4계층 장비

• 4계층 장비는 TCP와 같이 4계층 헤더에 있는 정보를 기반으로 동작한다.

• 4계층 이상에서 동작하는 로드 밸런서, 방화벽과 같은 장비를 세션 장비라 부른다.

• 세션 장비에서 고려해야할 요소는 다음과 같다.

  • 세션 테이블

    • 세션 장비는 세션 테이블 기반으로 운영된다.

    • 세션 정보를 저장, 확인하는 작업 전반을 이해해야 한다.

    • 세션 정보는 세션 테이블에 남아 있는 라이프타임이 존재한다.

      
  • Symmetric(대칭)경로 요구

    • Inbound와 Outbound 경로가 일치해야 한다.

    • 세션 동기화 또는 터널링(경로 보정)을 통해 해결할 수 있다.

      
  • 정보 변경(로드 밸런서의 경우)
    • IP주소가 변경되며 확장된 1.7 로드 밸런서(ADC)는 애플리케이션 프로토콜 정보도 변경된다.

이 밖에도 세션 장비의 여러 요소가 서비스에 영향을 미치기 때문에 네트워크 중간 위치에 세션을 기반으로 동작하는 방화벽, NAT, 로드밸런서와 같은 장비가 있다면 네트워크 인프라 뿐 아니라 시스템 설계와 애플리케이션 개발에도 세션 장비 고려가 필요하다.

로드 밸런서

• 로드밸런서 - 서버나 장비의 부하를 분산하기 위해 사용하는 장비
• 4계층 이상에서 동작하면서 트래픽을 분산해주며 IP주소, 4계층 정보, 애플리케이션 정보를 확인 및 수정해주는 기능이 있다. 그래서 가장 많이 쓰이는 곳이 웹 서버 부하 분산이다.
• 이러한 로드밸런서는 웹이나 애플리케이션 뿐아니라 FWLB(FireWall Load Bancing: 방화벽 로드밸런싱), VPNLB(VPN Load Balancing: VPN 로드 밸런싱)와 같이 다양한 서비스를 위해 사용될 수 있다.
• 로드밸런서는 동작하는 계층에 따라 4계층과 7계층으로 나뉜다.

L4 스위치

• 용어 그대로 4계층에서 동작하면서 로드 밸런서 기능이 있는 스위치이다.

• 내부 동작 방식은 4계층 로드밸런서지만 외형은 스위치처럼 여러 포트를 가지고 있다.

• 다양한 네트워크 구성이 가능한 스위치형 로드 밸런서가 가장 대중화되어있다.

• 부하 분산, 성능 최적화, 리다이렉션 기능을 제공한다.

• L4스위치가 동작하려면 다음 4가지를 설정해야 한다.

  • 가상 서버(Virtual Server) : 사용자가 바라보는 실제 서비스
  • 가상 IP(Virtual IP) : 사용자가 접근해야 하는 서비스 IP 주소
  • 리얼 서버(Real Server) : 실제 서비스를 수행하는 서버
  • 리얼 IP(Real IP) : 실제 서버의 IP

사용자는 L4스위치의 가상 IP를 목적지로 서비스를 요청하고 L4스위치가 목적지로 설정된 가상 IP를 리얼 IP로 다시 변경해 보내준다. 이 과정에서 부하를 어떤 방식으로 분산할지 결정할 수 있다.

ADC(Application Delivery Controller)

• ADC(Application Delivery Controller)는 애플리케이션 계층에서 동작하는 로드 밸런서다.
• 애플리케이션 프로토콜의 헤더와 내용을 이해하고 동작한다.
  • 부하 분산, 정보 수정, 정보 필터링이 가능하다.
• ADC는 이런 동작을 위해 프록시로 동작한다.
• 대부분의 ADC는 L4스위치의 기능을 포함하고 있으며, 다음과 같은 기능을 제공 및 수행한다.
  • 로드 밸런싱 기능
  • 페일 오버(Failover, 장애극복 기능)
  • 리다이렉션(Redirection)
• 애플리케이션 프로토콜을 이해하고 최적화하는 기능도 제공한다.
  • 캐싱(Caching), 압축(Compression), 콘텐츠 변환 및 재작성, 인코딩 변환
• 플러그인 형태로 보안 강화기능을 추가로 제공해서 다음과같은 기능을 제공한다.
  • WAF(Web Application Firewall) 기능
  • HTML, XML 검증 및 변환 수행

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참고

• IT 엔지니어를 위한 네트워크 입문