[AWS] EC2 Spot Instance (스팟 인스턴스)

Amazon EC2 Spot Instances는 AWS의 여분 컴퓨팅 용량을 활용하여 온디맨드 인스턴스 대비 최대 90%까지 비용을 절감할 수 있는 매우 경제적인 옵션입니다. 그러나 그만큼 인스턴스가 중단될 위험도 존재하기 때문에, 안정성이 반드시 요구되지 않는 작업에 주로 사용됩니다. 이 글에서는 Spot Instances의 할인 혜택, 작동 방식, 다양한 요청 유형, 적합한 및 부적합한 사용 사례, 그리고 종료 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다.

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Spot Instances

EC2 Spot Instance는 AWS에서 미사용 상태인 EC2 인스턴스를 할인된 가격으로 제공하는 옵션입니다. 온디맨드 대비 최대 90% 저렴하지만, AWS가 해당 리소스를 필요로 하면 사전 통보 후 종료될 수 있습니다. 따라서, 유연한 작업(배치 처리, 대규모 데이터 분석, AI 모델 학습 등)에 적합합니다.

 

Spot Instances는 온디맨드 인스턴스 대비 최대 90%까지 비용을 절감할 수 있습니다. 실시간 스팟 가격은 인스턴스 공급량과 수요에 따라 변동되며, 이를 통해 비용 효율적인 컴퓨팅 환경을 구축할 수 있습니다.

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✅ 저렴한 비용

• AWS가 미사용 상태인 컴퓨팅 리소스를 제공하기 때문에 최대 90% 할인된 가격으로 이용 가능
• 머신러닝 학습, 빅데이터 처리 등 비용 민감한 워크로드에 적합

✅ 중단 가능성

• AWS가 필요할 경우 2분 전에 사전 통보 후 인스턴스를 회수할 수 있음
• 미리 대비해야 하며, 중단 시 자동 복구가 필요한 경우 대체 전략을 고려해야 함

✅ 중단 회피 전략

• Spot Fleet 또는 Spot Auto Scaling을 사용하여 여러 인스턴스 풀을 조합하면 가용성을 높일 수 있음
• Amazon EC2 Hibernate 기능을 활용하면 중단 후에도 기존 상태를 유지한 채 재시작 가능

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ex) Spot Instance Pricing

https://us-east-1.console.aws.amazon.com/ec2/home?redirectFrom=ec2sp®ion=us-east-1#SpotInstances:

• 스팟 가격 변동: 가용 영역(AZ)에 따라 스팟 가격이 달라짐.
  • 예: 3개월 동안 m4.large의 가격이 0.04~0.045, 때로는 0.035까지 변동.
• 사용자 정의 최대 가격: 점선(검은색 가로선)으로 표시된 최대 가격 설정.
  • 현재 스팟 가격 > 최대 가격: 스팟 인스턴스를 잃고 종료 또는 중지.
  • 현재 스팟 가격 ≤ 최대 가격: 인스턴스를 유지하며 비용 절감 가능.

스팟 가격 변동을 활용해 워크로드 비용을 효율적으로 최적화할 수 있음.

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Spot Instances 작동 방식

최대 스팟 가격 설정

• 최대 스팟 가격(Max Spot Price)을 사용자가 설정합니다.
• 현재 스팟 가격(Current Spot Price)이 설정한 최대 가격 이하일 때 인스턴스가 실행됩니다.

가격 변동 및 중단

• 시간별 스팟 가격은 공급량과 용량에 따라 지속적으로 변동합니다.
• 만약 현재 스팟 가격이 사용자가 설정한 최대 가격을 초과하면, AWS는 인스턴스를 중지(stop) 또는 종료(terminate)할 수 있습니다. 이때 인스턴스 중단 전, 2분 유예 기간을 제공합니다.

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Spot Block

Spot Block은 Spot Instances의 또 다른 전략입니다.

