최신 클라우드 환경에서 로드 밸런서는 높은 애플리케이션 가용성과 성능을 보장하는 데 중요한 구성 요소입니다. AWS Elastic Load Balancing(ELB)은 클라이언트로부터 애플리케이션 트래픽을 수신하여 여러 가용 영역에 걸쳐 EC2 인스턴스, 컨테이너 또는 IP 주소와 같은 등록된 여러 대상에 지능적으로 분산합니다. 이를 통해 트래픽을 분산할 뿐만 아니라 애플리케이션의 내결함성과 가용성도 향상됩니다.
AWS 로드 밸런서 개요
AWS 로드 밸런서는 클라이언트에게 단일 액세스 포인트를 제공하여, 정상 대상 인스턴스로 요청을 지능적으로 라우팅하고, 비정상 인스턴스를 자동으로 감지하여 복구되면 트래픽을 재라우팅합니다. 수동 개입 없이 트래픽 변동에 동적으로 적응하며, 고가용성을 위해 여러 가용 영역(AZ) 및 여러 리전 간 분산을 지원합니다.
로드 밸런서의 핵심 기능은 다음과 같습니다.
- 여러 대상 인스턴스에 트래픽을 자동으로 분산합니다.
- 상태 점검 대상 인스턴스 및 동적으로 라우팅 조정
- SSL/TLS 복호화 및 사용자 인증을 지원합니다.
- 탄력적인 확장성과 내결함성 제공
- AWS Certificate Manager, Auto Scaling, CloudWatch 및 기타 서비스와 통합됩니다.
AWS 로드 밸런서 유형
AWS는 4가지 유형의 로드 밸런서를 제공합니다.
- 클래식 로드 밸런서(CLB)
- 주로 EC2-Classic 네트워크의 요청 및 연결 수준에서 트래픽을 분산합니다.
- 기능이 제한되어 있으며 경로 기반 또는 호스트 기반 라우팅을 지원하지 않습니다.
- 이 설정은 이전 EC2-Classic 버전 사용자에게만 권장됩니다. 신규 사용자에게는 ALB 또는 NLB를 권장합니다.
- 애플리케이션 로드 밸런서(ALB)
- 콘텐츠에 따라 HTTP/HTTPS 패킷을 라우팅하는 레이어 7 로드 밸런서입니다.
- 경로 기반 및 호스트 기반 라우팅을 지원하고, 요청을 처리하기 위한 Lambda 함수도 지원합니다.
- 기본적으로 WebSocket 및 HTTP/2 프로토콜을 지원하며 마이크로서비스 및 컨테이너화된 아키텍처에 적합합니다.
- 유연한 트래픽 분산을 달성하기 위해 대상을 IP 주소나 여러 포트로 등록할 수 있습니다.
- 네트워크 로드 밸런서(NLB)
- 고성능과 매우 낮은 지연 시간이 필요한 경우에 적합한 레이어 4 로드 밸런서입니다.
- 고정 IP를 제공하고 TLS 종료를 지원하며 초당 수백만 개의 요청을 처리할 수 있습니다.
- 불안정하거나 폭주하는 트래픽을 관리하고 DNS 캐싱 문제를 방지하는 데 적합합니다.
- 게이트웨이 로드 밸런서(GLB)
- 주로 타사 가상 네트워크 장치를 배포하는 데 사용되며, 트래픽은 여러 대상에 자동으로 분산되지 않습니다.
- 이러한 기능은 비교적 전문적이며 대부분 사용자에게 적용하기에는 적용 범위가 제한적입니다.
AWS 로드 밸런서 작동 방식
AWS 로드 밸런서는 리스너를 통해 클라이언트 요청을 검사하고 구성된 포트 및 프로토콜에 따라 등록된 인스턴스로 라우팅합니다. 상태 확인을 통해 트래픽이 정상 인스턴스로만 전송되도록 보장합니다. 기본적으로 로드 밸런서는 활성화된 가용 영역에 트래픽을 균등하게 분배하며, 내결함성 향상을 위해 각 가용 영역에 대략 동일한 수의 인스턴스를 배치할 것을 권장합니다.
- 내부 ELB: VPC 내에서만 접근 가능하며, 프라이빗 서브넷 애플리케이션에 적합합니다.
- 외부 로드 밸런서(인터넷 연결 ELB): 노드는 공개 IP를 가지고 있어 인터넷을 통해 접속이 가능합니다.
~을 통해 자동 확장(ASG) ELB는 장애가 발생한 인스턴스를 자동으로 식별하고 제거하는 동시에 새로운 인스턴스를 시작하여 높은 애플리케이션 가용성을 유지합니다. ASG는 인스턴스 상태를 확인하고 ELB와 협력하여 트래픽이 정상 인스턴스로만 라우팅되도록 합니다.
고급 기능 및 구성
- 경로 기반 라우팅: ALB는 URL 경로를 기반으로 다양한 백엔드 서비스로 트래픽을 전달할 수 있습니다.
- 호스트 기반 라우팅: 동일한 ALB는 여러 도메인 이름에 대한 요청 분산을 지원합니다.
- 역방향 프록시: ALB는 요청 분산 및 부하 분산을 구현하기 위한 역방향 프록시 역할을 할 수 있지만 정적 대상만 지원합니다.
