[AWS]CloudFront

CDN

CDN(Content Delivery Network or Content Distribution Network, 콘텐츠 전송 네트워크)

• CDN이 뭐야?
  • 콘텐츠를 효율적으로 전달하기 위해 여러 노드를 가진 네트워크에 데이터를 저장하여 제공하는 시스템
• 왜 쓰는거야?
  • 인터넷 서비스 제공자(ISP,Internet Service Provider)에 직접 연결되어 데이터를 전송하므로, 콘텐츠 병목을 피할 수 있는 장점이 있음
• cloudFront도 CDN의 일종이라고 생각할 수 있다.

cloudFront이 CDN으로 제공해주는 컨텐츠

• Downlad Distribution : HTTP 프로토콜을 이용해서 다운로드할 수 있는 일반적인 이미지 혹은 정적 파일을 제공받을 수 있습니다.
• Streaming Distribution : 스트리밍을 위해 사용할 수 있는 HTTP Proressive DownLoad 방식이나 RTSP(Real Time Streaming Protocol)을 지원하는 동영상 콘텐츠를 서비스받을 수 있습니다.

CloudFront의 특징

• 엣지 로케이션
  • 의미 - AWS가 CDN 을 제공하기 위해서 만든 서비스인 CloudFront의 캐시 서버(데이터 센터의 전 세계 네트워크)
  • cloudFront 서비스는 엣지 로케이션을 통해 콘텐츠를 제공합니다.
  • CloudFront를 통해 서비스하는 콘텐츠를 사용자가 요청하면 지연 시간이 가장 낮은 엣지 로케이션으로 라우팅되므로 콘텐츠 전송 성능이 뛰어납니다.
  • 콘텐츠가 이미 지연 시간이 가장 낮은 엣지 로케이션에 있는 경우 CloudFront가 콘텐츠를 즉시 제공합니다.
• 콘텐츠의 전달
  • 콘텐츠가 엣지 로케이션에 없는 경우 CloudFront는 콘텐츠의 최종 버전에 대한 소스로 지정된 오리진(Amazon S3 버킷, MediaPackge 채널, HTTP 서버(예 : 웹 서버)등) 에서 콘텐츠를 검색합니다.
  • AWS 백본 네트워크를 통해 콘텐츠를 가장 효과적으로 서비스할 수 있는 엣지로 각 사용자 요청을 라우팅하여 콘텐츠 배포 속도를 높입니다. 일반적으로 CloudFront 엣지가 최종 사용자에게 가장 빨리 제공합니다.
• cloudFront의 장점
  • AWS 네트워크를 사용하면 사용자의 요청이 반드시 통과해야 하는 네트워크의 수가 줄어들어 성능이 향상됩니다. 파일의 첫 바이트를 로드하는 데 걸리는 지연 시간이 줄어들고 데이터 전송 속도가 빨라집니다.
  • 파일(객체)의 사본이 전 세계 여러 엣지 로케이션에 유지(또는 캐시)되므로 안정성과 가용성이 향상됩니다.
  • 보안성 향상
    • 오리진 서버에 대한 종단 간 연결의 보안이 보장됨(https)
    • 서명된 URL 및 쿠키 사용 옵션으로 자체 사용자 지정 오리진에서 프라이빗 콘텐츠를 제공하도록 할 수 있음

Edge Server 의 cache

• 기본적으로 한번 발생한 요청에 대해서는 Edge Server에 캐싱된 상태로 저장됩니다.
• Edge Server의 기본 TTL은 24시간이고 사용자의 설정에 따라 변경이 가능합니다. (TTL 수정 시 Edge Server에 반영되는 시간이 한 시간 가량 소요됩니다.)
• 이러한 캐시의 설정 후 반영 시간 때문에 전체 데이터에 대한 TTL을 수정하는 게 아닌 각 개별 데이터에 대해서 invalidation API(특정 파일을 캐시에서 삭제하는 기능)을 통해 삭제할 수 있습니다.
• Invalidation API는 동시에 최대 3개의 요청을 발생시킬 수 있으며, 각 요청은 최대 1000개까지 가능합니다.
• Invalidation API는 Edge Node에 반영되기까지 5~10분 정도의 시간이 소요됩니다.

cloudFront 구성방법

1. Amazon S3 버킷 또는 고유 HTTP 서버와 같은 오리진 서버를 지정하고, CloudFront는 이로부터 파일을 가져온 다음 전 세계 CloudFront 엣지 로케이션에 배포합니다.
   • 오리진 서버는 객체의 최종 원본 버전을 저장합니다.
     HTTP를 통해 콘텐츠를 서비스하는 경우 오리진 서버가 Amazon S3 버킷 또는 웹 서버 같은 HTTP 서버입니다.
     HTTP 서버는 Amazon Elastic Compute Cloud(Amazon EC2) 인스턴스나 사용자가 관리하는 서버에서 실행할 수 있습니다. 이 서버를 사용자 지정 오리진이라고도 합니다.
2. 오리진 서버에 파일을 업로드합니다. 객체라고도 하는 파일은 일반적으로 웹 페이지, 이미지 및 미디어 파일을 포함하지만 HTTP를 통해 제공될 수 있는 모든 항목이 될 수 있습니다.
   • Amazon S3 버킷을 오리진 서버로 사용할 경우 버킷에 있는 객체를 공개적으로 읽을 수 있는 상태로 만들 수 있으므로 객체의 CloudFront URL을 아는 사람이라면 누구나 액세스할 수 있습니다.
     • 객체를 비공개로 유지하고 액세스할 수 있는 사용자를 제어할 수 있는 옵션도 있습니다. 서명된 URL과 서명된 쿠키를 사용하여 프라이빗 콘텐츠 제공을(를) 참조하세요
3. 사용자가 웹 사이트나 애플리케이션을 통해 파일을 요청할 경우 응답할 때 어떤 오리진 서버에서 파일을 가져올지 알려 주는 CloudFront 배포를 만듭니다. 동시에 CloudFront에서 모든 요청을 기록할지, 배포를 만들자마자 활성화할지 여부와 같은 세부 사항을 지정합니다.
4. CloudFront는 새 배포에 도메인 이름을 할당하고, 이는 CloudFront 콘솔에서 볼 수 있습니다. 또는 API 요청 등과 같은 프로그램 요청에 대한 응답으로 반환됩니다. 원하는 경우 대신 사용할 대체 도메인 이름을 추가할 수 있습니다.
5. CloudFront에서는 배포의 구성(사용자의 콘텐츠가 아님)을 모든 해당 엣지 로케이션 또는 CloudFront가 파일의 사본을 캐싱하는 지리적으로 분산된 데이터 센터의 POP(Point of Presence) 서버 모음으로 보냅니다.

데이터 전달과정

1. 클라이언트로부터 Edge Server로의 요청이 발생한다.
2. Edge Server는 요청이 발생한 데이터에 대하여 캐싱 여부를 확인합니다.
3. 사용자의 근거리에 위치한 Edge Server 중 캐싱 데이터가 존재한다면 사용자의 요청에 맞는 데이터를 응답합니다.
   사용자의 요청에 적합한 데이터가 캐싱되어 있지 않은 경우 Origin Server로 요청이 포워딩됩니다.
4. 요청받은 데이터에 대해 Origin Server에서 획득한 후 Edge Server에 캐싱 데이터를 생성하고, 클라이언트로 응답이 발생합니다.