🌐 클라우드 컴퓨팅 최종 프로젝트

이 저장소는 AWS 서비스를 활용한 수강신청 플랫폼의 클라우드 기반 시스템 구현 내용을 담고 있습니다. S3, CloudFront, DocumentDB, Lambda, SQS를 활용하여 확장성, 가용성 및 비용 효율성을 보장하면서도 보안을 유지하고 최적화된 작업을 수행합니다.

⭐ 주요 기능

✨ 핵심 기능

• 수강신청 시스템:
  • 학생들이 강의를 조회하고, 수강신청 및 취소를 할 수 있습니다.
  • 대규모 트래픽과 실시간 업데이트를 고려한 설계.
• 사용자 인증:
  • 해시된 비밀번호와 JWT를 사용한 안전한 회원가입 및 로그인.

🏗️ 인프라

• DocumentDB:
  • MongoDB 호환성과 관리형 서비스의 편리함을 고려한 선택.
  • 멀티 AZ 고가용성과 낮은 대기시간의 읽기/쓰기 최적화.
• S3 + CloudFront:
  • S3는 정적 파일 저장소로 사용.
  • CloudFront는 전 세계 엣지 로케이션에서 캐싱을 통해 낮은 대기시간을 보장.
• Lambda Functions:
  • 사용자 인증, 수강신청 처리 및 데이터 조회 등의 백엔드 작업을 처리.
  • 효율적인 데이터베이스 상호작용을 위한 커넥션 풀링 최적화.
• SQS:
  • FIFO 큐로 트래픽 급증 상황에서도 요청 순서를 보장.
• CloudWatch Alarms:
  • 시스템 성능을 모니터링하고 관리자에게 경고를 발송.

🛠️ 주요 기술 스택

🏗️ 아키텍처

( CloudFront -> lambda-db.js (로그인, 강의 불러오기) -> SQS -> lambda-sqs.js (수강신청 처리) )

🗂️ 프로젝트 구조

📦 프로젝트 루트
├── 📂 src
│   ├── 📂 components       # React 컴포넌트
│   ├── 📂 pages            # 페이지 구성
│   ├── 📂 utils            # 유틸리티 함수
│   ├── 📂 api              # API 호출 모듈
├── 📂 public               # 정적 파일
├── 📜 buildspec.yaml       # Code Pipeline 배포 파일
├── 📜 README.md            # 프로젝트 설명서
|
├── 📂 lambda
|   ├── 📂 server.js                  # local-test용
│   ├── 📂 index-db.js                # lambda - 백엔드 1
│   ├── 📂 index-sqs.js               # lambda - 백엔드 
│   ├── 📂 add_json_to_documents      # documentDB에 json 삽입하는 lambda
│   ├── 📂 convert_to_json.py         # excel to json 변환

📱 주요 화면

로그인/회원가입 (서울 리전)

수강신청 페이지 (버지니아 리전)

🔧 주요 구성 요소

1. API Gateway: HTTP 요청을 적절한 Lambda 함수로 라우팅.
2. Lambda Functions: CRUD 작업 수행 및 DocumentDB와 통신.
3. SQS: 수강신청 요청을 순차적으로 처리.
4. DocumentDB: 사용자 및 강의 데이터 저장.
5. S3 + CloudFront:
   • S3는 React 프론트엔드와 정적 파일을 저장.
   • CloudFront는 전 세계 엣지 로케이션에서 콘텐츠를 빠르게 제공.
6. CloudWatch: 시스템 메트릭, 오류 및 로그를 추적하여 문제 해결 지원.

🤔 DocumentDB와 S3 + CloudFront 선택 이유

DocumentDB

• 관리형 서비스: 백업, 스케일링 및 패치 작업을 자동화하여 운영 부담 감소.
• MongoDB 호환성: 기존 MongoDB 기반 애플리케이션과의 원활한 통합.
• 고가용성: 멀티 AZ 지원으로 다운타임 최소화.

S3 + CloudFront

• 비용 효율성: S3는 저비용 저장소이며, CloudFront는 캐시된 응답으로 대역폭 비용 절감.
• 글로벌 가용성: CloudFront의 엣지 로케이션은 전 세계에서 낮은 대기시간을 보장.
• 리전 이중화: CloudFront를 통한 서울/버지니아 리전 이중화.
• 확장성: 수동 개입 없이도 대규모 트래픽 처리.

⚙️ 설정 방법

사전 준비

• AWS CLI 설치 및 구성.
• Node.js (v20+) 설치.
• S3, CloudFront, Lambda, DocumentDB 등 AWS 서비스 접근 권한.

배포 단계

로컬

1. 프론트엔드 실행:

   • React 애플리케이션 실행:

     npm install
     npm start

2. 백엔드 실행:

   • Lambda 함수를 패키징하고 localstack, mongoDB연결.
   • express.js를 통해 server.js 구성 및 실행

     npm install
     node server.js

3. 데이터베이스 초기화:

   • Mongo Compass나 mongoimport를 통해 초기 강의 데이터를 DocumentDB에 입력:

     mongoimport --uri <documentdb-uri> --collection courses --file courses.json --jsonArray

AWS

1. 프론트엔드 자동 배포:

   • AWS Code Pipeline 사용
   • React 애플리케이션 빌드:

     npm install
     npm run build

   • 빌드 폴더를 S3 버킷에 동기화:

     aws s3 sync build/ s3://<your-bucket-name> --delete

   • CloudFront를 S3 버킷을 원본으로 설정.

2. 백엔드 배포:

   • Lambda 함수를 패키징하고 AWS Lambda에 업로드.
   • Lambda를 API Gateway와 연결.

3. 데이터베이스 초기화:

   • add_json_to_documents lambda 배포를 초기 강의 데이터를 DocumentDB에 입력.

4. SQS 구성:

   • SQS FIFO 큐 생성.
   • Lambda가 큐에서 메시지를 처리하도록 설정.

5. 모니터링 설정:

   • CloudWatch 경보를 설정하여 다음 항목을 추적:

     • API Gateway 요청 수.

     • SQS 메시지 대기열 길이.

     • DocumentDB 연결 활용률.

     • 등등

       

🧪 테스트 (예정)

• Apache JMeter 또는 Artillery와 같은 도구를 사용해 고트래픽 시뮬레이션.
• CloudWatch 메트릭에서 다음 항목을 모니터링:
  • 지연 시간.
  • 오류율.
  • 리소스 활용도.