로드 밸런서 ( Load Balancer )

1. 로드 밸런서란

2. L2, L3 스위치와 L4, L7 로드 밸런서

3. 로드 밸런싱 알고리즘

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1. 로드 밸런서 ( Load Balancer ) 란

네트워크 트래픽을 여러 대의 서버 또는 컴퓨터에 분산하여 처리하도록 하는 장치 또는 시스템

다음과 같은 이점을 가진다.

- 부하 분산 : 트래픽을 여러 서버에 분산하여 각 서버의 부하를 균등하게 분담한다. 이로인해 특정 서버가 과도하게 부하가 집중되는 것을 방지한다.

- 가용성 향상 : 여러 서버를 사용하기에 특정 서버의 장애 등이 발생해도 다른 서버들이 작업을 처리 할 수 있도록 한다. 이로인해 서버의 가용성과 내결함성을 향상시킨다.

- 스케일링 : 트래픽 증가에 따라 서버를 증설하거나 제거하는 스케일 업/다운 을 쉽게 할 수 있다.

 

2. L2, L3 스위치와 L4, L7 로드 밸런서

2.1 L2, L3 스위치

L2 , L3 스위치는 로드 밸런서 역할을 하지 않는다.
L2 스위치는 단순히 MAC 주소를 통해 해당 서버로 보내주는 역할을 담당하며 L3 스위치는 IP 주소 기반으로 해당 서버로 트래픽을 보내준다.

 

2.2 L4 로드 밸런서

전송 계층 ( Transport Layer ) 에서의 로드 밸런서이다.

주로 클라이언트의 IP 주소 및 Port 정보를 기반으로 트래픽을 분산시킨다.

주요 가능한 기능들은 다음과 같다.

- 트래픽 분산 / IP 주소 및 Port 기반 로드 밸런싱 : 네트워크 상에서 들어오는 트래픽을 여러 대의 백엔드 서버로 분산시킬 수 있다.

- 세션 기반 로드 밸런싱 : Session Table을 통한 동일한 클라이언트의 연속적인 요청이 항상 동일한 백엔드 서버로 보낼 수 있다.

- Health Check : 주기적으로 서버의 Health Check를 진행하여 정상적으로 동작하는 서버에만 트래픽을 전달할 수 있다.

- 다양한 부하 분산 알고리즘 : 라운드 로빈 ( Round Robin ), 가중치 기반 로드 밸런싱 ( Weighted Round Robin ), 최소 연결 수 ( Lowest Connection ), 등 다양한 분산 알고리즘을 이용하여 트래픽을 분산 시킬 수 있다.

- 성능 : L4 로드 밸런서는 전송 계층에서 동작하기에 패킷의 헤더 정보만을 확인한다. 고로 L7 로드 밸런서 보다 더 빠르고 가벼운 성능을 제공하기에 대규모 트래픽 처리에 더욱 유리하다.

 

2.3 L7 로드 밸런서

응용 계층 ( Application Layer ) 에서의 로드 밸런서이다.

주로 웹 서버와 HTTP 트래픽을 다루는 데에 많이 사용된다.

주요 가능한 기능들은 다음과 같다.

- HTTP 트래픽 관리 : HTTP 프로토콜을 이해하고 분석해서 요청을 처리 할 수 있다. 즉 HTTP 헤더, URL, 쿠키 등의 정보를 기반으로 트래픽을 분산시킬 수 있다.

- SSL 오프로딩 : SSL을 복호화 및 암호화를 하여 클라이언트와의 SSL 연결을 관리할 수 있다. 이를 통해 웹 서버가 SSL 암호화에 대한 부담을 줄일 수 있다.

- HTTP 압축 : 클라이언트로 HTTP 응답을 보내기전에 압축하여 전송할 수 있다. 이를 통해 트래픽의 양을 줄이고 웹 서버의 응답시간을 개선할 수 있다.

- 웹 애플리케이션 방화벽 : 보안을 강화하기위해 웹 어플리케이션 방화벽 기능을 제공할 수 있다. 이를 통해 웹 서버를 보호하고 악성 요청을 차단할 수 있다.