DNS 로드 밸런싱이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

DNS 로드 밸런싱은 유입되는 네트워크 트래픽을 여러 서버 또는 리소스에 분산하여 여러 서버 인스턴스에 부하를 분산함으로써 서비스 또는 애플리케이션의 가용성, 확장성 및 성능을 개선합니다. 여러 서버 간에 부하를 분산하는 간단하고 효율적인 방법을 제공합니다.

DNS는 웹사이트 도메인 이름(예: f5.com 또는 amazon.com)을 서버가 인터넷에 연결된 웹사이트 및 디바이스를 식별하는 데 사용하는 숫자 IP 주소로 변환하기 때문에 종종 인터넷의 전화번호부라고도 합니다. 이 프로세스를 DNS 확인이라고 합니다. DNS 확인 중에 사용자의 브라우저는 DNS 서버에 연결하여 대상 웹사이트의 정확한 숫자 IP 주소를 요청합니다.

DNS 처리기는 도메인의 DNS 서버에서 도메인 이름을 하나 이상의 IP 주소에 매핑하는 도메인의 A 레코드 또는 주소 레코드를 쿼리하여 요청된 도메인 이름과 연결된 IP 주소를 찾습니다. 또한 DNS 처리기는 도메인 이름을 다른 도메인 이름에 별칭으로 매핑하거나 상위 도메인과 하위 도메인 간에 매핑하는 CNAME(Canonical Name) 레코드를 만날 수도 있습니다.

오늘날 대부분의 도메인은 서버 장애로부터 보호하거나 많은 양의 트래픽을 처리하기 위해 여러 DNS 서버를 사용합니다. 서로 다른 IP 주소를 가진 이러한 각 서버 인스턴스는 도메인에 대한 들어오는 요청을 처리할 수 있으므로 DNS 쿼리는 해당 DNS 쿼리에 대한 응답으로 여러 IP 주소 목록을 반환합니다. DNS 로드 밸런서는 DNS 쿼리에 대한 응답으로 공유할 IP 주소를 선택하기 위해 다양한 방법 또는 규칙을 사용하여 연결 트래픽이 사용 가능한 여러 서버에 분산되도록 합니다.

또한 CNAME 레코드는 단일 도메인 이름이 다른 도메인과 동일한 IP 주소로 처리되도록 허용하므로 DNS 로드 밸런싱에도 유용할 수 있습니다. CNAME은 로드 밸런서의 도메인 이름 또는 로드 밸런싱을 사용하는 기본 도메인 이름을 가리키도록 설정할 수 있습니다.

DNS 로드 밸런싱은 유입되는 네트워크 트래픽을 여러 서버 인스턴스로 나누어 부하를 분산시키고 애플리케이션 또는 서비스의 가용성과 성능을 향상시킵니다. DNS 처리기는 하나의 서버를 사용할 수 없거나 서버에 과부하가 걸리면 나머지 서버의 서버 IP 주소를 계속 제공하여 중복성 및 페일오버 기능을 보장합니다.

DNS 로드 밸런싱과 기존 로드 밸런싱은 비슷한 목적을 수행하지만, 네트워크 스택의 서로 다른 레이어에서 작동하며 몇 가지 주요한 차이점이 있습니다.

DNS 로드 밸런싱은 애플리케이션 레이어 7의 DNS 수준에서 작동하며 TCP/IP 모델의 전송 레이어에서 UDP(User Datagram Protocol)를 사용하여 데이터를 전송하지만, 속도와 경량 패킷으로 인해 DNS에는 TCP보다 UDP가 선호됩니다.

DNS 로드 밸런싱 구현은 다른 로드 밸런싱 솔루션에 비해 비교적 간단하며 예산에 제약이 있는 중소기업에 특히 유용합니다. 복잡한 구성이나 전용 로드 밸런서 하드웨어 또는 소프트웨어가 필요하지 않으므로 IT 리소스가 제한적인 조직에서 사용할 수 있습니다. 또한 DNS 로드 밸런싱은 사용자를 다른 지역의 서버로 연결하도록 구성할 수도 있습니다. 이렇게 하면 가장 가까운 애플리케이션 인스턴스로 트래픽을 보내거나 GDPR 규정 준수를 위해 트래픽을 라우팅할 수 있으므로 글로벌 프레즌스를 보유한 조직에 특히 유용합니다.

