L4·L7 스위치와 이중화

서버 한 대가 문을 지키면 두 가지가 같이 옵니다. 처리량은 천장에 닿고, 그 한 대가 멈추면 서비스가 통째로 멈춥니다. 로드밸런서는 가상 주소로 받아 여러 실서버에 나눕니다. 나눌 때 포트만 보면 L4 스위치ⓘ이고, 경로와 헤더까지 보면 L7 스위치ⓘ입니다. 이중화는 그 다음 문장입니다.

층이 깊어질수록 보는 것이 달라진다

L2는 물리 주소로 같은 망 안을 넘깁니다. 허브가 한 충돌 영역을 만들 때, 스위치는 포트마다 갈라 줍니다. L3는 IP로 망 사이를 넘깁니다. 라우팅ⓘ을 상자 안에서 하는 스위치가 L3입니다. L4는 IP와 TCP·UDP 포트로 서비스 단위를 나눕니다. L7은 URL·쿠키·본문을 읽어 콘텐츠 단위로 나눕니다.

L7 상자에 SSL 종료와 웹 방화벽을 붙이면 애플리케이션 전송 컨트롤러가 됩니다. 마이크로서비스 입구의 경로 기반 분기가 같은 자리에 있습니다.

L4는 빠르고, L7은 가른다

L4는 네 튜플을 보고 돌립니다. 라운드 로빈은 순번, 가중 라운드 로빈은 성능 비, 최소 연결은 바쁜 곳을 피하고, IP 해시는 같은 클라이언트를 같은 서버에 붙입니다. 패킷 속을 안 열어서 속도가 납니다. NAT와 세션 표로 흐름을 기억합니다.

L7은 /api와 /images를 다른 풀로 보냅니다. 쿠키로 세션을 고정하고, SSL 오프로딩ⓘ으로 암호 연산을 서버에서 뗍니다. HTTP 상태 코드로 살았는지를 확인하고, 비율을 나눠 새 버전을 태울 수도 있습니다. 대가는 복호화와 파싱입니다.

전통 망은 앞에서 L4로 받고 뒤에서 L7로 가릅니다. 클라우드에서는 같은 역할이 관리형 부하 분산과 서비스 메시 사이드카로 내려갑니다. SDNⓘ 정책과 NFVⓘ 기능이 그 자리를 소프트웨어로 복제합니다.

둘 다 켜 둘 것인가, 하나를 대기시킬 것인가

Active-Activeⓘ는 두 서버가 동시에 받습니다. 부하는 나뉘고, 한 대가 죽으면 나머지가 몫을 집니다. 평시 활용은 높지만, 장애 순간 용량이 절반으로 줄지 않게 여유를 남겨 둬야 합니다.

Active-Standbyⓘ는 주가 살고 예비는 기다립니다. 구성은 단순하고, 평시 절반은 쉽니다. 금융처럼 상태 일관이 먼저면 이쪽을 고릅니다. 클라이언트는 가상 IPⓘ만 알고, 뒤에서 실주소가 바뀝니다.

라우터와 L3 스위치의 게이트웨이 이중화는 VRRPⓘ입니다. 가상 주소를 주가 쥐고, 헬스가 끊기면 예비가 가져갑니다. Keepalived가 소프트웨어에서 같은 일을 하고, 클라우드 LB는 그 표를 서비스로 숨깁니다.

답안은 층을 고른 이유와, 이중화가 용량을 쓰는지 대기를 남기는지를 같이 적습니다. QoSⓘ 클래스를 나눈 뒤에는 그 클래스가 어느 풀로 가는지가 L4·L7의 다음 질문입니다.

기술사 답안 포인트

관련 용어

• L4 스위치ⓘ
• L7 스위치ⓘ
• Active-Activeⓘ
• Active-Standbyⓘ
• SSL 오프로딩ⓘ
• VRRPⓘ
• 가상 IPⓘ
• QoSⓘ
• 라우팅ⓘ