향하는 적절한 규칙을 추가해주면 특정 Subnet이 인터넷과 연결됨
- but, Subnet과 Internet Gateway 를 연결하는 것 만으로는 인터넷을 사용할 수 없다!
  - Internet을 사용하고자 하는 resource는 Public IP를 가지고 있어야 함

+

NAT 게이트웨이

: Private subnet의 인터넷을 향한 Outbound 트래픽을 허용해줌 (IPv4용)

5. DHCP Option Set

TCP/IP Network 상의 Host로 설정 정보를 전달하는 DHCP 표준

DHCP를 사용하면
- Domain Name Server
- Domain Name
- NTP (Network Time Protocol) Server
- NetBIOS Server
  - 등의 정보를 설정할 수 있음
일반적으로 VPC 생성 시 만들어지는 DHCP Option set을 그대로 사용

6. Network ACL (Access Control List)

주고 (outbound), 받는 (inbound) traffic을 제어하는 가상 방화벽

하나의 Network ACL 은 다수의 Subnet 에서 재 사용 할 수 있음
subnet 앞 단에서 traffic을 제어하는 역할

7. Security Group

Instance의 앞 단에서 Traffic을 제어하는 가상 방화벽

Network ACL의 규칙을 통과하더라도 Security Group의 규칙을 통과하지 못 하면 Instance와 통신하지 못 할 수 있음

Network ACL과 Security Group 을 통해서 안전한 네트워크 환경을 구축할 수 있다 !

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사용자가 정의한 가상 네트워크 (Virtual Private Cloud)

VPC는 기존 서버 호스팅과 차별화된 중요한 특징들이 있다
- VPC를 사용하면 네트워크 환경을 직접 설계할 수 있다
VPC에서 IPv4와 IPv6를 모두 사용하여 리소스와 애플리케이션에 안전하고 쉽게 액세스할 수 있다
VPC는 논리적으로 격리된 공간을 프로비저닝 한다
- 하나의 계정에서 생성하는 리소스들만의 격리된 네트워크를 만들어주는 기능이 VPC!!
  - VPC를 사용하면 특정 사용자의 리소스들이 논리적으로 격리된 네트워크에서 생성되기 때문에 다른 사람들은 접근하는 것은 물론 보는 것도 불가능하다!
- EC2-클래식 네트워크 환경은 다른 사용자들과 함께 사용하는 공용 공간
  - 과거에는 EC2-클래식과 EC2-VPC 네트워크 환경을 선택해서 사용할 수 있었음!! (그랬군..)
  - 현재 AWS에서는 AWS 계정을 생성할 때 리전 별로 기본 VPC를 함께 생성
    기본 VPC를 사용하면 아마존 VPC를 크게 의식하지 않더라도 EC2-클래식 네트워크를 사용하듯이 쉽게 AWS에서 제공하는 서비스들을 이용할 수 있음
    기본 VPC를 사용하더라도 EC2-클래식과 달리 격리된 네트워크 환경의 장점을 누릴 수 있다!

