로드밸런싱은 무엇인지와 어떤 원리로 작동하는가에 대해

인터넷을 통해 콘텐츠를 가져올 때, 대부분의 사용자가 인식하지 못하는 다양한 과정들이 포함됩니다. 접근하는 콘텐츠는 서버에서 제공되며, 이는 사용자에게 적절한 콘텐츠를 전달하기 위해 많은 처리가 필요합니다. 여기서 로드 밸런싱이 등장합니다!

웹사이트가 보통보다 더 많은 트래픽을 받기 시작하면, 속도가 느려지는 경향이 있어 사용자 경험을 방해할 수 있습니다. 웹 개발자들은 웹사이트가 작동하고 있을 수 있도록 로드 밸런싱 기술을 사용합니다. 이 기사에서는 로드 밸런싱의 다양한 유형과 이점, 그리고 어떻게 작동하여 웹사이트를 사용자와 관계를 유지하는지 알아보겠습니다.

로드 밸런싱이란 무엇인가요?

들어오는 네트워크 트래픽을 효과적으로 여러 백엔드 서버(또는 서버 팜 또는 서버 풀이라고도 함)로 분할하는 과정을 로드 밸런싱이라고 합니다. 이 방법은 응답 시간을 줄이고 처리량을 높이며, 일반적으로 웹사이트의 속도를 향상시켜 모든 최종 사용자에게 모든 것을 빠르게 만듭니다.

기술의 지속적인 사용으로 현대 웹사이트는 매일 대규모의 트래픽을 처리해야 하므로 이 기술을 통합하고 있습니다. 모든 리소스 서버가 공평하게 사용되도록 보장하기 위해 로드 밸런서는 사용자와 서버 그룹 사이에 위치한 장치입니다.

로드 밸런서의 유형

각 유형의 로드 밸런서 사용은 네트워크의 필요에 따라 다릅니다. 다음은 두 가지 유형의 로드 밸런서입니다.

하드웨어 로드 밸런서

하드웨어 로드 밸런서는 대량의 데이터를 안전하게 처리하고 수백 개의 서로 다른 서버로 데이터를 다시 라우팅할 수 있는 하드웨어 장치입니다. 데이터 센터가 이를 보유하고 있으며, 가상화를 사용하여 중앙에서 제어할 수 있는 여러 가상 로드 밸런서를 만들 수 있습니다.

소프트웨어 로드 밸런서

모든 로드 밸런싱 측면을 처리하는 애플리케이션을 소프트웨어 기반 로드 밸런서라고 합니다. 이들은 애플리케이션 전달 컨트롤러로서 실행되기 위해 온라인 가상 머신 또는 화이트 박스 서버를 사용합니다. 완전히 관리되는 타사 서비스로 액세스하거나, 전용 호스팅 서버에 설치할 수 있습니다. 가상 로드 밸런싱은 높은 유연성을 제공하며 네트워크 활동에 따라 필요에 따라 스케일 업 또는 다운할 수 있습니다.

로드 밸런싱의 이점

로드 밸런싱은 인터넷 트래픽을 방문자와 응용 프로그램 서버 사이에서 지시하고 제어합니다. 이는 전체 웹사이트 경험을 개선하는 데 도움이 됩니다. 네트워크 트래픽을 로드 밸런싱하는 주요 이점은 다음과 같습니다.

성능

로드 밸런서는 응용 프로그램 응답 시간을 빠르게 하고 네트워크 지연 시간을 줄이는 등 응용 프로그램 성능을 향상시킵니다. 서버 간에 부하를 균등하게 분배하여 응용 프로그램의 성능을 향상시킵니다.

또한 이 기술을 사용하여 지역적으로 더 가까운 서버로 클라이언트 요청을 재라우팅하여 지연 시간을 줄이고 클라이언트 요청을 다시 라우팅할 수 있습니다. 마지막으로 로드 밸런서를 사용하면 물리적 및 가상 컴퓨팅 리소스의 효율성과 신뢰성을 확인할 수 있습니다.

보안

로드 밸런서의 내장된 보안 기능 덕분에 인터넷 애플리케이션이 추가적인 보호층을 누릴 수 있습니다. 공격자가 수백만 개의 동시 요청으로 응용 프로그램 서버를 과부하시키는 경우, 이를 유용한 무기로 활용하여 서버 고장을 유발하는 분산 서비스 거부 공격을 대비할 수 있습니다.

