목차
- 로드밸런스란?
- 로드밸런싱이 필요한 이유
- L4 로드밸런스
로드밸런스란?
Load Balancing(로드밸런싱, 부하 분산)은 하나의 인터넷 서비스가 발생하는 트래픽이 많을 때 여러 대의 서버가 분산처리하여 서버의 로드율 증가, 부하량, 속도저하등을 고려하여 적절히 분산처리하여 해결해 주는 서비스
로드밸런스가 필요한 이유
2014년 배달의민족 블랙후라이데이 프로모션을 진행했던 위메프
하나의 서버로 돌아가는 서비스에 수천만명의 사람들이 동시접속을 하면 해당 서버는 부하를 감당하지 못하고 죽어버릴 것이다. 이를 해결하기위해서는 장비를 업그레이드하는 Scale up방식과 장비를 여러 개 두는 Scale out 방식이 있다. 그런데 Scale out방식을 사용할 경우 사용자가 어떤 서버에 접속할지 특정할 수 없기 때문에 서버 다운에 대한 리스크가 여전히 남게 되는데 이를 방지하기위해 각각의 서버에 골고루 트래픽 부하를 분산하는 작업이 바로 로드밸런싱이다.
L4 로드밸런서
로드밸런싱 작업을 담당하는 장비를 로드밸런서라고 하는데 이 로드밸런서는 OSI 7계층을 기준으로 종류가 나뉜다.
| TCP/IP | OSI Model | 역할과 기능 | 프로토콜 |
|---|---|---|---|
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응용계층 Application |
응용계층 Application |
사용자와 네트워크 간의 연결. 데이터 생성 | Http, SMTP, FTP, NFS, Telnet |
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표현계층 Presentation |
데이터 형식 규정 | JPEG, MPEG, CD R, SMB, AFP | |
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세션계층 Session |
사용자와 네트워크 간의 연결. 데이터 생성 | Http, SMTP, FTP, NFS, Telnet | |
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전송계층 Transport |
전송계층 Transport |
프로세스 간의 데이터 전송 | TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX |
|
네트워크계층 Network |
네트워크계층 Network |
데이터 경로 설정(스위칭, 라우팅) | IP, ICMP, ARP, BGP, IPX |
|
링크 Link |
링크 Link |
네트워크 기기 간의 데이터 전송 | Ethernet, ATM, LAN, Wifi |
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물리계층 Physical |
물리계층 Physical |
시스템 간 물리적 연결. 전기적 신호 변환 | Modem, Cable, Fiber |
L4, Layer4, 즉 OSI 7계층중 4계층인 포트Port기반의 로드밸런서로 TCP, UDP, HTTP와 같은 프로토콜들의 Header를 분석하여 그 정보를 바탕으로 부하 분산을 실시하고 거기에 더해 Source IP혹은 Destination IP를 NAT(Network Address Translation)하여 보낼 수 있다.
L4로드밸런서 동작
⦁ 사용자가 브라우저에서 domain.com 입력하면
⦁ PC에 설정된 Local DNS서버로 domain.com의 IP주소를 문의, local DNS서버는 domain.com을 관리하는 DNS서버(Authoritative DNS 서버)에 IP주소 문의
⦁ 관리 DNS로부터 VIP(Vertual IP)주소 획득해 local DNS로 전달
⦁ VIP주소로 http요청
⦁ L/B장비는 최적의 서비스 서버를 내부 알고리즘을 통하여 선별, 요청 전송, 그 후 서버 작업 결과를 전송
⦁ 전달받은 http결과를 사용자에 전송함으로 요청 처리를 끝낸다.
L4로드밸런서 장점
데이터 안을 들여다보지 않고 패킷 레벨에서만 로드를 분산하기 때문에 속도가 빠르고 효율이 높다. 또 데이터의 내용을 복화할 필요가 업기에 안전하고 L7로드밸런서보다 가격이 저렴하다.
L4로드밸런서 단점
패킷의 내용을 살펴볼 수 없기 때문에 섬세한 라우팅이 불하다. 사용자의 IP가 수시로 바뀌는 경우라면 연속적인 서비스를 제공하기 어렵다.
참고 :
http://www.incodom.kr/Load_Balancing
https://nesoy.github.io/articles/2018-06/Load-Balancer
https://vaert.tistory.com/189
https://aws-hyoh.tistory.com/entry/L4-Switch-%EC%89%BD%EA%B2%8C-%EC%9D%B4%ED%95%B4%ED%95%98%EA%B8%B0
http://wiki.hash.kr/index.php/L4_%EC%8A%A4%EC%9C%84%EC%B9%98
https://pakss328.medium.com/%EB%A1%9C%EB%93%9C%EB%B0%B8%EB%9F%B0%EC%84%9C%EB%9E%80-l4-l7-501fd904cf05
https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=27046347&memberNo=2521903