• 고정 실행 시간: 사용자가 지정한 시간(1~6시간) 동안 인스턴스를 중단 없이 “고정” 실행합니다.
• 리스크: 드물지만, 지정된 시간이 지나기 전에 인스턴스가 회수될 수도 있습니다.

이 전략은 비교적 짧은 작업 기간 동안 안정적인 성능이 필요할 때 유용합니다.

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Spot Instances 적합 및 부적합 작업

적합한 작업

• 배치 작업: 반복적이고 대량의 데이터 처리, 배치 처리 작업에 적합합니다.
• 데이터 분석: 데이터 분석 및 이미지 처리와 같이 중단되더라도 작업 재시작이 용이한 워크로드.
• 장애에 내성이 있는 워크로드: 시작 및 종료 시간이 유연한 작업이나, 인스턴스가 중단되어도 큰 문제가 없는 작업.

부적합한 작업

• 중요한 작업: 연속적인 서비스 제공이 필요한 중요한 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.
• 데이터베이스: 지속적인 데이터베이스 운영과 같이 중단이 치명적인 작업에는 사용을 권장하지 않습니다.

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Spot Instances 종료 방법

Spot Instances를 완전히 종료하고 재시작되지 않도록 하려면, 먼저 스팟 요청을 취소한 후 인스턴스를 종료해야 합니다.
두 가지 요청 유형에 따라 종료 방법이 다릅니다.

스팟 요청에서는 원하는 인스턴스 수, 최대 가격 및 시작 사양 등을 정의합니다.

1. 일회성 요청 (One-Time Requests)

• 특징: 요청이 한 번만 만족되면 인스턴스가 시작되고, 추가 요청은 생성되지 않습니다.
• 취소 절차:
  1. 스팟 요청 취소 (요청이 열림, 활성 또는 비활성 상태일 때 가능).
  2. 관련 인스턴스를 수동으로 종료합니다.

일회성 요청인 경우, 스팟 요청이 완료되는 즉시 인스턴스가 시작됩니다
그러면 스팟 요청은 사라집니다, 일회성 요청 유형이기 때문입니다.

2. 영구 요청 (Persistent Requests)

• 특징: 요청이 충족된 후에도 자동으로 새 요청이 생성됩니다.
  • 인스턴스가 종료되어도 자동으로 다시 생성될 수 있습니다.
• 취소 절차:
  1. 영구 요청을 취소하여 더 이상 인스턴스가 생성되지 않도록 합니다.
  2. 이미 시작된 인스턴스는 수동으로 종료합니다.

영구 요청 유형인 경우, 이는 스팟 요청이 유효한 기간 동안은 이 인스턴스 수도 유효합니다.

 

여기서 알아야 하는것은, 스팟 요청을 취소하려면, 스팟 요청이 열려 있는 상태 즉 활성 상태이거나, 비활성화 상태여야 한다는 것입니다.

 

즉, 실패한 것도 아니고 취소된 것도 아니며 닫힌 것도 아니라는 뜻.

 

그러면, 만약에 Spot 인스턴스를 완전히 종료하거나 다시 시작하지 않으려면? 어떻게 해야할까요?

먼저, 스팟 인스턴스를 취소한 다음, 그 다음에 관련된 스팟 인스턴스를 종료해야합니다.

• 만약 먼저 종료시, aws에서 인스턴스를 재시작해버리기 때문입니다.

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Spot Fleets

Spot Fleets는 Spot Instances와 (선택적으로) 온디맨드 인스턴스의 조합을 사용하여, 특정 목표 용량(target capacity) 및 가격 제약 조건에 따라 인스턴스를 프로비저닝하는 전략입니다.