- 다중 포트 부하 공유: 컨테이너화된 애플리케이션의 성능을 개선하기 위해 단일 인스턴스에 대한 여러 포트 등록을 지원합니다.
- 지역 간 부하 분산: 다양한 AWS 지역에 트래픽을 균등하게 분산하고 글로벌 가용성을 개선할 수 있습니다.
- 보안 통합: SSL/TLS 암호화, AWS WAF 보호 및 IAM 인증을 지원합니다.
로드 밸런서를 구성할 때 다음이 필요합니다.
- 로드 밸런서 유형(ALB, NLB 또는 GLB)을 선택하세요
- 가용성 영역 및 서브넷 설정
- 보안 그룹 및 포트 구성
- 타겟 그룹을 생성하고 인스턴스를 등록합니다.
- 상태 점검 정책 설정
- 테스트 및 출시
AWS 로드 밸런서 제한 사항
ELB는 높은 가용성과 복원력이 뛰어나지만 여전히 몇 가지 한계가 있습니다.
- 지연특히 백엔드 인스턴스의 CPU나 메모리 사용량이 많거나 네트워크가 잘못 구성된 경우 요청 지연이 발생할 수 있습니다.
- 대상 그룹 제한: NLB는 대상 그룹의 인스턴스 수에 할당량 제한을 가집니다. 이 문제는 수직 확장이나 여러 NLB를 통해 해결할 수 있지만, 완전히 없앨 수는 없습니다.
- 연결 안정성: 단일 NLB가 많은 수의 기존 연결을 처리하는 경우 가끔 짧은 시간 동안 연결이 끊어지는 현상이 발생할 수 있습니다.
- 기능적 제한: 기존 ELB에는 실시간 애플리케이션 분석, 클라우드 간 트래픽 관리, 복잡한 부하 분산 전략이 부족합니다.
실용적인 제안 및 최적화 전략
실제 적용에서는 적절한 AWS 로드 밸런서 유형을 선택하는 것이 매우 중요합니다. 마이크로서비스 아키텍처나 다중 서비스 웹 애플리케이션의 경우,장백의 경로 및 호스트 이름 기반의 유연한 라우팅을 제공하여 여러 서비스가 동일한 로드 밸런서를 공유할 수 있도록 하여 비용을 절감하고 관리를 간소화합니다. 또한 ALB는 WebSocket 및 HTTP/2 프로토콜을 기본적으로 지원하여 실시간 대화형 애플리케이션이나 다중 요청 재사용 시나리오를 더욱 쉽게 구축할 수 있도록 합니다.
대규모 전자상거래 프로모션, 금융 거래 또는 온라인 게임과 같이 높은 동시성 및 버스트 트래픽을 처리해야 하는 애플리케이션의 경우NLB 더욱 적용성이 뛰어납니다. 고정 IP와 낮은 지연 시간은 중요 서비스의 안정성을 보장하고 기존 방화벽 정책과 호환됩니다. TLS 종료와 함께 NLB는 서버의 암호화 부담을 덜어 전반적인 성능을 향상시킵니다.
또한, 결합된 자동 크기 조정 로드 밸런서를 사용하면 트래픽 변동에 따라 인스턴스 수를 동적으로 조정하여 진정한 탄력적 확장을 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 트래픽이 많은 시간대에는 더 많은 인스턴스를 자동으로 시작하여 부하를 분산하고, 트래픽이 적은 시간대에는 인스턴스를 재활용하여 비용을 절감할 수 있습니다. 동시에 로드 밸런서는 비정상적인 인스턴스를 자동으로 제거하여 지속적인 애플리케이션 가용성을 보장합니다.
성능 최적화를 위해 사용자는 글로벌 트래픽 분산 및 재해 복구를 위해 교차 리전 로드 밸런싱 또는 다중 AZ 배포를 활성화할 수 있습니다. CloudWatch 모니터링 지표와 결합하여 요청 지연 시간, 대상 인스턴스 상태 및 트래픽 분포를 실시간으로 추적하여 개발자가 적시에 전략을 조정할 수 있도록 지원합니다.
전반적으로 AWS 로드 밸런서는 애플리케이션 가용성과 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 유연한 라우팅 및 보안 기능도 제공합니다. 적절한 로드 밸런서 유형을 선택하고, 대상 그룹을 구성하고, 확장 정책을 활성화함으로써 기업은 클라우드 환경에서 고성능, 복원력 및 유지 관리가 가능한 애플리케이션 아키텍처를 구축할 수 있습니다.
고급 대안
클라우드 기반의 고급 로드 밸런서 플랫폼은 AWS 기본 ELB보다 더 많은 엔터프라이즈급 기능을 제공합니다.
- 고급 HTTP 콘텐츠 전환 및 지속성 기능
- 사용자 정의 가능한 건강 모니터링
- 크로스 클라우드 DNS 및 글로벌 로드 밸런싱(GSLB)
- 주문형 자동 확장 및 실시간 트래픽 분석
- 더욱 강력한 보안 정책 및 애플리케이션 정책 지원
- 이러한 기능은 복잡한 기업 수준의 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 실시간 분석, 클라우드 간 관리 및 자동화 측면에서 ALB 및 NLB의 단점을 보완합니다.