VPC의 구성 요소들

1. VPC

프라이빗 클라우드를 만드는 데 가장 기본이 되는 리소스
논리적인 독립 네트워크를 구성하는 리소스
- 이름과 IPv4 CIDR 블록을 필수적으로 가짐
  - CIDR (Classless Inter-Domain Routing) 블록
    IP의 범위를 지정하는 방식
    구성
    IP 주소
    / 뒤에 오는 넷마스크 숫자
    IP 범위를 나타냄
    이 숫자가 32이면 앞에 기술된 IP 정확히 하나를 가리킴
    ex) 192.168.0.0/32는 192.168.0.0을 가리킴
    범위는 지정된 IP부터 2^(32-n)개
    ex) 뒤의 숫자가 24라면, 2^(32-24)=256개의 IP 주소
    ex) 192.168.0.0/24는 192.168.0.0에서 192.168.1.255까지의 IP
클라우드에서 생성하는 자원들은 기본적으로 특정 네트워크 위에서 생성되며 이에 접근하기 위한 프라이빗 IP를 가짐
- 이 리소스들은 특정한 VPC 위에서 만들어진다!
  - VPC의 CIDR 범위 안에서 적절한 IP를 할당 받게 됨
  - ex) 192.168.0.0/24 CIDR 블록을 가진 VPC에서 생성한 EC2 인스턴스는 192.168.0.127이라는 IP를 할당 받을 수 있음
- VPC의 범위 내에서 할당 가능한 IP가 모두 할당되면 더 이상 리소스를 만들 수 없음
  - 적절한 크기의 VPC를 만들어야함!!
    VPC의 최대 크기는 16 (넷마스크)
    2^(32-16)=65536 개의 IP 사용 가능
VPC를 만들 때 또 하나 고려해야할 점!
- CIDR의 범위를 지정하는데 특별한 제약은 없지만, 인터넷과 연결되어 있는 경우 문제가 발생할 수 있음
  - ex) 이건 그냥 참고만!
    예를 들어 52.12.0.0/16을 CIDR 블록으로 지정한 경우를 생각해보겠습니다. 이 VPC에서 52.12.0.0/16로 접속하는 트래픽은 VPC 내부로 라우트 됩니다. 그런데 이 범위의 IP는 인터넷에서 사용할 수 있는 IP입니다. 따라서 이 VPC에서는 52.12.0.0/16에 속한 인터넷 IP에 접근하는 것이 원천적으로 불가능합니다. 인터넷 연결이 필요한 경우 반드시 사설망 대역을 사용해야 하며, 인터넷 연결이 필요하지 않더라도 가능하면 사설망 대역을 사용하는 것을 권장합니다. 사설망 대역은 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12, 192.168.0.0/16가 있습니다.
- VPC는 독립된 네트워크 환경으로 구성되기 때문에 CIDR이 같거나 겹치더라도 생성하는 것이 가능
  - 추후에 다수의 VPC를 함께 사용하는 경우 IP 대역이 겹치면 문제가 발생할 수 있음
    VPC를 만드는 것은 쉽지만 한 번 만들고 나면 기존 CIDR을 변경하는 것은 불가능
    변경 불가, 새로운 CIDR 추가는 가능
    문제 생겨서 VPC 내부 자원 이동하게 되면 힘드므로
    프로덕션 환경을 구축할 때는 VPC 제약사항들을 충분히 이해하고 CIDR을 정하는 것이 좋다!!!!!
    기본 VPC의 CIDR 블록은 172.31.0.0/16

2. 서브넷 (Subnet)

VPC만 가지고는 아직 아무것도 할 수 없음
- VPC는 다시 한 번 CIDR 블록을 가지는 단위로 나눠진다
서브넷은 실제로 리소스가 생성되는 물리적인 공간인 가용존 (AZ: Available Zone)과 연결
- VPC 가 논리적인 범위를 의미한다면,
- Subnet은 VPC 안에서 실제로 리소스가 생성될 수 있는 네트워크
  - 다른 서비스의 resource 를 생성할 때 VPC만 지정하는 경우는 없다!
    VPC 와 Subnet을 모두 지정하거나
    Subnet을 지정하면 VPC 는 자동적으로 유추되기도 한다!
하나의 VPC 는 N개의 Subnet을 가질 수 있다
- Subnet 의 최대 크기 == VPC 크기
- VPC 와 동일한 크기의 Subnet을 하나만 만드는 것도 가능
- subnet을 만들지 안을 수도 있지만, 이 경우 VPC 로 아무것도 할 수 없음
- 일반적으로 사용할 수 있는 AZ를 고려해서 적절한 크기의 Subnet들을 AZ 수만큼 생성해서 사용
  - N 개의 AZ만큼 Subnet을 만들어 리소스를 분산하면 재해 대응 측면에서도 유리함!!
    ap-northeast-2 (Asia Pacific Seoul) 에는 4개의 AZ 가 있음! - 07.17.2020
    AWS region에 위치한 AZ는 백업 전원 장비, 네트워킹 및 인터넷 연결 기능이 있는 별도 시설을 갖춘 한 개 이상의 개별 데이터 센터로 구성됨
Subnet의 netamask 범위는 16 (65535 개) 에서 28 (6개)을 사용할 수 있음
VPC CIDR block 범위에 속하는 CIDR block을 지정 할 수 있음
- 하나의 subnet은 하나의 AZ와 연결
  - 1 subnet - 1 AZ
- Region에 따라서 사용 가능한 AZ의 개수는 다르다
  - 보통 2개 이상
  - 우리 서울은 4개! 짝짝짝!
- 재해 대응을 위해 AZ만큼 subnet을 나누는 경우 특정 region 에서 사용 가능한 가용존의 개수를 미리 확인할 필요가 있음
  - 모든 AZ를 사용하지 않더라도 2개 이상의 AZ를 사용하는 게 일반적
    그래서 면접 과제에 AZ (subnet) 2개 인듯
- 기본 VPC 에서는 AZ 개수만큼 Netmask 20의 subnet을 자동적으로 생성함

