로드밸런서 종류 비교(L4, L7 종류와 특징)
· LoadbalancerInfra
Layer 4 Loadbalancer
L4 로드밸런서는 OSI 모델의 **4계층(전송 계층)**에서 동작하여 IP 주소와 포트를 기반으로 트래픽을 분산하는 방식
L4 로드밸런싱 주요 특징
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IP 및 포트 기반 라우팅
- L4 로드밸런서는 패킷의 출발지 IP, 목적지 IP, 포트 번호와 같은 전송 계층 정보를 사용하여 트래픽을 분산
- 애플리케이션 레벨의 상세 정보에는 접근하지 않고, 전송 계층 정보만을 사용하여 빠르게 트래픽을 처리
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프로토콜 지원
- TCP와 UDP와 같은 전송 계층 프로토콜을 주로 사용하며, HTTP, HTTPS 등의 애플리케이션 레벨 프로토콜에 대해 추가 기능은 제공하지 않음
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빠른 처리 속도
- 데이터 페이로드(payload)를 검사하지 않으므로 L7 로드밸런서보다 처리 속도가 빠르고 리소스 소모가 적음.
- 네트워크 레벨에서의 패킷 처리를 하기 때문에 성능이 중요한 경우에 유리함
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클라이언트와 서버의 연결 유지
- 클라이언트와 서버 간의 세션을 유지하며, 동일 클라이언트의 요청이 항상 같은 서버로 전달되도록 설정 가능 (예: IP 기반 세션 고정)
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확장성
- 트래픽을 여러 서버로 분산시켜 서버 부하를 줄이고, 가용성을 높임.
- 서버가 추가되거나 감소할 때 동적으로 분산 정책을 조정할 수 있음.
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SSL 오프로딩 미지원
- L4 로드밸런서는 주로 TCP/UDP 레벨에서 작동하므로 SSL 오프로딩을 지원 안됨. 암호화된 트래픽 처리는 L7 로드밸런서가 더 적합
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비용 효율성
- 하드웨어나 소프트웨어 리소스를 덜 사용하기 때문에 L7 로드밸런서보다 상대적으로 비용이 저렴하며, 소규모 네트워크 환경에도 적합
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간단한 설정 및 관리
- 복잡한 애플리케이션 정보가 필요 없으므로 설정이 상대적으로 간단하며, 고급 트래픽 분산 정책이 필요하지 않은 경우에 쉽게 적용할 수 있음
주 사용 사례
- 웹 서버의 기본 부하 분산
- 동일한 서비스가 여러 서버에 제공될 때 단순 부하 분산을 원하는 경우
- SSL 암호화가 필요 없고 빠른 트래픽 처리가 요구되는 환경
L4 로드밸런서는 고속 트래픽 처리와 비용 효율성을 필요로 하는 경우 적합하며, L7보다 간단한 트래픽 관리가 필요할 때 사용
Layer 7 Loadbalancer
L7 로드밸런서는 OSI 모델의 **7계층(애플리케이션 계층)**에서 동작하며, 애플리케이션 계층 정보를 기반으로 트래픽을 정교하게 분산
L7 로드밸런싱 주요 특징
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애플리케이션 계층 정보 기반 라우팅
- URL, 쿠키, HTTP 헤더, 클라이언트 IP와 같은 애플리케이션 레벨의 정보를 분석하여 트래픽을 분배
- 트래픽의 내용에 따라 특정 서버로 요청을 분배할 수 있어 정교한 트래픽 관리 가능
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프로토콜 지원
- HTTP/HTTPS와 같은 애플리케이션 레벨 프로토콜을 지원하며, 다양한 애플리케이션 정보를 기반으로 라우팅 가능
- HTTP 메서드(GET, POST 등)나 쿠키, 세션 정보 등 다양한 요소를 기준으로 분산 정책을 설정할 수 있음.
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SSL 오프로딩
- SSL 인증서를 관리하고 암호화 트래픽을 해제하여 서버에 전달하므로, 서버의 부담을 줄여줌.
