기업의 급격한 성장으로 웹사이트나 애플리케이션으로 접속하는 방문자 수가 증가하면, 1대의 서버로는 사용자의 요청을 모두 처리하기 어려워집니다. 이럴 때 필요한 기술이 바로 로드밸런싱(Load Balancing)입니다. 로드밸런싱은 트래픽을 여러 서버에 분산시켜 과부하를 방지하고, 안정적인 서비스를 유지할 수 있도록 도와주는 고가용성 측면에서의 핵심 기술입니다. 이번 포스팅은 서버 로드밸런싱의 개념, 작동 방식, 종류, 구성 방법을 초보자도 이해할 수 있도록 작성해보겠습니다.
1. 로드밸런싱이란 무엇인가요?
로드밸런싱(Load Balancing)은 클라이언트의 요청을 여러 서버에 고르게 분산시켜 서버의 부하를 최소화하고 응답 속도를 최적화하는 기술입니다. 이를 통해 하나의 서버가 과도한 요청을 받아 다운되는 상황을 방지할 수 있습니다.
로드밸런서는 사용자의 요청을 받아, 내부의 여러 서버 중 하나로 요청을 전달합니다. 이를 통해 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.
- 웹사이트의 고가용성(High Availability) 확보
- 트래픽 폭주에도 안정적인 서비스 제공
- 서버 리소스 효율적 사용
- 서비스 확장성 향상
대표적인 로드밸런서 소프트웨어로는 Nginx, HAProxy, Apache HTTP Server가 있으며, 클라우드에서는 AWS ELB, Azure Load Balancer, Google Cloud Load Balancer 등이 사용됩니다.
2. 로드밸런서의 작동 방식
사용자의 요청은 로드밸런서로 전달이 되며, 이후 내부에 있는 여러 서버 중 하나에 사용자 요청이 다시 전달됩니다. 이 때, 어떤 서버에 요청을 전달할지는 로드밸런서의 트래픽 분산 알고리즘에 따라 결정됩니다.
주요 분산 방식
- Round Robin: 사용자 요청을 여러대의 서버에 순차적으로 분배
- Least Connections: 현재 접속 수가 가장 적은 서버에 전달
- IP Hash: 클라이언트 IP를 기준으로 고정된 서버에 연결
- Weighted Round Robin: 서버에 가중치를 부여해 트래픽 분배
- Health Check 기반 분산: 상태가 좋은 서버에만 요청 전달
이러한 분산 로직은 설정에 따라 유연하게 변경할 수 있으며, 장애 서버를 자동으로 제외하는 기능도 함께 사용됩니다.
3. 로드밸런서의 구성 형태
로드밸런서는 네트워크 구조상 다양한 위치에서 사용되며, 목적에 따라 구성 방식도 달라집니다.
| 유형 | 설명 |
|---|---|
| 하드웨어 로드밸런서 | 전용 장비를 이용한 고성능 로드밸런서 (예: F5, Cisco) |
| 소프트웨어 로드밸런서 | Nginx, HAProxy 등 서버에 설치하여 구성 |
| 클라우드 로드밸런서 | AWS, Azure, GCP 등에서 제공하는 관리형 서비스 |
| L4 로드밸런서 | IP, 포트 기반 트래픽 분산 (전송 계층) |
| L7 로드밸런서 | URL, 쿠키, 헤더 등을 기반으로 분산 (애플리케이션 계층) |
웹 서비스에서는 일반적으로 L7 로드밸런서를 많이 사용하며, 특정 URL 요청을 특정 서버로 라우팅하는 등의 고급 분산 처리가 가능합니다. 다만, SSL/TLS 복호화가 필요하여 로드밸런싱 장비에 인증서를 올려야 합니다.
4. Nginx로 간단한 로드밸런싱 구현
Nginx는 웹서버뿐 아니라, 강력한 로드밸런서로도 널리 사용됩니다. 아래는 Nginx를 이용해 두 개 이상의 서버로 요청을 분산하는 기본 설정을 예시로 들어보았습니다.
설정 예시 (nginx.conf)
http {
upstream backend {
server 192.168.0.101;
server 192.168.0.102;
}
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://backend;
}
}
}
위 설정은 클라이언트 요청을 192.168.0.101과 192.168.0.102에 순차적으로 분배합니다. 필요에 따라 가중치, 연결 수 기반 등 다양한 로직을 설정할 수 있습니다. 방식은 위에서 언급한 LB 방식을 참고하시기 바랍니다.
5. 로드밸런싱 구성 시 고려할 사항
로드밸런싱을 도입할 때는 단순히 분산만 고려할 것이 아니라, 장애 대응 및 운영 편의성까지 함께 고민해야 합니다.
- 헬스 체크: 서버가 정상인지 확인 후 요청 분배
- 세션 관리: 특정 사용자의 요청이 항상 같은 서버로 가야 하는 경우 세션 고정(Session Persistence) 필요
- SSL 처리: HTTPS 트래픽을 어디에서 종료할지 결정 (로드밸런서 vs 백엔드)
- 스케일링: 서버 수를 자동으로 늘리고 줄일 수 있는 구조와 연계
- 모니터링: 각 서버의 부하 상태와 응답 속도 확인 시스템 연동
올바른 로드밸런싱은 단순한 트래픽 분산을 넘어, 장애 대응력과 확장성까지 확보할 수 있게 해줍니다.
LB, 가용성을 위한 필수
로드밸런싱은 단순한 기술적 옵션이 아니라, 서비스의 안정성과 확장성을 좌우하는 매우 중요한 인프라 입니다. 사용자의 요청을 효율적으로 처리하고, 서버 과부하를 분산하고, 1대 서버의 장애 시에도 Failover를 하기 위해서는 반드시 로드밸런서를 구성해야 합니다. 소규모 서비스여도 로드밸런싱 구조로 구현을 해두면, 트래픽이 급격히 증가했을 때 유연하게 대응할 수 있습니다.