#28 GSLB 개념과 동작방식

안녕하세요! 콱!꼬챙 입니다.

 

오늘은 GSLB 개념과 동작방식에 대해 공부해 보아요 ~

 

1. GSLB(Global Server Load Balancing)의 개념과 필요성

현대 IT 인프라에서 기업은 글로벌 사용자에게 안정적인 서비스 제공을 보장해야 한다. 그러나 단일 데이터 센터나 특정 지역에 집중된 서버 구조에서는 네트워크 장애, 지역적 트래픽 폭주, 물리적 재해와 같은 이슈로 인해 서비스 가용성이 저하될 가능성이 높다. 이를 해결하기 위한 핵심 기술 중 하나가 **GSLB(Global Server Load Balancing)**이다.

GSLB는 전 세계 여러 데이터 센터 또는 클라우드 리전(Region)에 분산된 서버를 지능적으로 관리하여 사용자 요청을 최적의 서버로 라우팅하는 기술이다. 이는 단순한 로컬 로드 밸런싱(Local Load Balancing)과 다르게, 다수의 데이터 센터 간 부하를 분산시키는 글로벌 차원의 부하 분산(Global Load Balancing)을 수행한다.

GSLB의 도입이 필수적인 주요 이유는 다음과 같다.

1. 서비스 가용성(Availability) 향상: 특정 지역의 서버가 다운되더라도 다른 지역의 서버로 트래픽을 자동으로 우회하여 지속적인 서비스 운영이 가능하다.
2. 성능 최적화(Performance Optimization): 사용자의 지리적 위치에 따라 가장 가까운 서버로 연결하여 네트워크 지연(Latency)을 최소화한다.
3. 재해 복구(Disaster Recovery) 기능 강화: 한 데이터 센터에 장애가 발생하면 자동으로 다른 데이터 센터로 트래픽을 분산하여 서비스 연속성을 보장한다.
4. 글로벌 트래픽 관리(Traffic Engineering): 특정 국가나 지역에서의 접속을 특정 서버로 유도하거나, 클라우드 서비스 제공자를 다변화할 수 있다.

GSLB는 단순히 부하 분산 기능을 제공하는 것이 아니라, **지능적인 트래픽 관리(Intelligent Traffic Management)**를 수행하여 네트워크 성능과 안정성을 극대화하는 기술이다.

 

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2. GSLB의 기본 아키텍처(Architecture)

GSLB는 크게 클라이언트(Client), DNS 서버(GSLB Controller), 로컬 로드 밸런서(Local Load Balancer), 백엔드 서버(Backend Server) 로 구성된다.

GSLB 주요 구성 요소

1. 사용자(Client)
   • 웹 브라우저, 모바일 앱, IoT 기기 등
   • 특정 도메인(예: www.example.com)을 요청하여 서비스를 이용하려고 함
2. GSLB 컨트롤러(GSLB Controller, DNS 기반 또는 HTTP 기반)
   • DNS 기반 GSLB: DNS 요청을 처리하고 최적의 서버 IP 주소를 반환
   • HTTP 기반 GSLB: HTTP 302 리다이렉트 또는 프록시 방식으로 클라이언트를 적절한 서버로 유도
3. 로컬 로드 밸런서(Local Load Balancer, LLB)
   • 각 데이터 센터에 위치하며, 내부 서버 간 트래픽을 분산함
   • 일반적으로 F5 BIG-IP, Citrix ADC, NGINX, HAProxy 같은 L4/L7 로드 밸런서 사용
4. 백엔드 서버(Backend Server)
   • 실제 애플리케이션이 실행되는 웹 서버, DB 서버, API 서버 등이 위치함
   • 로컬 로드 밸런서(LLB)가 클라이언트 요청을 적절한 백엔드 서버로 전달

 

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3. GSLB의 주요 동작 방식(Workflow)

1) 기본적인 요청 흐름(DNS 기반 GSLB)

GSLB는 DNS 응답을 조작하여 최적의 데이터 센터 IP 주소를 반환하는 방식으로 동작한다. 일반적인 요청 흐름은 다음과 같다.

① 클라이언트의 DNS 요청 발생

• 사용자가 www.example.com에 접속하려고 하면, 클라이언트는 로컬 DNS(Resolver) 서버에 도메인 조회 요청을 보낸다.

② 로컬 DNS에서 GSLB DNS로 요청 전달

• 로컬 DNS 서버는 GSLB 컨트롤러(DNS 서버)에 최적의 IP 주소를 요청한다.

③ GSLB 컨트롤러가 최적의 데이터 센터 선택

• GSLB는 현재의 서버 상태, 네트워크 상태, 사용자 위치, 부하 상태 등을 분석하여 최적의 데이터 센터를 선택한다.
• 선택 알고리즘: 라운드 로빈(Round Robin), 최소 연결 수(Least Connections), RTT(응답 시간 기반), 헬스 체크 기반

④ GSLB가 DNS 응답 반환

• GSLB 컨트롤러는 로컬 DNS에 최적의 데이터 센터의 IP 주소를 반환한다.

