AWS Elastic Load Balancing

AWS Elastic Load Balancing 초보자를 위한 가이드

소개

AWS Elastic Load Balancing(ELB)은 Amazon Web Services(AWS)에서 제공하는 로드 밸런싱 서비스입니다. ELB는 들어오는 애플리케이션 트래픽을 여러 대상에 자동으로 분산하여 애플리케이션의 가용성, 확장성, 보안을 향상시킵니다. 마치 암호화폐 선물 거래에서 분산 투자를 통해 위험을 줄이는 것과 유사하게, ELB는 단일 실패 지점을 제거하고 트래픽 급증에 대응하여 애플리케이션의 안정성을 높입니다. 본 문서는 ELB의 기본 개념부터 고급 구성까지, 초보자를 위한 상세 가이드를 제공합니다.

ELB의 필요성

애플리케이션을 운영하다 보면 트래픽 변동이 발생합니다. 갑작스러운 트래픽 증가에 대비하지 못하면 애플리케이션 성능 저하, 심지어는 서비스 중단으로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 로드 밸런싱이 필요합니다.

로드 밸런싱은 여러 서버에 트래픽을 분산하여 각 서버의 부하를 줄이고, 전체 시스템의 성능과 가용성을 높이는 기술입니다. ELB는 이러한 로드 밸런싱을 클라우드 환경에서 쉽게 구현할 수 있도록 해줍니다.

이는 기술적 분석에서 다양한 지표를 활용하여 시장 상황을 예측하고 포지션을 조절하는 것과 유사합니다. 예상치 못한 상황(트래픽 급증)에 대비하여 시스템을 미리 구성해두는 것이 중요합니다.

ELB의 종류

AWS는 세 가지 유형의 ELB를 제공합니다. 각 유형은 서로 다른 특징과 사용 사례를 가지고 있습니다.

Application Load Balancer (ALB): HTTP 및 HTTPS 트래픽에 최적화되어 있으며, 콘텐츠 기반 라우팅, 호스트 기반 라우팅, 경로 기반 라우팅 등 고급 라우팅 기능을 제공합니다. 마틴게일 전략처럼 복잡한 조건을 기반으로 트래픽을 분산할 수 있습니다.
Network Load Balancer (NLB): TCP, UDP, TLS 트래픽에 최적화되어 있으며, 매우 높은 성능과 낮은 지연 시간을 제공합니다. 실시간 게임, VoIP, IoT 애플리케이션과 같이 고성능이 필요한 경우에 적합합니다. 헤징 전략과 유사하게, 높은 성능 유지를 위해 특화된 기능을 제공합니다.
Classic Load Balancer (CLB): 이전 세대 로드 밸런서로, HTTP, HTTPS, TCP 트래픽을 지원합니다. ALB 및 NLB에 비해 기능이 제한적이지만, 여전히 많은 애플리케이션에서 사용되고 있습니다. 롱 포지션과 같이 기본적인 기능을 제공하는 것으로 이해할 수 있습니다.

ELB 유형 비교
기능	Application Load Balancer (ALB)	Network Load Balancer (NLB)	Classic Load Balancer (CLB)
지원 프로토콜	HTTP, HTTPS	TCP, UDP, TLS	HTTP, HTTPS, TCP
라우팅 방식	콘텐츠 기반, 호스트 기반, 경로 기반	IP 주소, 포트	라운드 로빈, 가중치 기반
성능	중간	매우 높음	낮음
지연 시간	중간	매우 낮음	높음
사용 사례	웹 애플리케이션, 마이크로서비스	실시간 게임, VoIP, IoT	레거시 애플리케이션

ELB 작동 방식

ELB는 다음과 같은 단계를 거쳐 트래픽을 분산합니다.

1. 클라이언트 요청: 클라이언트는 애플리케이션에 접속하기 위해 ELB의 DNS 이름으로 요청을 보냅니다. 2. DNS 확인: DNS 서버는 ELB의 DNS 이름을 IP 주소로 변환합니다. 3. ELB 연결: 클라이언트는 ELB의 IP 주소로 연결을 설정합니다. 4. 상태 확인: ELB는 대상(예: EC2 인스턴스)의 상태를 주기적으로 확인합니다. 정상적인 대상에만 트래픽을 전달합니다. 포지션 사이징과 유사하게, 건강한 대상에만 리소스를 할당합니다. 5. 트래픽 전달: ELB는 구성된 로드 밸런싱 알고리즘(예: 라운드 로빈, 가중치 기반)에 따라 트래픽을 대상에 전달합니다. 6. 응답 반환: 대상은 요청을 처리하고 응답을 ELB로 반환합니다. ELB는 응답을 클라이언트로 전달합니다.

ELB 구성 요소

로드 밸런서: 트래픽을 수신하고 대상에 분산하는 역할.
리스너: 특정 포트와 프로토콜을 통해 들어오는 요청을 수신하는 규칙. 예를 들어, 80 포트의 HTTP 요청을 수신하는 리스너를 구성할 수 있습니다.
대상 그룹: 하나 이상의 대상을 그룹화하는 역할. 대상은 EC2 인스턴스, 컨테이너, IP 주소 등이 될 수 있습니다.
상태 확인: 대상의 상태를 주기적으로 확인하여 정상적인 대상에만 트래픽을 전달하는 기능.
로드 밸런싱 알고리즘: 트래픽을 대상에 분산하는 방식. 라운드 로빈, 가중치 기반, 최소 연결 수 등 다양한 알고리즘을 사용할 수 있습니다. 트레일링 스탑처럼 다양한 전략을 선택할 수 있습니다.

