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L4 로드밸런서 세션 유지 전략과 실전 구성 방법

spnewchall 2025. 8. 4. 10:47

웹 서비스는 단순히 트래픽을 여러 서버에 분산하는 것만으로는 안정적인 운영을 보장할 수 없습니다. 로그인 유지, 장바구니 상태, 주문 처리 등의 기능은 모두 사용자의 세션이 지속적으로 같은 서버에 연결되어야 올바르게 작동합니다. 이를 위해 로드밸런서는 '세션 유지(Session Persistence)' 또는 '스티키 세션(Sticky Session)' 기능을 제공합니다.

이번 글에서는 L4 로드밸런서 환경에서 세션을 안정적으로 유지하는 전략과 실제 구성 방식에 대해 정리하였습니다. 실무에 적용 가능한 실질적인 가이드를 제공합니다.

L4 세션 유지 전략과 실전 구성 방법

세션 유지(Session Persistence)란?

세션 유지란, 클라이언트가 서비스에 접속할 때 최초 연결된 서버와의 통신을 이후 요청에서도 계속 유지하게 만드는 기능입니다. 이를 통해 사용자는 로그인 상태를 유지하거나 작업 중인 데이터를 손실 없이 이어갈 수 있습니다.

세션 유지가 없을 경우, 매 요청마다 다른 서버로 연결될 수 있으며, 그로 인해 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

  • 로그인이 풀리는 현상
  • 장바구니가 초기화됨
  • 결제 중 오류 발생

L4에서 세션 유지를 구현하는 방식

L4 로드밸런서는 TCP 또는 UDP 기반의 세션 정보를 기준으로 특정 서버에 연결을 고정합니다. L7과 달리 HTTP 헤더 분석은 하지 않지만, 다음과 같은 방식으로 세션 유지를 지원할 수 있습니다.

  • Source IP 기반 세션 유지: 클라이언트의 IP 주소를 해시하여 동일한 서버로 연결
  • Port 기반 식별: 소스 포트와 세션을 함께 조합하여 세션 추적
  • Hash 기반 분산: 특정 알고리즘으로 고정된 서버에 매핑

이 방식은 비교적 단순하면서도 L7보다 빠르게 작동합니다. 하지만 NAT 환경이나 공유 네트워크에서는 Source IP가 중복되기 때문에 세션 유지 정확도가 떨어질 수 있습니다.

실무 예시: IP Hash 기반 세션 유지

A10, F5, Cisco 등의 로드밸런서 장비에서는 IP 해시 기반으로 세션 유지를 설정할 수 있습니다. 아래는 Cisco 로드밸런서에서 IP 해시 기반 세션 유지를 구현하는 예시입니다.

Switch# configure terminal
Switch(config)# ip slb serverfarm SF-WEB
Switch(config-slb-sfarm)# predictor hash ip
Switch(config-slb-sfarm)# real 192.168.10.11
Switch(config-slb-real)# inservice
Switch(config-slb-sfarm)# real 192.168.10.12
Switch(config-slb-real)# inservice

이 구성은 클라이언트의 IP 주소를 해시하여 항상 같은 서버로 요청이 전달되도록 설정합니다. 동일한 IP에서 접속하는 경우, 같은 서버로 연결되기 때문에 세션 유지를 실현할 수 있습니다.

세션 유지 알고리즘 비교표

구분 알고리즘 특징 사용 환경
기본 분산 Round Robin 서버에 순차적으로 분배 세션 유지 불필요한 서비스
세션 유지 IP Hash 클라이언트 IP 기준 고정 연결 단일 접속, 내부망에 적합
세션 유지 Least Connection + Persistence 최소 연결 서버 + 세션 유지 접속자 수가 유동적인 환경

세션 유지 설정 시 주의사항

  • 클라이언트 IP 중복: NAT 환경에서는 여러 사용자가 같은 IP로 인식되어 세션 충돌 가능
  • 로드밸런서 이중화 시 세션 공유: 장비 간 세션 정보 동기화 필요
  • 장비 재부팅 시 세션 초기화: 영속적 세션 저장 설정 필요

세션 유지는 사용자 경험과 서비스 안정성에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 단순 설정 이상의 고려가 필요합니다.

 

L4 로드밸런서에서도 세션 유지는 충분히 구현이 가능합니다. IP 해시 기반, 소스 포트 기반, 커넥션 기반 등 다양한 방식이 있으며, 각각의 환경에 따라 전략적으로 선택하는 것이 중요합니다.

속도와 성능 중심의 트래픽 분산을 유지하면서도 사용자 경험을 고려한 세션 지속성을 확보하고 싶다면, L4 레벨에서의 세션 유지 전략을 반드시 검토해보시기 바랍니다.