로드밸런서
로드밸런서는 여러 서버 혹은 서비스 인스턴스에 클라이언트의 요청을 분산시켜 주는 네트워크 장비 또는 소프트웨어이다. 이를 통해 트래픽 부하를 고르게 분산함으로써 시스템의 성능과 안정성을 높이고, 특정 서버의 과부하나 장애 시에도 서비스 중단 없이 대응할 수 있게 된다.
로드밸런서는 전통적인 물리 서버 환경에서부터 클라우드 기반의 컨테이너 오케스트레이션 환경(Kubernetes 등)에 이르기까지 폭넓게 활용되며, L4(전송 계층) 또는 L7(애플리케이션 계층) 수준에서의 분산 방식에 따라 다양한 기능을 제공한다.
주요 특징
- 트래픽 분산: 클라이언트 요청을 여러 서버에 분산시켜 서버 과부하를 방지
- 고가용성 및 장애 대응: 일부 서버에 장애가 발생해도 나머지 서버로 자동 우회하여 서비스 지속 가능
- 상태 검사(Health Check): 서버나 서비스 인스턴스의 상태를 주기적으로 확인하고 비정상 노드를 자동 제외
- 다양한 라우팅 알고리즘: Round Robin, Least Connections, IP Hash 등 다양한 방식의 트래픽 분산 로직 제공
- SSL 오프로드: SSL 통신을 로드밸런서가 처리하여 백엔드 서버의 부담을 줄이는 기능 제공(L7 방식일 경우)
장점
- 서비스 안정성 확보: 예기치 않은 서버 장애에도 무중단 서비스 제공
- 스케일 아웃 용이: 서버를 추가해도 자동으로 로드밸런서가 분산 처리
- 성능 향상: 특정 서버에 트래픽이 집중되는 병목 현상을 방지
- 보안 강화: SSL 종료 지점 통합, DDoS 완화, WAF(Web Application Firewall) 등과 연계 가능
- 유연한 트래픽 제어: URI, 쿠키, 헤더 기반의 정밀한 라우팅 설정 가능(L7 방식)
관련 용어
- L4 로드밸런서: IP 및 포트 수준에서 트래픽을 분산하는 전송 계층 로드밸런서 (예: LVS, IPVS)
- L7 로드밸런서: HTTP, gRPC 등 애플리케이션 계층의 콘텐츠를 기반으로 라우팅하는 로드밸런서 (예: NGINX, Envoy)
- Reverse Proxy: 로드밸런서와 유사하게 클라이언트 요청을 백엔드 서버로 전달하는 중개자 역할
- Health Check: 노드의 정상 동작 여부를 판단하기 위한 주기적 점검
- Sticky Session: 클라이언트가 처음 연결한 서버에 계속 연결되도록 하는 기능(세션 유지 목적)
주요 솔루션 및 사용 사례
- 주요 솔루션
- NGINX / NGINX Plus: 오픈소스 기반의 L7 로드밸런서로, 웹 트래픽 처리와 리버스 프록시로 많이 사용됨
- HAProxy: 고성능 L4/L7 로드밸런서 및 프록시 서버로 대규모 트래픽 처리에 적합
- AWS Elastic Load Balancing (ELB): AWS에서 제공하는 관리형 로드밸런서로, ALB/LB/NLB로 세분화
- Envoy: 클라우드 네이티브 환경에서 활용되는 L7 프록시 및 서비스 메시 구성 요소
- MetalLB: 쿠버네티스 환경에서 L2/L3 기반의 로드밸런싱 기능을 제공하는 오픈소스 솔루션
- 사용 사례
- 웹 트래픽 분산 처리: 쇼핑몰 등 트래픽이 집중되는 웹 애플리케이션에 안정적 서비스 제공
- 쿠버네티스 서비스 노출: ClusterIP로 묶인 Pod들 앞단에 L7 Ingress Controller(NGINX 등) 연결
- 서버 장애 대비: 이중화된 웹 서버 간의 자동 장애 조치 및 무중단 서비스 전환 구성
- SSL 오프로드: SSL 인증서를 로드밸런서에만 설치해 백엔드 서버 부하 절감
- A/B 테스트 및 Canary 배포: 트래픽의 일부만 새로운 버전으로 라우팅하여 점진적 배포 가능