ALB 고급 기능

ALB는 다음과 같은 고급 기능을 제공합니다.

콘텐츠 기반 라우팅: 요청의 헤더, 쿠키, 쿼리 문자열 등 콘텐츠를 기반으로 트래픽을 다른 대상 그룹으로 라우팅할 수 있습니다.
호스트 기반 라우팅: 요청의 호스트 헤더를 기반으로 트래픽을 다른 대상 그룹으로 라우팅할 수 있습니다. 여러 도메인을 하나의 로드 밸런서에서 처리할 때 유용합니다.
경로 기반 라우팅: 요청의 URI 경로를 기반으로 트래픽을 다른 대상 그룹으로 라우팅할 수 있습니다. 예를 들어, `/api`로 시작하는 요청은 API 서버로, `/static`으로 시작하는 요청은 정적 콘텐츠 서버로 라우팅할 수 있습니다.
WebSocket 지원: WebSocket 연결을 지원하여 실시간 애플리케이션을 구축할 수 있습니다.
HTTP/2 지원: HTTP/2 프로토콜을 지원하여 성능을 향상시킬 수 있습니다.

NLB 고급 기능

NLB는 다음과 같은 고급 기능을 제공합니다.

정적 IP 주소: NLB에 정적 IP 주소를 할당하여 DNS 레코드를 쉽게 구성할 수 있습니다.
TLS 종료: NLB에서 TLS 암호화를 종료하여 대상 서버의 부하를 줄일 수 있습니다.
소스 IP 유지: 클라이언트의 소스 IP 주소를 대상 서버에 전달하여 애플리케이션에서 클라이언트 IP 주소를 사용할 수 있도록 합니다.
Flow-based 라우팅: TCP 및 UDP 흐름을 기반으로 트래픽을 라우팅할 수 있습니다.

ELB 모니터링 및 로깅

ELB는 Amazon CloudWatch를 통해 다양한 메트릭을 제공합니다. 이러한 메트릭을 사용하여 ELB의 성능을 모니터링하고 문제를 진단할 수 있습니다.

RequestCount: ELB가 수신한 요청의 수.
HealthyHostCount: 정상적인 대상의 수.
UnHealthyHostCount: 비정상적인 대상의 수.
Latency: 요청 처리 시간.
HTTPCode_Backend_2XX: 대상 서버에서 반환한 2XX 응답 코드의 수.
HTTPCode_Backend_5XX: 대상 서버에서 반환한 5XX 응답 코드의 수.

ELB는 또한 액세스 로그를 생성하여 각 요청에 대한 자세한 정보를 기록합니다. 이러한 로그를 사용하여 트래픽 패턴을 분석하고 보안 문제를 진단할 수 있습니다. 거래량 분석과 유사하게, 로그 데이터를 분석하여 유용한 정보를 얻을 수 있습니다.

ELB 사용 사례

웹 애플리케이션: ALB를 사용하여 웹 애플리케이션의 가용성과 확장성을 향상시킬 수 있습니다.
모바일 백엔드: ALB를 사용하여 모바일 애플리케이션의 백엔드 서버에 대한 트래픽을 분산할 수 있습니다.
API 게이트웨이: ALB를 사용하여 API 게이트웨이의 트래픽을 분산하고 API 요청을 백엔드 서비스로 라우팅할 수 있습니다.
게임 서버: NLB를 사용하여 게임 서버의 트래픽을 분산하고 실시간 게임 환경을 제공할 수 있습니다.
실시간 스트리밍: NLB를 사용하여 실시간 스트리밍 서비스의 트래픽을 분산하고 안정적인 스트리밍 환경을 제공할 수 있습니다.
마이크로서비스 아키텍처: ALB를 사용하여 마이크로서비스 아키텍처의 트래픽을 분산하고 각 마이크로서비스의 가용성을 향상시킬 수 있습니다. 스캘핑 전략처럼, 세분화된 서비스에 맞게 트래픽을 분산할 수 있습니다.

ELB 보안 고려 사항

SSL/TLS 인증서: HTTPS를 사용하는 경우 SSL/TLS 인증서를 ELB에 구성해야 합니다.
보안 그룹: ELB와 대상 서버 간의 트래픽을 제어하기 위해 보안 그룹을 사용해야 합니다.
'액세스 제어 목록 (ACL): 네트워크 ACL을 사용하여 ELB로 들어오는 트래픽을 제어할 수 있습니다.
'WAF (Web Application Firewall): WAF를 사용하여 웹 애플리케이션에 대한 공격을 방지할 수 있습니다. 위험 관리 전략과 유사하게, 다양한 보안 조치를 통해 시스템을 보호해야 합니다.

ELB 비용

ELB는 사용량에 따라 비용이 부과됩니다. 주요 비용 요소는 다음과 같습니다.

로드 밸런서 시간: 로드 밸런서가 실행되는 시간.
데이터 처리량: 로드 밸런서를 통해 처리되는 데이터의 양.
요청 수: 로드 밸런서가 수신한 요청의 수.

결론

AWS Elastic Load Balancing은 애플리케이션의 가용성, 확장성, 보안을 향상시키는 강력한 서비스입니다. ALB, NLB, CLB의 세 가지 유형을 이해하고 애플리케이션의 요구 사항에 맞는 유형을 선택하는 것이 중요합니다. ELB의 고급 기능을 활용하고 모니터링 및 로깅 기능을 사용하여 애플리케이션의 성능을 최적화할 수 있습니다. 포트폴리오 다변화와 마찬가지로, ELB를 통해 애플리케이션의 안정성을 높이고 위험을 줄일 수 있습니다.

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