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서버 부하분산 입문

원제 : サㅡバ負荷分散入門
소득공제

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책소개

반응 속도가 느린 사이트는 보고 싶지도 않음은 물론, 서비스가 다운되어 있다면 이는 회사의 신용도에까지 영향을 끼치게 된다. 이러한 복잡한 요구에 대응할 수 있도록 하는 것이 바로 ‘서버 부하분산 기술’이다. 서버 부하분산 기술은 넘쳐나는 트래픽을 최적의 서버 분산을 통해 효율적으로 처리함으로써 네트워크 부하를 줄인다.
서버 부하부산만을 다루는 서적으로는 국내 최초로 출간되는 이 책은 서버 부하분산을 위해서 가상화 기술을 중점적으로 다루고 있다. 이는 물리적인 하드웨어 도입 없이 가상화 기술만으로도 서버 부하분산이 가능하다는 것을 풍부한 그림과 예제로 보여주고 있다. 가상화 서버(VMware)와 가상화 부하분산 장치(BIG-IP)의 사용법과 구조를 상세히 다루고 있어서 책을 한 장 한 장 따라가기만 해도 어느새 부하분산의 전문가가 되어있는 자신을 발견할 수 있을 것이다.

출판사 서평

“대규모 서비스를 지탱하기 위한 기반 기술 완벽 해설서!”

- 서버 부하분산 기술 실전 능력 배양!
- 풍부한 예제 화면과 그림을 통한 상세한 해설!
- VMware Player상에서의 BIG-IP 구현 방법 제공!
- 개념 이해는 물론 BIG-IP LTM VE 기능과 설정 기술을 현장에 적용하자!

부록 CD 제공
-실습용 가상 머신(Ubuntu 10.04 LTS)
-BIG-IP용 설정 파일

이 책의 대상 독자
사이트를 구축하는 네트워크 엔지니어
사이트를 구축할 때 지시받은 대로 설정한다거나 동일한 네트워크만 구축한다면 무슨 재미가 있을까! 실제로 시스템의 동작과 기능을 이해하고 구축하면 설계나 구축이 재미있어지고, 네트워크 엔지니어로서 보람도 커진다. 서버 부하분산 기술은 물리 레벨부터 애플리케이션 레벨까지 많은 기술을 집대성하고 있어서 다양한 관련 기술을 배울 수 있는 절호의 기회이다.

사이트를 운영하는 사이트 관리자
사이트를 오랫동안 운영하고 있으면 서비스가 망가지거나 네트워크 장비가 갑자기 고장 나는 등 여러 문제가 발생한다. 그때마다 사이트 운영자는 장애 대처(troubleshooting)를 시도하지만, 시간만 걸릴 뿐 문제의 원인을 찾아내기가 어렵다. 시스템의 중심인 서버 부하분산 기술을 더욱 깊게 알게 되면 장애 대처 속도도 급속히 향상된다.

서버 엔지니어
가끔 부하분산 장치의 구조가 서버와 같아서 바로 사용할 수 있다고 착각하는 사람들이 있다. 부하분산 장치는 리눅스 기반으로 동작하는 경우가 많지만, 서버와는 구조가 다르다. 서버 부하분산 기술은 물리 레벨에서 애플리케이션 레벨까지 모든 것을 집약한 기술이다. 네트워크에 대한 기본 지식이 있어야 부하분산 기술을 이해하는 것이 가능하다. 부하분산 기술을 체계적으로 배우고 싶은 서버 엔지니어에게도 추천한다.

이 책의 구성
제1장은 도입부로서 서버 부하분산 기술이 어떤 기술인지, 왜 시스템 구성에 없어서는 안 될 핵심 기술이 됐는지에 대한 그 개요와 특징에 대해 설명한다.
제2장은 부하분산 기술을 체험하기 위한 실습환경을 설정한다. 이 책은 서버 부하분산 기술을 실습으로 배워가도록 하고 있다. 실습환경을 통해 그런 체험이 가능하도록 한다.
제3장은 서버 부하분산 전용 장비인 부하분산 장치가 어떤 식으로 구현되고 있는지, 그리고 어떠한 기능이 있는지에 대해 패킷(packet) 레벨까지 단계별로 설명한다.
제4장은 SSL 처리를 하는 SSL 가속(acceleration) 기능을 설명한다. 최근 부하분산 장치는 SSL 가속 기능을 탑재하고 있다. SSL 가속이 무엇을 하는지 그 특징과 의미를 설명한다.
제5장은 부하분산 장치를 적용한 사이트를 구축할 때 필요한 지식과 주의점을 물리적, 논리적 측면에서 설명한다. 또한, 부하분산 장치를 활용한 일반적인 이중화 패턴과 패킷 흐름을 주제로 설명한다.
제6장은 시스템 구축에 없어서는 안 될 가상화 기술에 관해 네트워크 측면에서부터 설명한다.
제7장은 부하분산 장치의 표준으로 불리는 BIG-IP의 일반적인 기능과 설정 방법을 설명한다. 또한, 실습환경을 활용해 BIG-IP를 통한 부하분산을 구현할 수 있도록 한다.