또한, 로드 밸런서는 트래픽을 감시하고 해로운 정보를 제거할 수 있습니다. 공격 트래픽을 여러 백엔드 서버로 자동으로 재라우팅하여 영향을 줄일 수 있습니다. 더 놀라운 점은 트래픽이 네트워크 방화벽 모음을 통해 지나가 추가로 보호된다는 것입니다.

확장성

로드 밸런서를 사용하여 네트워크 트래픽을 여러 서버에 분산시킴으로써 웹사이트나 응용 프로그램을 확장할 수 있습니다. 로드 밸런싱을 통해 한 번에 수천 개의 요청을 처리할 수 있으며, 트래픽 병목 현상이 특정 서버에서 발생하는 것을 방지합니다.

또한, 예측 분석에 도움이 되어 응용 프로그램 트래픽의 요구에 따라 다른 서버를 추가하거나 제거할 수 있습니다. 또한 시스템에 대한 여분의 복제본을 제공하여 쉽게 확장할 수 있습니다.

개선된 가동 시간

서버 고장이나 유지 관리로 인해 응용 프로그램의 다운타임이 증가하면 프로그램이 사용자에게 접근할 수 없게 됩니다. 로드 밸런서는 클라이언트 트래픽을 사용 가능한 서버로 재라우팅하고 서버 문제를 자동으로 식별하여 시스템의 내결함성을 향상시킵니다.

로드 밸런싱을 사용하여 한 대의 서버가 유지 보수나 업그레이드 중일 때 다른 고성능 전용 서버로 네트워크 트래픽을 재지정할 수 있습니다. 이렇게 하면 다운타임 없이 웹사이트를 계속해서 운영할 수 있습니다. 또한 자동 재해 복구를 통해 사이트를 쉽게 백업할 수 있습니다.

로드 밸런싱 알고리즘

로드 밸런서가 각 유형의 클라이언트 요청에 대해 최적의 서버를 선택하는 데 사용하는 지침의 모음을 로드 밸런싱 알고리즘이라고 합니다. 주요 로드 밸런싱 알고리즘의 두 가지 유형이 있습니다.

정적 로드 밸런싱

이 유형의 로드 밸런싱 알고리즘은 고정된 규칙을 따르며 현재 서버 상태와 관련이 없습니다. 정적 로드 밸런싱의 예시는 다음과 같습니다:

• 라운드 로빈 방법: 서버의 IP 주소는 클라이언트에게 요청을 제출할 위치를 알려줍니다. IP 주소는 긴 기억하기 어려운 숫자입니다. 로드 밸런싱을 위해 특수한 하드웨어나 소프트웨어를 사용하는 대신, 라운드 로빈 기법은 권위 있는 이름 서버를 사용합니다. 이름 서버는 서버 팜의 각 서버의 IP 주소를 라운드 로빈 또는 차례로 반환합니다.
• 가중치 라운드 로빈 방법: 이 유형의 로드 밸런싱에서는 각 서버에 대해 용량이나 우선순위에 따라 다른 가중치를 할당할 수 있습니다. 이름 서버는 다른 서버보다 높은 가중치를 갖는 서버로 더 많은 응용 프로그램 트래픽을 보냅니다.
• IP 해시 방법: 이 방법에서는 로드 밸런서가 클라이언트의 IP 주소에 대한 해시 연산을 수행합니다. 계산 후 클라이언트의 IP 주소는 각 서버에 매핑되는 숫자로 변환됩니다.

동적 로드 밸런싱

이 유형의 로드 밸런싱은 현재 서버 상태에 의존합니다. 사실, 트래픽을 분산하기 전에 서버의 현재 상태를 확인합니다. 동적 로드 밸런싱의 예시는 다음과 같습니다:

• 가중치 최소 연결 방법: 특정 서버는 가중치 최소 연결 방법을 통해 다른 서버보다 더 많은 활성 연결을 처리할 수 있습니다. 따라서 각 서버에 다른 가중치나 용량을 할당할 수 있습니다. 로드 밸런서는 용량에 기반하여 연결이 가장 적은 서버로 들어오는 클라이언트 요청을 라우팅합니다.
• 최소 응답 시간 방법: 서버가 들어오는 요청을 처리하고 응답을 제공하는 데 필요한 시간을 응답 시간이라고 합니다. 최적의 서버는 최소 응답 시간 기법을 사용하는 서버로, 서버 응답 시간과 활성 연결 수를 결합합니다. 로드 밸런서는 모든 사용자에게 빠른 서비스를 보장하기 위해 이 방법을 사용합니다.
• 리소스 기반 방법: 로드 밸런서는 언제든지 서버 부하를 조사하여 트래픽을 분배하는 리소스 기반 접근 방식을 사용합니다. 각 서버에는 기계가 사용하는 메모리와 처리 능력이 얼마나 사용되는지 모니터링하는 특수 소프트웨어인 에이전트가 있습니다. 로드 밸런서는 에이전트와 검증하여 충분한 자원이 있는 경우 트래픽을 해당 서버로 배포합니다.