⑤ 클라이언트가 선택된 서버에 직접 연결

• 클라이언트는 반환된 IP 주소를 사용하여 해당 데이터 센터의 로컬 로드 밸런서에 접속한다.
• 로컬 로드 밸런서가 내부 백엔드 서버로 트래픽을 분산한다.
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2) GSLB 헬스 체크 및 장애 감지(Failure Detection)

GSLB는 데이터 센터 간의 부하를 최적으로 배분하기 위해 지속적으로 서버 상태를 점검하는 헬스 체크(Health Check) 시스템을 갖추고 있다.

① 주기적인 서버 헬스 체크 수행

• GSLB 컨트롤러는 각 데이터 센터에 있는 서버의 상태를 주기적으로 점검한다.
• 주요 점검 방식:
  • ICMP Ping: 서버 응답 속도 측정
  • TCP/UDP 포트 검사: 특정 서비스(예: HTTP/HTTPS, DB)의 정상 동작 확인
  • HTTP/S 상태 코드 검사: HTTP 200 응답 여부 확인
  • 애플리케이션 레벨 체크: 실제 응답 데이터 분석

② 장애 감지 및 트래픽 우회(Failover & Traffic Steering)

• 특정 데이터 센터에서 장애가 발생하면 해당 데이터 센터의 IP 주소를 GSLB 응답에서 제거한다.
• 클라이언트는 자동으로 정상적으로 운영되는 다른 데이터 센터로 우회된다.

3) GSLB의 트래픽 라우팅 알고리즘(Traffic Steering Algorithms)

GSLB는 단순히 무작위로 트래픽을 배분하는 것이 아니라, 다양한 로드 밸런싱 알고리즘을 적용하여 최적의 경로를 결정한다.

알고리즘설명

라운드 로빈(Round Robin)	요청을 순차적으로 여러 서버에 분배
최소 연결 수(Least Connections)	현재 연결된 사용자가 가장 적은 서버 선택
RTT 기반(RTT-Based)	사용자의 응답 시간이 가장 빠른 서버로 연결
지리적 기반(Geo-Based Routing)	사용자의 위치에 따라 가장 가까운 데이터 센터로 연결
서버 부하 기반(Load-Based Routing)	서버의 CPU, RAM 사용률이 낮은 서버로 트래픽 전달
비용 최적화(Cost-Based Routing)	특정 클라우드 공급자의 비용이 낮은 경우 해당 리전을 우선 선택

 

 

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4. GSLB의 확장 및 고급 기능

1) GSLB와 CDN(Content Delivery Network)의 연계

• GSLB는 CDN과 연계하여 정적 콘텐츠(Static Content)와 동적 콘텐츠(Dynamic Content)를 효율적으로 배포할 수 있다.
• CDN은 이미지, 동영상 등의 정적 콘텐츠를 캐싱하고, GSLB는 동적 콘텐츠 요청을 최적의 애플리케이션 서버로 전달하는 역할을 한다.

2) GSLB와 클라우드 네트워크 통합

• AWS Route 53, Azure Traffic Manager, Google Cloud Load Balancer 등과 연동하여 클라우드 기반 트래픽을 최적화할 수 있다.
• 하이브리드 클라우드 환경에서 온프레미스 데이터 센터와 클라우드 간 부하를 분산하는 역할을 수행한다.

3) GSLB와 보안 강화(Zero Trust & WAF 연동)

• GSLB는 제로 트러스트(Zero Trust) 원칙을 적용하여 사용자 인증 및 보안 정책을 강화할 수 있다.
• 웹 애플리케이션 방화벽(WAF)과 연동하여 DDoS 공격, SQL 인젝션 공격, 봇 탐지 기능을 강화할 수 있다.

 

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5. GSLB와 클라우드 환경에서의 확장성(Scalability) 및 통합

현대의 기업 IT 인프라는 클라우드 컴퓨팅 환경으로 빠르게 이동하고 있으며, GSLB는 클라우드 서비스와의 통합을 통해 더욱 강력한 기능을 제공한다.

1) 하이브리드 클라우드 및 멀티 클라우드 환경에서의 GSLB 적용

• 기업은 AWS, Azure, Google Cloud 등 다양한 클라우드 공급자를 사용하여 멀티 클라우드(Multi-Cloud) 아키텍처를 구성하는 경우가 많다.
• GSLB는 이러한 환경에서 각 클라우드 서비스 간의 트래픽을 지능적으로 분배하여 특정 클라우드에 과부하가 발생하지 않도록 조정한다.
• 예를 들어, AWS의 US-East 리전이 과부하 상태라면, GSLB가 자동으로 Azure의 유럽 리전으로 트래픽을 분산하는 방식이다.

2) 컨테이너 오케스트레이션(Kubernetes)과의 통합

• GSLB는 컨테이너 기반의 **마이크로서비스 아키텍처(Microservices Architecture)**와 통합될 수 있다.
• Kubernetes 클러스터 간 트래픽을 자동으로 분배하여, 특정 클러스터에서 장애가 발생하더라도 다른 클러스터가 트래픽을 수용할 수 있도록 한다.
• Istio, Linkerd 같은 서비스 메시(Service Mesh) 기술과 결합하여 더욱 강력한 네트워크 제어가 가능하다.

이처럼 GSLB는 단순한 로드 밸런싱을 넘어, 클라우드 네이티브 환경에서 확장성과 유연성을 보장하는 핵심 요소로 자리 잡고 있다.