AWS ELB(Elastic Load Balancing): ALB, NLB, GLB 차이점 정리

들어가며

현대적인 클라우드 아키텍처에서 서비스의 가용성(Availability)과 확장성(Scalability)을 확보하기 위해 가장 핵심적인 요소 중 하나가 바로 로드 밸런서(Load Balancer)입니다. 단일 서버로 모든 트래픽을 감당하는 것은 위험하며, 트래픽이 몰릴 때 서버가 다운되는 ‘단일 장애점(SPOF)’을 초래할 수 있기 때문입니다.

AWS에서는 Elastic Load Balancing(ELB)이라는 이름으로 완전관리형 로드 밸런싱 서비스를 제공합니다. ELB는 유입되는 애플리케이션 트래픽을 EC2 인스턴스, 컨테이너, IP 주소 등 여러 대상에 자동으로 분산시켜 줍니다¹. 하지만 AWS에는 여러 종류의 로드 밸런서가 있어 상황에 맞는 적절한 선택이 필요합니다. 이번 글에서는 각 로드 밸런서의 특징과 차이점을 자세히 살펴보겠습니다.

ELB의 핵심 구성 요소

로드 밸런서가 어떻게 트래픽을 전달하는지 이해하려면 리스너, 규칙, 대상 그룹의 관계를 알아야 합니다.

ELB의 기본 아키텍처: 로드 밸런서는 리스너를 통해 요청을 받고, 규칙에 따라 적절한 대상 그룹으로 트래픽을 분산합니다.

1. 리스너(Listener): 설정한 프로토콜 및 포트를 사용하여 클라이언트의 연결 요청을 확인하는 프로세스입니다.
2. 규칙(Rule): 리스너가 요청을 대상 그룹으로 라우팅하는 방법을 정의합니다. 우선순위, 작업, 조건으로 구성됩니다.
3. 대상 그룹(Target Group): 요청을 라우팅할 하나 이상의 대상을 등록합니다. 각 대상 그룹에 대해 상태 확인(Health Check)을 설정할 수 있습니다.
4. 대상(Target): 실제 트래픽이 전달되는 EC2 인스턴스, Lambda 함수, 또는 IP 주소입니다.

AWS 로드 밸런서 종류와 특징

AWS ELB는 크게 네 가지 유형으로 분류됩니다. 각 로드 밸런서는 OSI 7계층 중 어느 계층에서 동작하는지에 따라 그 특성이 나뉩니다.

1. Application Load Balancer (ALB) - 애플리케이션 계층 (L7)

ALB는 HTTP 및 HTTPS 트래픽의 로드 밸런싱에 최적화된 로드 밸런서입니다.

• 동작 계층: OSI 7계층 (Application Layer)
• 주요 기능:
  • 경로 기반 라우팅: URL 경로(example.com/api)에 따라 서로 다른 대상 그룹으로 트래픽을 전달할 수 있습니다.
  • 호스트 기반 라우팅: 호스트 이름(api.example.com, web.example.com)에 따른 라우팅이 가능합니다.
  • HTTP/2 및 WebSocket 지원: 최신 프로토콜을 완벽하게 지원합니다.
  • 사용자 인증: AWS Cognito 등을 통한 외부 ID 제공업체 인증 기능을 제공합니다.

2. Network Load Balancer (NLB) - 전송 계층 (L4)

NLB는 극도로 높은 성능과 낮은 지연 시간이 필요한 TCP, UDP 트래픽에 적합합니다.

• 동작 계층: OSI 4계층 (Transport Layer)
• 주요 기능:
  • 초고성능: 초당 수백만 개의 요청을 처리할 수 있으며 지연 시간이 매우 낮습니다.
  • 고정 IP 지원: 각 가용 영역(AZ)마다 하나의 고정 IP(Elastic IP)를 할당받을 수 있어, 방화벽 규칙 설정이 용이합니다.
  • Source IP 보존: 클라이언트의 소스 IP 주소를 백엔드로 그대로 전달할 수 있습니다.

3. Gateway Load Balancer (GLB) - 보안 및 네트워킹 (L3)

GLB는 타사 가상 어플라이언스(방화벽, 침입 탐지 시스템 등)를 쉽게 배포하고 확장할 수 있도록 설계되었습니다.