+

Subnet을 2개 생성하는 이유

가용존 하나와 연결된 하나의 서브넷만 있더라도 EC2 인스턴스를 생성하는 것은 가능!
- but, EC2를 비롯한 많은 AWS의 서비스에서는 멀티AZ라는 개념을 지원하고 있다
- 하나 이상의 가용존에 유사한 리소스를 동시에 배치하는 기능
이렇게 하는 이유는 장애 대응과 관련이 있다!
- 하나의 리전에는 다수의 가용존들이 있음
- 이 가용존은 단순히 가상적으로 분리되어있는 것이 아니고, 물리적인 공간도 분리되어있다!
  - 다수의 가용존에 유사한 리소스를 배치함으로써 하나의 가용존에 문제가 생기더라도 서비스에 장애가 발생하지 않도록 설계하는 것이 가능
- AWS에서는 리전 당 2개 이상의 가용존을 제공하고, 2개 이상의 가용존(서브넷)을 전제로 네트워크를 설계하는 것을 권장한다!

3. Route Table

Subnet과 연결되어있는 resource

Subnet에서 network를 이용할 때 Route table 을 사용해서 목적지를 찾게 됨
- Route table은 Subnet과 연결되어 있지만 VPC를 생성할 때 만들어지고 VPC에도 연결되어 있음
- router table은 VPC에 속한 Subnet을 만들 때 기본 route table로 사용됨
하나의 route table은 VPC에 속한 다수의 Subnet에서 사용할 수 있음
자동 생성되는 Route table에는 한 가지 rule만 정의되어 있음
- VPC의 CIDR block을 목적지로 하는 경우 타깃이 local 인 규칙
  - ex) VPC의 CIDR Block이 127.31.0.0/16 일 때 network 안에서 목적지가 192.31.0.0/16 범위에 있는 resource 를 찾는다면 VPC 내부에서 찾는다
  - 이 규칙은 삭제할 수 없다!!!!!
    인터넷을 연결하거나, 다른 VPC와 통신하기 위해서는 Route table에 Route 규칙을 추가적으로 정의해야 함!

4. 인터넷 게이트웨이 (Internet Gateway)

VPC는 기본적으로 격리된 네트워크 환경
- VPC에서 생성된 resource들은 기본적으로 인터넷을 사용할 수가 없음
  - 인터넷에 연결하기 위해서는 Internet Gateway가 필요하다!
Routing table에 Internet Gateway를 향하는 적절한 규칙을 추가해주면 특정 Subnet이 인터넷과 연결됨
- but, Subnet과 Internet Gateway 를 연결하는 것 만으로는 인터넷을 사용할 수 없다!
  - Internet을 사용하고자 하는 resource는 Public IP를 가지고 있어야 함

+

NAT 게이트웨이

: Private subnet의 인터넷을 향한 Outbound 트래픽을 허용해줌 (IPv4용)

5. DHCP Option Set

TCP/IP Network 상의 Host로 설정 정보를 전달하는 DHCP 표준

DHCP를 사용하면
- Domain Name Server
- Domain Name
- NTP (Network Time Protocol) Server
- NetBIOS Server
  - 등의 정보를 설정할 수 있음
일반적으로 VPC 생성 시 만들어지는 DHCP Option set을 그대로 사용

6. Network ACL (Access Control List)

주고 (outbound), 받는 (inbound) traffic을 제어하는 가상 방화벽

하나의 Network ACL 은 다수의 Subnet 에서 재 사용 할 수 있음
subnet 앞 단에서 traffic을 제어하는 역할

7. Security Group

Instance의 앞 단에서 Traffic을 제어하는 가상 방화벽

Network ACL의 규칙을 통과하더라도 Security Group의 규칙을 통과하지 못 하면 Instance와 통신하지 못 할 수 있음

Network ACL과 Security Group 을 통해서 안전한 네트워크 환경을 구축할 수 있다 !