반면, 기존 로드 밸런싱은 전송 레이어 4 또는 애플리케이션 레이어 7에서 작동합니다. 레이어 4 로드 밸런서는 네트워크 및 전송 레이어 프로토콜(IP, TCP, UDP)에서 찾은 데이터를 기반으로 작동합니다. 레이어 7 로드 밸런서는 HTTP와 같은 애플리케이션 레이어 프로토콜에서 찾은 데이터를 기반으로 요청을 분산시킵니다. 이러한 로드 밸런서는 일반적으로 하드웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 서버 그룹 또는 서버 인스턴스에 클라이언트 요청을 분산하는 전용 디바이스입니다.

이러한 로드 밸런서는 보다 고급 기능과 트래픽 분산에 대한 세밀한 제어 기능을 제공합니다. 클라이언트 요청의 분산은 일반적으로 전용 로드 밸런서 디바이스 또는 서비스에 의해 제어되며, 성능 및 기타 요소에 따라 동적으로 결정을 내릴 수 있습니다. 또한 이러한 로드 밸런싱 디바이스 또는 서비스는 보다 고급 알고리즘을 수행할 수 있으며 서버 상태를 모니터링하고 상태가 좋지 않은 서버의 트래픽을 자동으로 제거하거나 정상 서버로 리디렉션하는 상태 확인을 포함할 수 있습니다. 이를 통해 높은 가용성과 장애 허용 범위를 제공합니다.

DNS 라운드 로빈은 DNS를 사용하여 여러 서버와 연결된 IP 주소 목록을 순환하면서 클라이언트 요청을 분산하는 기본적인 형태의 로드 밸런싱입니다. 각 클라이언트 요청은 자동으로 목록의 다음 IP 주소로 전송됩니다. DNS 라운드 로빈은 다른 IP 주소와 연결된 여러 A 레코드만 구성하면 되기 때문에 설정 및 관리가 비교적 간단합니다. 변경은 이러한 A 레코드를 업데이트하여 수행됩니다. 그러나 서버 상태를 반드시 고려하지는 않으며 서버를 사용할 수 없게 되는 경우 DNS 라운드 로빈 로드 밸런싱은 수동으로 DNS 레코드가 업데이트될 때까지 트래픽을 계속 해당 서버로 라우팅할 수도 있습니다.

반면 고급 로드 밸런싱 기술은 기능이 더 풍부하며 종종 정교한 알고리즘, 상태 확인, 트래픽 관리 기능이 포함되어 트래픽을 효율적으로 분산하고 고가용성, 확장성 및 최적화된 성능을 보장합니다. 이러한 분산 메커니즘에는 가중치 기반 라운드 로빈, 최소 연결 또는 응답 시간 기반 라우팅이 포함되어 보다 효율적이고 동적인 트래픽 분산 및 관리가 가능하므로 복잡하고 수요가 많은 환경에 적합합니다.

로드 밸런싱은 부하가 많거나 서버 장애가 발생한 경우에도 시스템 가용성과 응답성을 유지하면서 원활하고 반응이 빠른 사용자 경험을 제공할 수 있으므로 최신 네트워크 환경에서 트래픽 흐름을 관리하고 최적화하는 데 중요한 역할을 합니다.

DNS 로드 밸런싱은 여러 서버 또는 데이터 센터에 네트워크 트래픽을 분산할 수 있게 해주며, 이는 특히 전자 상거래 웹사이트, 소셜 미디어 플랫폼, 온라인 스트리밍 서비스 등에서 콘텐츠 딜리버리 및 대용량 트래픽 처리에서 중요합니다. 이를 통해 단일 서버가 트래픽에 압도되거나 병목 지점이 발생하지 않고 다른 서버의 활용도가 낮아지는 것을 방지하여 최적의 리소스 활용을 촉진하고 서버 과부하를 방지할 수 있습니다.

