웹 서비스가 고도화되고 사용자 수가 증가함에 따라, 네트워크에서의 로드밸런서 역할은 점점 더 중요해지고 있습니다. 특히 L4와 L7 로드밸런서는 각각의 계층에서 서로 다른 방식으로 트래픽을 분산시키며, 사용 목적과 환경에 따라 선택이 달라져야 합니다. 하지만 이 둘의 개념이 혼동되는 경우가 많아, 실무에서는 적절한 구성 전략을 세우는 데 어려움을 겪기도 합니다.
이번 글에서는 L4 로드밸런서와 L7 로드밸런서의 개념적 차이점, 동작 방식, 그리고 실무 적용 사례까지 정리하여 비교해드리겠습니다.
네트워크 계층에서 L4와 L7의 위치
먼저 두 로드밸런서가 동작하는 위치를 네트워크 계층으로 보면 다음과 같습니다.
- L4: 전송 계층(TCP/UDP 기반)
- L7: 애플리케이션 계층(HTTP, HTTPS, DNS 등)
L4는 IP 주소와 포트 번호를 기준으로 트래픽을 분산하고, L7은 애플리케이션의 콘텐츠(예: URL, 쿠키, 헤더 등)를 분석하여 트래픽을 제어합니다.
L4 vs L7 기능 비교표
| 항목 | L4 로드밸런서 | L7 로드밸런서 |
|---|---|---|
| 동작 계층 | 전송 계층 (Layer 4) | 애플리케이션 계층 (Layer 7) |
| 기준 정보 | IP, TCP/UDP 포트 | URL, 쿠키, 헤더, Host |
| 속도 | 빠름 (헤더만 분석) | 상대적으로 느림 (애플리케이션 분석) |
| 구성 복잡도 | 낮음 | 높음 |
| 세션 유지 | IP 기반 세션 유지 | 쿠키 기반 세션 유지 |
| 사용 예시 | 게임 서버, VoIP, DB 서비스 | 웹 서버, 로그인 기반 서비스 |
동작 방식 비교
L4 로드밸런서
L4는 IP 주소와 포트 번호를 기반으로 트래픽을 분산합니다. 예를 들어 클라이언트가 TCP 포트 443으로 요청을 보내면, L4는 내부 서버 중 하나를 선택하여 요청을 그대로 전달합니다. 데이터의 실제 내용은 분석하지 않습니다.
L7 로드밸런서
L7은 애플리케이션의 요청 내용을 분석하여 더 세밀한 분산이 가능합니다. 예를 들어 URL 경로가 /api/인 경우 서버 A로, /login 요청은 서버 B로 보낼 수 있습니다. SSL 종료, 콘텐츠 라우팅, 인증 처리 등이 가능하여 고급 웹 서비스에 적합합니다.
Cisco ACL 기반 제어 예시 (L4 방식)
L4 수준에서 포트를 기준으로 트래픽을 허용 또는 차단할 수 있습니다. 아래는 Cisco 장비에서 특정 포트만 허용하는 예시입니다.
Switch# configure terminal
Switch(config)# access-list 110 permit tcp any any eq 443
Switch(config)# access-list 110 permit tcp any any eq 80
Switch(config)# interface vlan 20
Switch(config-if)# ip access-group 110 in
이 구성은 TCP 80, 443 포트만 통과하도록 설정하여 기본적인 L4 제어를 구현한 예시입니다.
실무 적용 사례 비교
사례 1: 쇼핑몰 웹 서비스
로그인, 장바구니, 결제 등 다양한 기능이 URL 단위로 나뉘어 있는 경우, L7 로드밸런서를 통해 URL 별로 처리 서버를 다르게 설정하면 효율적으로 트래픽을 분산시킬 수 있습니다.
사례 2: 실시간 게임 서버
게임 트래픽은 TCP/UDP 기반의 지속적인 세션 유지가 중요하므로, 속도와 안정성이 높은 L4 로드밸런서를 사용하는 것이 일반적입니다.
사례 3: 내부 DB 서버 접속 분산
내부 직원들이 공통 IP를 통해 DB에 접속하는 구조에서, 세션 수를 기준으로 가장 여유 있는 DB 서버에 분산되도록 L4 기반 분산 구성이 적합합니다.
선택 기준
- 속도와 성능이 중요하다면 L4
- 세션 기반, 로그인 등 고급 분산이 필요하다면 L7
- 웹 애플리케이션과 함께 사용한다면 L7
- 단순한 포트 기반 분산이면 L4
또한, 일부 장비는 L4와 L7 기능을 모두 포함한 하이브리드 구조를 제공합니다. 대표적으로 F5, A10, Fortinet 계열의 고급 로드밸런서가 이에 해당됩니다.
L4와 L7 로드밸런서는 각각 다른 계층에서 동작하며, 목적에 따라 선택이 달라져야 합니다. 단순히 고성능을 원한다면 L4가 유리하고, 복잡한 애플리케이션 분석 및 콘텐츠 분산이 필요하다면 L7이 적합합니다.
실무 환경에 따라 두 방식의 장점을 모두 활용하는 하이브리드 전략도 고려해 보시기 바랍니다. 이 글을 통해 귀하의 네트워크 설계 및 서비스 운영에 도움이 되었기를 바랍니다.