Spot Fleet의 주요 개념

1. 목표 용량(Target Capacity): 사용자가 원하는 인스턴스 수나 vCPU 수를 지정합니다.
2. 런치 풀(Launch Pools): 인스턴스 유형, 운영 체제, 가용 영역(AZ) 등 다양한 기준에 맞는 여러 풀을 정의합니다.
3. 작동 방식: 목표 용량 또는 최대 비용에 도달하면 인스턴스의 추가 생성이 중단됩니다. 즉, Spot Fleet에 Spot Instance를 할당하는 전략을 정의해야 합니다.
4. 스팟 인스턴스 할당 전략:
   • lowestPrice: 가장 낮은 가격의 풀에서 인스턴스를 선택 (단기 작업, 비용 최적화에 적합).
   • diversified: 모든 풀에 분산 배치 (가용성을 중시하는 장기 작업에 적합).
   • capacityOptimized: 최적의 용량을 제공하는 풀에서 선택 (용량 최적화).
   • priceCapacityOptimized (추천): 용량과 가격을 동시에 고려하여 인스턴스를 선택합니다.

Spot Fleets의 장점

• 여러 인스턴스 풀에 걸쳐 인스턴스를 분산 배치함으로써, 가장 저렴한 가격으로 비용 절감을 극대화할 수 있습니다.
• 사용자가 지정한 기준(예: 최대 가격, 목표 용량 등)에 따라 자동으로 인스턴스가 프로비저닝됩니다.

스팟 인스턴스 요청을 하는 경우는 원하는 인스턴스 유형 & AZ를 정확히 알고 있는 경우
스팟 플릿 조건 → 조건을 만족하는 모든 인스턴스 유형 & AZ 선택.

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EC2 인스턴스 Launch Type

Spot Requests를 클릭하면 우리는 먼저 EC2 인스턴스의 요금 내역을 확인할 수 있습니다.

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Spot Instance Request 방법

스팟 인스턴스 요청 클릭

Spot Fleet 요청 화면

런치 템플릿을 사용하거나 수동으로 런치 매개변수를 구성
- 추가적인 런치 매개변수를 지정도 가능
- Amazon Linux 2를 지정하고 사용하려는 키 페어를 선택

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추가 요청 시부 정보

• 원하는 최대 요금을 설정할 수 있고, 요청이 유효하게 되는 시작 시각과 종료 시각을 설정할 수 있습니다.
• 요청이 만료되면 인스턴스를 종료할지 설정하는것도 가능합니다.
• 하나 이상의 클래식 로드 밸런서나 타겟 그룹에 연결 → 애플리케이션 로드 밸런서 구성 가능.

타겟 용량은 Spot Fleet의 일부로서 우리가 원하는 인스턴스의 개수등을 지정할 수 있습니다.

• 연산 단위가 더 중요하다면 우리는 vCPUs로도 지정 가능
• RAM이라면 메모리 용량 메가바이트로도 지정

중지하거나 하이버네이트도 가능, 또 필요하다면 용량을 리밸런싱 할 수도 있습니다.

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네트워크

특정한 AZ에서 런칭할지, 특정한 VPC에서 런칭할지 결정이 가능합니다.

인스턴스 유형

연산 Spot, 요청에 관한 특정한 기준에 매칭되는 EC2 인스턴스를 수동으로 선택할 수 있습니다.

• 그냥 인스턴스 속성만 지정할 수도 있습니다, CPU를 최소 몇 개, 최대 몇 개, 메모리를 최소 몇 기가, 최대 몇 기가 원하는지 지정할 수도 있죠. 기타 다른 속성도 지정할 수 있습니다.
• 그리고 바로 여기서 지정한 속성을 기초로 그것에 매칭되는 인스턴스 타입이 제공됩니다.

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할당 전략

• 용량을 극대화해서 항상 적절한 용량을 사용할 수 있거나 최저 가격을 선택해서 절약금액을 극대화할 수도 있습니다.

인스턴스 타입 수동 선택을 선택했다면, 모든 풀에서 다각화 옵션을 선택해서, 앞서 선택한 모든 인스턴스 타입에 걸쳐
다양한 인스턴스 풀을 유지 할수 있습니다.