로드 밸런서의 작동 방식

대부분의 경우, 기업은 여러 서버를 통해 응용 프로그램을 운영합니다. 이러한 서버 구성을 서버 팜이라고 합니다. 사용자 요청은 먼저 로드 밸런서를 통해 응용 프로그램으로 라우팅됩니다. 각 요청은 로드 밸런서를 통해 효율적으로 처리할 수 있는 서버 팜 내의 하나의 서버로 전달됩니다.

로드 밸런서는 역방향 프록시 역할을 수행합니다. 클라이언트에게 응용 프로그램을 대표하는 가상 IP 주소를 VPS에 제공합니다. 클라이언트가 가상 IP와 연결을 설정한 후, 로드 밸런서는 어떤 서버 인스턴스가 해당 연결을 받아야 하는지 결정하기 위해 알고리즘을 사용합니다. 그런 다음 로드 밸런서는 연결이 처리 중인 동안 연결을 모니터링합니다.

로드 밸런싱의 유형

로드 밸런싱은 클라이언트 요청의 트래픽을 어떻게 재지정하는지에 따라 네 가지 주요 카테고리가 있습니다.

응용 프로그램 로드 밸런싱

단일 응용 프로그램 기능에 여러 서버가 할당된 많은 서버 팜이 복잡한 현대 응용 프로그램의 일부입니다. 트래픽을 재지정하기 위해 응용 프로그램 로드 밸런서는 HTTP 헤더나 SSL 세션 ID와 같은 요청의 내용을 검토합니다.

네트워크 로드 밸런싱

네트워크 로드 밸런서는 IP 주소와 기타 네트워크 정보를 찾아 트래픽을 적절하게 재지정합니다. 이들은 응용 프로그램 트래픽의 출처를 식별하고 여러 서버에 정적 IP 주소를 제공할 수 있습니다. 네트워크 로드 밸런서는 서버 부하를 균형 잡기 위해 정적 및 동적 로드 밸런싱 기술을 사용합니다.

글로벌 서버 로드 밸런싱

글로벌 서버 로드 밸런싱의 과정에는 지리적으로 분산된 여러 서버가 관여합니다. 한 기업이 국경을 넘어 여러 데이터 센터 호스트 및 전 세계의 타사 클라우드 제공업체에 서버를 보유하는 경우, 로컬 로드 밸런서는 일부 지역 또는 지역 내에서 응용 프로그램 부하를 제어합니다. 그들은 트래픽을 클라이언트 위치에 더 가까운 서버 대상으로 재라우팅하려고 합니다. 서버에 장애가 발생하면, 그들은 일부 클라이언트 지리적 지역 외부의 서버로만 트래픽을 재라우팅할 수 있습니다.

DNS 로드 밸런싱

DNS 로드 밸런싱을 사용하면 도메인 이름을 설정하여 도메인 내의 여러 리소스에 대한 네트워크 요청을 분산시킬 수 있습니다. 웹사이트, 메일 서버, 프린트 서버 또는 기타 인터넷 기반 서비스는 모두 도메인과 연관시킬 수 있습니다. 응용 프로그램 가용성을 유지하고 전 세계적으로 분산된 리소스 풀 사이에서 네트워크 트래픽을 분배하는 것은 DNS 로드 밸런싱의 장점 중 두 가지입니다.

결론

로드 밸런싱의 알고리즘과 유형을 선택하는 것은 비즈니스 응용 프로그램의 요구 사항에 따라 달라집니다. 현대적인 시대에는 웹사이트 성능을 최적화하고 원활한 사용자 경험을 보장하는 것이 중요합니다.

여러 서버 사이에 네트워크 트래픽을 효율적으로 분산함으로써 더 많은 참여도를 얻고 브랜드 인지도를 높일 수 있습니다. 하드웨어 및 소프트웨어 로드 밸런서를 사용하고 다양한 로드 밸런싱 알고리즘을 결합하여 응용 프로그램 성능을 향상시키고 사이버 위협에 대비한 보안을 강화하며 확장성을 제공하고 다운타임을 최소화할 수 있습니다.

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