• 동작 계층: OSI 3계층 (Network Layer) + 4계층 (Transport Layer)
• 주요 기능:
  • 보안 검사: 모든 트래픽을 보안 어플라이언스를 거치게 한 뒤 대상으로 전달하는 ‘Bump-in-the-wire’ 방식을 지원합니다.
  • 투명성: 트래픽의 소스나 목적지를 변경하지 않고 중간에서 검사만 수행할 수 있습니다.

4. Classic Load Balancer (CLB) - 레거시

과거에 주로 사용되던 이전 세대의 로드 밸런서입니다. 현재는 특수한 경우가 아니면 ALB나 NLB 사용을 권장합니다.

로드 밸런서 선택 기준

서비스의 요구 사항에 따라 어떤 로드 밸런서를 사용할지 결정해야 합니다.

특성	Application Load Balancer (ALB)	Network Load Balancer (NLB)	Gateway Load Balancer (GLB)
주요 용도	HTTP/HTTPS 애플리케이션	고성능, TCP/UDP, 고정 IP	보안 가상 어플라이언스
동작 계층	L7 (Application)	L4 (Transport)	L3 (Gateway)
라우팅 기준	URL 경로, 호스트명, 쿼리 파라미터 등	IP 주소, 포트 번호	IP 패킷
지연 시간	NLB보다 상대적으로 높음	매우 낮음	중간
사용 예시	마이크로서비스 아키텍처, 웹 서비스	실시간 게임, 화상 회의, 대규모 트래픽	방화벽 시스템, 침입 탐지 시스템(IDS)

실전 활용 시나리오

시나리오: 복합 아키텍처에서의 ELB 활용

대규모 이커머스 서비스의 경우 다음과 같이 ELB를 조합하여 사용할 수 있습니다.

1. 사용자 트래픽 수신: ALB를 사용하여 웹 페이지 요청(www.example.com)과 API 요청(api.example.com)을 각각의 마이크로서비스 컨테이너(ECS)로 라우팅합니다.
2. 대규모 데이터 처리: 실시간 로그 수집이나 데이터 스트리밍 시스템에는 NLB를 배치하여 지연 시간을 최소화하고 고정 IP를 통해 안정적인 연결을 유지합니다.
3. 보안 강화: 모든 외부 유입 트래픽을 GLB 뒤에 배치된 방화벽 어플라이언스를 거치게 하여 보안 검사를 수행합니다.

보안 및 관리 모범 사례

ELB를 안전하게 운영하기 위한 몇 가지 팁입니다.

• 보안 그룹(Security Groups) 설정:
  • ❌ 잘못된 예시: 모든 포트(0-65535)를 공개(0.0.0.0/0)로 개방
  • ✅ 올바른 예시: 필요한 포트(80, 443)만 개방하고, 백엔드 서버는 오직 로드 밸런서로부터 오는 트래픽만 받도록 설정²
• SSL/TLS 인증서 관리: ALB에 AWS Certificate Manager(ACM)를 연동하여 손쉽게 HTTPS를 적용하고 인증서를 자동 갱신하세요.
• 상태 확인(Health Checks): 각 대상 그룹의 상태 확인 경로를 정확히 설정하여, 장애가 발생한 인스턴스로 트래픽이 가지 않도록 해야 합니다.

마무리

AWS Elastic Load Balancing은 서비스의 규모와 성격에 따라 최적의 선택지를 제공합니다.

1. ALB: 유연한 라우팅과 애플리케이션 수준의 세밀한 제어가 필요한 경우
2. NLB: 초고성능, 낮은 지연 시간, 고정 IP가 필수적인 경우
3. GLB: 네트워크 보안 어플라이언스를 중앙 집중적으로 관리해야 하는 경우

각 로드 밸런서의 특징을 정확히 이해하고 아키텍처를 설계한다면, 보다 견고하고 확장성 있는 클라우드 시스템을 구축할 수 있습니다.

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참고 자료:

1. AWS 공식 문서: Elastic Load Balancing이란 무엇입니까? - ELB 서비스의 전체적인 개념 설명 ↩

2. AWS 기술 블로그: 로드 밸런서 보안 그룹 설정 가이드 - 보안 그룹을 활용한 인프라 보호 전략 ↩