트래픽 분산 기술 로드밸런서(Load Balancer)

클라우드 로드밸런서

AWS의 EC2 인스턴스로 트래픽 분산 관련 서비스는 바로  ELB (Elastic Load Balancer)입니다.

EC2는 사용자 인터페이스를 통해 간편하게 필요한 용량을 얻고 구성할 수 있습니다. 컴퓨팅 리소스에 대한 제어 기능을 제공하며, AWS의 검증된 컴퓨팅 인프라에서 실행할 수 있습니다. EC2는 새로운 서버 인스턴스를 획득하고 부팅하는 데 필요한 시간을 단 몇 분으로 단축하므로 컴퓨팅 요구 사항의 변화에 따라 신속하게 용량을 확장하거나 축소할 수 있습니다. 


1. ELB의 특징
LB는 네트워크 트래픽을 분산하는 기능입니다. 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.

① 고가용성: 수신되는 트래픽을 단일 가용존 또한 여러 가용존의 EC2 인스턴스에 걸쳐 배포할 수 있습니다.

② 상태확인: ELB는 EC2 인스턴스의 상태를 감지해 비정상적 인스턴스를 발견한 경우 해당 인스턴스를 사용하지 않고 다른 정상적인 인스턴스로 요청을 분배합니다.

③ 보안기능: VPC를 사용할 경우 ELB와 관련된 보안 그룹을 생성 및 관리하여 추가 네트워킹 및 보안 옵션을 제공할 수 있습니다. 또한 공인 IP 주소 없이 로드 밸런서를 생성하여 인터넷에 연결되지 않는 내부 로드 밸런서로 사용할 수도 있습니다.

④ 고정세션 : ELB는 쿠키를 사용하여 사용자 세션을 특정 EC2 인스턴스에 고정할 수 있습니다.

⑤ 운영모니터링 : 요청 수 및 요청 지연 시간과 같은 ELB 메트릭은 CloudWatch를 통해 보고 됩니다.


2. AWS LB 종류
① ALB (Application Load Balancer)
    이메일의 문자열로 내용을 파악한다거나 HTTP의 URL, FTP의 파일명, 쿠키 정보 등을 분석해 부하를 분산합니다.
    한 서버 내 여러 가지 애플리케이션을 동작할 때 사용합니다.

② NLB (Network Load Balancer)
    TCP와 UDP 그리고 RTP 등의 헤더를 사용하여 FTP, HTTP, TFTP, SMTP 등의 프로토콜 중 어떤 것을 우선하여 스위칭할지 판단합니다. 여러 대의 서버에 똑같은 콘텐츠를 탑재하는 경우 사용합니다.

③ CLM (Classic Load Balancer)
    ALB, NLB가 나오기전에 있었던 LB입니다. EC2에서 기본적으로 제공하며, 요청 수준 및 연결 수준에서 작동합니다.

 

3. LB 관련 용어 설명
① 리스너 (Listeners)
- 사용자가 구성한 ‘프로토콜 및 포트(규칙)’를 사용하여 클라이언트의 연결 요청을 확인합니다.
- 사용자가 정의한 규칙에 따라 하나 이상의 대상 그룹에 요청을 전달하는 것입니다.
- 각 규칙은 대상 그룹, 조건 및 우선순위를 지정합니다.
- 조건이 충족되면 대상 그룹으로 트래픽을 전달합니다.
- 요청 콘텐츠 기반 다른 대상 그룹을 지정하는 규칙 추가가 가능합니다. (콘텐츠 기반 라우팅)

② 대상 (Target)
리스너의 정책에 따라 트래픽이 도착하는 곳입니다.

③ 대상그룹 (Target Group)
지정한 프로토콜과 포트 번호를 사용하여 EC2 인스턴스와 같은 하나 이상의 등록된 대상으로 라우팅을 요청하는 그룹을 말합니다.
그룹 내 여러 대상 등록이 가능하며, 대상 그룹 기준으로 상태 확인 구성, 로드 밸런서의 리스너 규칙에서 지정한 대상 그룹에 등록된 모든 대상에서 상태 검사가 수행됩니다.


4. 라우팅 알고리즘
① ALB 는 요청을 수신한 로드밸런서 노드가 우선순위에 따라 리스너 규칙을 평가하여 적용할 규칙을 결정한 다음 라운드 로빈 라우팅 알고리즘을 사용하여 규칙 작업의 대상그룹에서 대상을 선택합니다. 대상이 여러 개의 대상 그룹에 등록된 경우에도 각 대상 그룹에 대해 독립적으로 라우팅이 수행됩니다.

② NLB는 연결을 수신하는 로드밸런서 노드가 프로토콜, 원본 IP주소, 원본 포트, 대상 IP 주소 및 대상 포트, TCP 시퀀스 번호에 따라 흐름 해시 알고리즘을 사용하여 대상 그룹에서 기본 규칙을 위한 대상을 선택합니다. 클라이언트로부터의 TCP 연결은 소스 포트와 시퀀스 번호가 서로 다르므로 다른 대상에 라우팅 될 수 있습니다. 각 TCP 연결은 연결 수명 동안 하나의 대상에 라우팅 됩니다.

③ CLM는 요청을 수신한 로드밸러서 노드가 TCP 리스너를 위한 라운드 로빈 라우팅 알고리즘과 HTTP 및 HTTPS 리스터를 위한 최소 미해결 요청 라우팅 알고리즘을 사용하여 등록 인스턴스를 선택합니다.