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Spot Fleet 요약문

매칭되는 인스턴스가 몇 개인지, 어떤 AZ인지 등이 표시되고, 이 Fleet에 추정되는 1시간당 가격을 알려줍니다.

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Spot Instance 생성

ec2의 인스턴스 시작 버튼을 눌러서 고급 세부 정보 부분에서 Spot Instance 요청을 볼수 있습니다. 구매 옵션에 있습니다.

그렇게 하면 스폿 인스턴스를 요청하게 되고 기본적으로 스폿 가격의 상한액이 온디맨드 가격에 맞춰지게 됩니다.

• Custom 설정 → 스팟 인스턴스 옵션 사용자 지정 클릭.
  • 인스턴스당, 시간당 자신만의 최대 가격을 입력 or 원하는 요청의 타입을 선택

기본값은 One-time 요청→ 스폿 인스턴스를 요청할 때마다, 그게 변경되면 자동으로 인스턴스가 종료.

또는 Persistent(지속) 타입 요청을 선택할 수도 있습니다.

• 이 경우에는 가격 요건이 설정되었을 때 스폿 인스턴스가 계속 다시 시작 → 요청 유효성 설정
• 이 요청이 언제까지 지속되는지, 또는 만료되지 않는지를 지정 (요청 만료 날자 설정)

최대 가격을 넘어가면 어떻게 되는지도 지정.
그 경우에는 인터럽트 방식을 하이버네이트(최대 절전모드) 또는 중지 옵션을 선택할수 있습니다.

Reserved Instances → 특정한 타입의 특정한 예약 인스턴스 구매 가능

이렇게 다양한 상품을 구매할 수 있습니다.

Saving Plans

• 1년 내지 3년 동안 구체적인 시간당 지출 금액을 약정할 수 있고, 유연하게 인스턴스를 생성할 수 있습니다.
• 인스턴스 타입, AZ 등에 유연성이 생깁니다.

 

전용 호스트 → 낮은 수준의 하드웨어까지 접근할 수 있는 호스트를 사용할 수 있게 해줍니다

• 용량 예약은 EC2 인스턴스 생성에 제공되는 용량을 보장하는 경우에 사용

그 인스턴스의 제공이 보장되지만, 인스턴스 생성 여부와는 관계 없이 예약에 대해 비용을 지불

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결론

EC2 Spot Instances는 온디맨드 인스턴스 대비 최대 90%까지 비용을 절감할 수 있는 매우 경제적인 옵션입니다.

• 할인 혜택과 가격 변동을 활용하여, 비용 효율적으로 작업을 수행할 수 있습니다.
• 최대 스팟 가격을 설정하고, 현재 스팟 가격이 이를 초과할 경우 자동으로 인스턴스를 중지하거나 종료할 수 있어, 비용 통제가 가능합니다.
• Spot Block 기능을 통해 지정된 시간 동안 중단 없이 인스턴스를 실행할 수도 있습니다.
• Spot Fleet을 활용하면, 다양한 인스턴스 유형과 가용 영역에 걸쳐 최적의 비용과 용량을 확보할 수 있습니다.

Spot Instances는 비용 절감이 중요한 작업, 예를 들어 배치 처리, 데이터 분석, 이미지 처리 등의 장애에 내성이 있는 워크로드에 적합합니다. 그러나 중요한 업무나 지속적인 데이터베이스 작업에는 적합하지 않으므로, 사용 사례에 따라 적절한 구매 옵션을 선택해야 합니다.

Tip: 스팟 인스턴스 요청을 진행할 때, 요청 유형(일회성 vs. 영구 요청)을 신중히 선택하고, 인스턴스가 중단되지 않도록 적절한 전략(예: Spot Fleet)을 활용하여 비용 최적화를 극대화하세요.

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참고 자료

• AWS EC2 Spot Pricing
• EC2 Spot Fleet Documentation
• AWS Savings Plans
• AWS Reserved Instances Pricing