또한 DNS 로드 밸런싱은 고가용성을 제공하는 데도 도움이 됩니다. 유입 트래픽을 여러 서버 또는 서버 인스턴스로 분산하여 단일 장애 지점 발생의 위험을 줄입니다. 하드웨어 장애, 유지 관리 또는 기타 문제로 인해 한 서버를 사용할 수 없게 되는 경우 로드 밸런서가 트래픽을 정상 서버로 리디렉션하여 서비스 중단 시간을 최소화할 수 있습니다.

서비스 또는 애플리케이션에 대한 수요가 증가하면 로드 밸런싱을 통해 풀에 더 많은 서버를 수평적으로 추가하여 리소스를 쉽게 확장할 수 있습니다. 이러한 확장성은 증가하는 트래픽을 처리하고 성능 저하 없이 시스템이 증가하는 사용자층을 수용할 수 있도록 하는 데 중요합니다. 로드 밸런서는 서버 부하, 내결함성, 클라이언트와의 근접성 같은 요소를 고려하여 사용자가 짧은 지연 시간과 빠른 응답 시간을 경험할 수 있도록 보장합니다.

로드 밸런싱 전략의 선택은 애플리케이션 또는 조직의 특정 요구 사항과 제약 조건에 따라 다르며, 데이터베이스 아키텍처, 애플리케이션의 특성, 서버 용량 및 워크로드 특성 등의 요소에 따라 달라질 수 있습니다.

가중치 기반 라운드 로빈은 풀의 다양한 서버 노드에 서로 다른 가중치 또는 우선순위를 할당하여 들어오는 클라이언트 요청의 분산에 영향을 주는 로드 밸런싱 전략입니다. 이 전략은 서로 다른 하드웨어 사양 또는 성능 기능을 갖는 서버를 처리할 때 특히 유용합니다. 가중치를 할당하면 더 강력한 서버가 트래픽의 더 많은 부분을 처리할 수 있습니다.

이 접근 방식은 클라이언트와 다양한 서버 위치의 지리적 근접성을 고려하며, 가중치를 사용하여 클라이언트 요청의 분산에 영향을 줍니다. 로드 밸런서는 클라이언트 요청과 사용 가능한 서버 위치 또는 데이터 센터의 지리적 위치를 감지합니다. 그런 다음, 이 정보를 사용하여 요청을 처리하기에 가장 가깝거나 적합한 서버 위치를 파악합니다. 지리적 로드 밸런싱은 글로벌 사용자층과 여러 데이터 센터 또는 서버 위치를 가진 조직에 특히 유용하며, 여러 지역에 걸쳐 일관된 사용자 경험을 보장할 수 있습니다.

동적 로드 밸런싱은 서버 또는 네트워크의 현재 상태에 따라 네트워크 트래픽 분포를 실시간으로 조정합니다. 동적 로드 밸런서는 풀에 있는 서버의 상태와 성능을 모니터링하여 서버 가용성, 응답 시간, CPU 사용률, 메모리 사용량 및 기타 메트릭을 확인합니다. 수집된 정보를 바탕으로 로드 밸런서는 들어오는 요청을 처리하기에 가장 적합한 서버로 동적으로 해당 요청을 라우팅합니다. 동적 로드 밸런싱은 트래픽 패턴을 예측할 수 없거나, 트래픽 부하가 자주 변동하거나, 높은 수준의 성능 최적화를 제공할 필요가 있는 시나리오에서 사용되는데, 일반적으로 데이터 센터, 클라우드 컴퓨팅 환경, CDN(콘텐츠 딜리버리 네트워크) 및 워크로드가 급변하는 애플리케이션에서 사용됩니다.

DNS 로드 밸런서는 웹사이트 또는 애플리케이션의 트래픽을 관리하는 데 중요한 도구이므로 올바르게 구성하고 관리하는 것이 중요합니다. 다음 모범 사례는 로드 밸런서가 올바르게 구성되어 있고 사용자 및 애플리케이션의 트래픽 수요를 수용할 수 있는지 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.

