로드밸런서(Load Balancer)의 역할과 주요 알고리즘

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웹 사이트의 방문자 수가 급증하면 서버 한 대로 모든 트래픽을 감당하기 어려워집니다. 이때 여러 대의 서버에 트래픽을 적절하게 분산시켜주는 장비가 바로 로드밸런서(Load Balancer)입니다.

로드밸런서의 역할

부하 분산 (Load Balancing): 클라이언트의 요청을 여러 서버에 나누어 전달함으로써 특정 서버에 부하가 집중되는 것을 막습니다.
가용성 보장 (High Availability): 여러 서버 중 일부에 장애가 발생하더라도, 로드밸런서가 정상적으로 작동하는 다른 서버로만 트래픽을 보내 서비스 중단을 방지합니다. (Health Check 기능)
유연성 (Scalability): 서비스의 규모가 커져 서버 증설이 필요할 때, 로드밸런서에 새 서버를 추가하기만 하면 손쉽게 확장이 가능합니다.

로드밸런서 개념도

로드밸런서의 기본 작동 원리

로드밸런서가 서버에 트래픽을 분산하는 방식에는 여러 가지 알고리즘이 있습니다.

라운드 로빈 (Round Robin): 가장 단순하고 일반적인 방식입니다. 들어오는 요청을 서버 목록 순서대로 돌아가며 분배합니다.
최소 연결 (Least Connection): 현재 연결(세션) 수가 가장 적은 서버에 다음 요청을 보냅니다. 서버의 처리 능력이 다를 때 효과적입니다.
IP 해시 (IP Hash): 클라이언트의 IP 주소를 해싱하여 특정 서버로만 요청을 보내는 방식입니다. 사용자가 항상 동일한 서버에 접속해야 하는 경우(세션 유지)에 유용합니다.
가중 라운드 로빈 (Weighted Round Robin): 각 서버의 처리 성능에 따라 가중치를 부여하고, 가중치가 높은 서버에 더 많은 요청을 분배합니다.

로드밸런서는 OSI 7계층 중 어느 계층에서 동작하는지에 따라 L4와 L7으로 나뉩니다.

L4 로드밸런서: 전송 계층(Transport Layer, Layer 4)에서 동작하며, IP 주소와 포트 번호를 기반으로 트래픽을 분산합니다. 속도가 빠릅니다.
L7 로드밸런서: 응용 계층(Application Layer, Layer 7)에서 동작하며, HTTP 헤더, URL, 쿠키 등 실제 데이터 내용을 분석하여 더 정교한 부하 분산이 가능합니다. (예: URL에 따라 다른 서버로 분기)

로드밸런서는 현대 웹 서비스 아키텍처에서 안정성과 확장성을 확보하기 위한 필수적인 구성 요소입니다.