[Network] 로드 밸런싱 (Load Balancing)이란?

로드 밸런싱 (Load Balancing)

 

정의

• 네트워크 또는 서버에 가해지는 로드를 분산 해주는 기술
• 중앙처리장치 혹은 저장장치와 같은 컴퓨터 자원들에게 작업을 나누는 것을 의미

Load Balancing의 필요성 ?

로드밸런싱은 여러 대의 서버를 두고 서비스를 제공하는 분산 처리 시스템에서 필요한 기술이다.

서비스의 제공 초기 단계라면 적은 수의 클라이언트로 인해 서버 한 대로 요청에 응답하는 것이 가능하다.

 

하지만 사업의 규모가 확장되고,

클라이언트의 수가 늘어나게 되면 기존 서버만으로는 정상적인 서비스가 불가능하게 된다.

 

증가한 트래픽에 대처할 수 있는 방법은 크게 2가지이다.

 

1) Scale-up : 서버 자체의 성능을 확장하는 것. 비유하자면 CPU가 i3인 컴퓨터를 i7으로 업그레이드하는 것과 같다.
2) Scale-out : 기존 서버와 동일하거나 낮은 성능의 서버를 두 대 이상 증설하여 운영하는 것을 의미한다. CPU가 i3인 컴퓨터를 여러 대 추가 구입해 운영하 것에 비유할 수 있다.
→ 이 경우, 여러 대의 서버로 트래픽을 균등하게 분산해주는 로드밸런싱이 반드시 필요하다!

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로드밸런서 (Load Balancer)

 

정의

• 로드밸런싱 기술을 제공하는 서비스 또는 장치
• 클라이언트와 네트워크 트래픽이 집중되는 서버들 또는 네트워크 허브 사이에 위치한다.
  

  

 

종류

1) L4 Load Balancing

• 전송 계층에서 로드를 분산한다.
• IP주소나 포트번호, MAC주소 등에 따라 트래픽을 나누고 분산처리가 가능하다.
• CLB(Connection Load Balancer) 혹은 SLB(Session Load Balancer)라고 부르기도 한다.
  
  

2) L7 Load Balancing

• 애플리케이션 계층에서 로드를 분산한다.
• OSI 7계층의 프로토콜(HTTP, SMTP, FTP 등)을 바탕으로도 분산 처리가 가능하다.

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로드밸런싱 알고리즘 (Load Balancing Algorithm)

 

종류

1. 라운드로빈 방식(Round Robin Method)

• 서버에 들어온 요청을 순서대로 돌아가며 배정하는 방식
• 클라이언트의 요청을 순서대로 분배하기 때문에 여러 대의 서버가 동일한 스펙을 갖고 있고, 서버와의 연결(세션)이 오래 지속되지 않는 경우에 활용하기 적합함.

2. 가중 라운드로빈 방식(Weighted Round Robin Method)

• 각각의 서버마다 가중치를 매기고 가중치가 높은 서버에 클라이언트 요청을 우선적으로 배분하는 방식
• 주로 서버의 트래픽 처리 능력이 상이한 경우 사용되는 부하 분산 방식이다. 예를 들어 A라는 서버가 5라는 가중치를 갖고 B라는 서버가 2라는 가중치를 갖는다면, 로드밸런서는 라운드로빈 방식으로 A 서버에 5개 B 서버에 2개의 요청을 전달함.

3. IP 해시 방식(IP Hash Method)

• 클라이언트의 IP 주소를 특정 서버로 매핑하여 요청을 처리하는 방식
• 사용자의 IP를 해싱해(Hashing, 임의의 길이를 지닌 데이터를 고정된 길이의 데이터로 매핑하는 것, 또는 그러한 함수) 로드를 분배하기 때문에 사용자가 항상 동일한 서버로 연결되는 것을 보장함.

4. 최소 연결 방식(Least Connection Method)

• 요청이 들어온 시점에 가장 적은 연결상태를 보이는 서버에 우선적으로 트래픽을 배분하는 방식
• 자주 세션이 길어지거나, 서버에 분배된 트래픽들이 일정하지 않은 경우에 적합함.

5. 최소 리스폰타임(Least Response Time Method)

• 서버의 현재 연결 상태와 응답시간(Response Time, 서버에 요청을 보내고 최초 응답을 받을 때까지 소요되는 시간)을 모두 고려하여 트래픽을 배분하는 방식
• 가장 적은 연결 상태와 가장 짧은 응답시간을 보이는 서버에 우선적으로 로드를 배분함.
  
  

 

 

출처

https://velog.io/@yanghl98/OS%EC%9A%B4%EC%98%81%EC%B2%B4%EC%A0%9C-%EB%A1%9C%EB%93%9C%EB%B0%B8%EB%9F%B0%EC%8B%B1-Load-Balancing-%EC%A0%95%EC%9D%98-%EC%A2%85%EB%A5%98-%EC%95%8C%EA%B3%A0%EB%A6%AC%EC%A6%98