예상 트래픽 패턴, 사용자의 지리적 분포, 지연 시간에 대한 민감도, 고가용성의 필요성 등과 같은 요소를 포함한 애플리케이션 또는 서비스의 특정 요구 사항을 고려하여 시작합니다. 로드 밸런서는 구체적인 트래픽 패턴에 따라 구성할 때 가장 효과적이므로 시간을 들여 웹사이트 또는 애플리케이션으로 유입되는 트래픽을 연구하고 그에 따라 구성을 최적화합니다.

확장성은 인프라의 미래 대비에 중요한 고려 사항입니다. 조직과 사용자층이 성장함에 따라 DNS 로드 밸런싱 요구 사항도 진화할 가능성이 높습니다. 로드 밸런서 솔루션을 트래픽 수요에 따라 확장 또는 축소할 수 있는지 확인합니다. 이러한 탄력성은 수요에 따라 리소스를 동적으로 프로비저닝할 수 있는 클라우드 환경에서 유용합니다.

로드 밸런서에서 최고의 성능을 얻으려면 상태 확인을 구현하고 서버의 상태를 지속적으로 모니터링하는 것이 중요합니다. 잠재적인 문제를 신속하게 파악하고 해결할 수 있도록 서버의 모든 리소스(메모리 사용률, CPU 사용량 등)를 정기적으로 모니터링합니다. 상태가 좋지 않은 서버의 트래픽을 제거하거나 리디렉션하여 고가용성을 유지합니다.

DNS 로드 밸런싱 구성을 주기적으로 검토하고 변화하는 트래픽 패턴, 서버 성능 및 애플리케이션 요구 사항에 따라 최적화를 수행합니다.

요구 사항을 충족하는 DNS 로드 밸런싱 솔루션을 선택합니다. 지리적 로드 밸런싱, 가중치 기반 라우팅, 상태 확인, 웹 애플리케이션 및 API에 대한 보안, 관리 용이성과 같은 기능을 고려합니다. 맞춤형 및 DIY 로드 밸런서 솔루션은 특히 매우 구체적인 요구 사항을 가진 조직에 뛰어난 제어 및 사용자 지정 기능을 제공할 수 있지만, 지속적인 유지 관리, 보안 및 확장성에 대한 책임도 있으므로 과소평가해서는 안 됩니다. 타사 DNS 로드 밸런싱 서비스는 종종 여러 지역에 분산된 서버 네트워크를 운영합니다. 이러한 글로벌 도달 범위 덕분에 가장 가까운 서버로 사용자를 효율적으로 안내하여 지연 시간을 줄이고 사용자 경험을 개선할 수 있습니다. 또한 타사 서비스는 일반적으로 특정 요구 사항 및 서버 기능에 따라 트래픽이 분산되는 방식을 미세 조정할 수 있는 다양한 부하 분산 알고리즘도 제공합니다. 서비스 기반 로드 밸런싱 솔루션은 광범위한 트래픽 부하를 처리하도록 설계되어 있으며 필요에 따라 확장 또는 축소할 수 있습니다.

DNS 로드 밸런싱은 복잡한 구성이나 전용 로드 밸런서 하드웨어 또는 소프트웨어가 필요하지 않으므로 IT 리소스가 제한된 중소기업 또는 조직에 효과적인 트래픽 분산 솔루션입니다.

F5는 구현 및 관리 복잡성을 간소화하고 API를 통해 완벽하게 구성할 수 있으며 내장된 DDoS 및 WAF 보호와 재해 복구 기능이 있는 클라우드 기반 DNS 로드 밸런서 서비스를 제공합니다. 이 서비스는 고성능 및 최상의 사용자 경험을 위해 환경 전반에서 애플리케이션 트래픽을 효율적으로 전달하기 위한 글로벌 위치 기반 라우팅을 제공합니다. 시스템은 시스템 상태 확인을 모니터링하여 장애가 있거나 성능이 저하된 리소스 인스턴스를 감지하고 클라이언트를 재라우팅하여 애플리케이션 및 서비스 가용성을 유지합니다. F5 Distributed Cloud DNS 로드 밸런서는 애플리케이션 증가, 트래픽 패턴 변경, 요청량 급증에 따라 수요에 맞게 글로벌 자동 확장 기능을 제공하지만, 유틸리티 기반 요금제를 통해 필요한 서비스에 대해서만 비용을 지불하고 사용할 수 있습니다.