- HTTPS 트래픽을 해제하고 분석하여 트래픽을 분산할 수 있으므로 보안 및 성능을 동시에 강화할 수 있음.
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정교한 로드밸런싱 정책
- 애플리케이션 요구사항에 따라 다양한 조건을 설정하여 트래픽을 특정 서버에 분배 가능
- 예를 들어 URL 경로에 따라 이미지 서버, API 서버 등으로 분리하여 트래픽을 분배 가능
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세션 지속성 (Sticky Session)
- 클라이언트가 동일한 세션 동안 동일한 서버와 연결을 유지할 수 있게 하여 세션 정보를 지속적으로 관리할 수 있음.
- 세션 지속성은 주로 쿠키 기반이나 IP 기반 방식으로 설정
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트래픽 분석 및 최적화
- 애플리케이션 레벨에서 트래픽을 분석하고, HTTP 압축, 캐싱 등 최적화 작업을 통해 트래픽 효율성을 높일 수 있음.
- 사용자가 요청하는 리소스의 콘텐츠에 따라 로드밸런싱을 조정할 수 있어 더 나은 사용자 경험을 제공
주 사용 사례
- HTTP/HTTPS 기반 웹 애플리케이션의 부하 분산
- API 게이트웨이로서의 역할 수행
- 정교한 트래픽 분배가 필요한 마이크로서비스 환경
- 다양한 조건을 기반으로 한 복잡한 트래픽 분산 요구
L4, L7 비교 테이블
| 로드밸런서 종류 | L4 지원 | L7 지원 | 주요 특징 | 지원 환경 |
|---|---|---|---|---|
| F5 BIG-IP | O | O | 고성능, SSL 오프로딩, 고급 정책 설정 가능 | 물리적, 가상, 클라우드 |
| Citrix ADC (NetScaler) | O | O | TCP 최적화, SSL 오프로딩, 보안 기능 강화 | 물리적, 가상, 클라우드 |
| A10 Networks - Thunder | O | O | DDoS 방어, SSL 오프로딩, 고성능 | 물리적, 가상, 클라우드 |
| AWS Network Load Balancer | O | X | IP 및 포트 기반 트래픽 분산, Auto Scaling | AWS 클라우드 |
| AWS Application Load Balancer | X | O | HTTP/HTTPS 기반, 다양한 조건 라우팅 | AWS 클라우드 |
| Google Cloud NLB | O | X | TCP/UDP 트래픽 분산, 고정 IP 제공 | GCP 클라우드 |
| Google Cloud HTTP(S) LB | X | O | 글로벌 로드밸런싱, SSL 오프로딩 | GCP 클라우드 |
| Microsoft Azure Load Balancer | O | X | TCP/UDP 트래픽 기반 부하 분산 | Azure 클라우드 |
| Microsoft Azure Application Gateway | X | O | HTTP/HTTPS 기반, WAF 통합 | Azure 클라우드 |
| Nginx | O | O | 오픈소스, TCP/UDP 및 HTTP 라우팅 지원 | 가상 환경, 온프레미스 |
| HAProxy | O | O | 오픈소스, 고가용성, SSL 오프로딩 | 가상 환경, 온프레미스 |
| Kemp LoadMaster | O | O | 사용하기 쉬운 인터페이스, SSL 오프로딩 | 물리적, 가상, 클라우드 |
| Traefik | X | O | 컨테이너 네이티브, 자동 동적 설정 지원 | 컨테이너 환경 (Kubernetes 등) |
| Envoy | X | O | 서비스 메시, HTTP/2 및 gRPC 지원 | 컨테이너 환경 (Kubernetes 등) |
| pfSense | O | X | 오픈소스 방화벽, 저비용 솔루션 | 가상 환경, 온프레미스 |
| Opnsense | O | X | 오픈소스 방화벽, 소규모 네트워크 적합 | 가상 환경, 온프레미스 |
예전 블로그에 적었던 작업 기록을 옮겨온 글입니다.