목차

Chapter 1 서버 부하분산 개요 _ 1
1.1 서버 부하분산 기술이란? _ 2
1.1.1 서버 부하분산이란?_ 2
1.1.2 분산이란? _ 3
1.2 서버 부하분산 기술의 이점 _ 4
1.2.1 처리 능력 향상 _ 4
1.2.2 장애대처 능력 향상 _ 4
1.2.3 유지관리 효율 향상 _ 6
1.3 세 가지 서버 부하분산 기술 _ 7
1.3.1 DNS 라운드 로빈 _ 7
1.3.2 OS 타입 _ 10
1.3.3 어플라이언스 타입 _ 12
1.4 서버 부하분산의 진화 _ 15
1.4.1 회선 부하분산 _ 15
1.4.2 광역 부하분산 _ 17

Chapter 2 실습환경 세팅 _ 19
2.1 실습환경 개요 _ 20
2.1.1 실습 컨셉 _ 20
2.1.2 실습에 필요한 하드웨어 사양 _ 20
2.1.3 CD-ROM 내용 _ 21
2.1.4 가상 네트워크 구성 _ 21
2.2 VMware Player 세팅 _ 23
2.2.1 VMware Player 다운로드 _ 23
2.2.2 VMware Player 설치 _ 24
2.3 가상 머신 세팅 _ 26
2.3.1 가상 머신 설치 _ 26
2.3.2 IP 주소 설정 _ 31
2.3.3 가상 머신 사용법 _ 35
2.4 BIG-IP LTM Virtual Edition 세팅 _ 37
2.4.1 BIG-IP LTM Virtual Edition 다운로드 _ 37
2.4.2 BIG-IP 세팅 _ 44
2.4.3 설정 복원 _ 54
2.4.4 네트워크 설정 _ 58
2.4.5 BIG-IP 사용법 _ 64

Chapter 3 서버 부하분산 기술 구조 _ 67
3.1 NAT(Network Address Translation) _ 68
3.1.1 NAT란? _ 68
3.1.2 NAT를 활용한 서버 부하분산 기술 _ 73
3.1.3 서버 부하분산 기술을 체험해보자 _ 77
3.2 부하분산 방식 _ 89
3.2.1 정적 부하분산 방식 _ 90
3.2.2 동적 부하분산 방식 _ 94
3.2.3 부하분산 방식을 체험해보자 _ 98
3.3 서버 감시 기능 _ 105
3.3.1 L3 체크(IP 주소 체크) _ 106
3.3.2 L4 체크(서비스 체크) _ 107
3.3.3 L7 체크(애플리케이션 체크) _ 108
3.3.4 서버 감시 기능을 체험해보자 _ 112
3.4 퍼시스턴스(세션 유지 기능) _ 122
3.4.1 출발지 IP 주소 퍼시스턴스 _ 125
3.4.2 목적지 IP 주소 퍼시스턴스 _ 127
3.4.3 쿠키 퍼시스턴스 _ 128
3.4.4 HTTP 헤더 퍼시스턴스 _ 133
3.4.5 퍼시스턴스를 체험해보자 _ 134
3.5 애플리케이션 스위칭 _ 143
3.5.1 콘텐츠 스위칭 _ 144
3.5.2 URL 스위칭 _ 145
3.5.3 애플리케이션 스위칭을 체험해보자 _ 146

Chapter 4 SSL 가속 _ 151
4.1 SSL이란? _ 152
4.1.1 SSL을 사용하는 목적 _ 153
4.1.2 암호화 가능 대상 _ 155
4.1.3 서버 인증서 준비 _ 156
4.1.4 SSL 접속 처리(SSL 핸드셰이크) _ 159
4.1.5 클라이언트 인증 _ 166
4.2 SSL 가속 _ 170
4.2.1 SSL 가속의 장점 _ 170
4.2.2 SSL 가속의 원리 _ 174
4.2.3 가속을 체험해보자 _ 178

Chapter 5 서버 부하분산 환경 구축 _ 187
5.1 물리 구성 _ 188
5.1.1 Two-Arm 구성 _ 189
5.1.2 One-Arm 구성 _ 190
5.2 논리 구성 _ 194
5.2.1 브리지 구성 _ 194
5.2.2 라우팅 구성 _ 196
5.2.3 NAT 구성 _ 199
5.2.4 DSR _ 200
5.3 이중화 구성 _ 205
5.3.1 Two-Arm 구성 _ 205
5.3.2 One-Arm 구성 _ 211

Chapter 6 가상화 기술 _ 217
6.0 가상화 기술 개요 _ 218
6.1 네트워크 가상화 _ 220
6.1.1 VLAN _ 220
6.1.2 VPN _ 221
6.2 네트워크 장비 가상화 _ 224
6.2.1 n대를 한 대로 만드는 가상화(더하다) _ 224
6.2.2 한 대를 n대로 만드는 가상화(나누다) _ 227
6.3 부하분산 장치 가상화 _ 231
6.3.1 BIG-IP 가상화 기능 _ 231
6.3.2 ACE 4710 가상화 기능 _ 234
6.4 가상 어플라이언스 _ 236

Chapter 7 BIG-IP LTM 설정 _ 239
7.0 BIG-IP 개요 _ 240
7.1 BIG-IP 구성 _ 241
7.1.1 하드웨어 구성 _ 241
7.1.2 소프트웨어 구성 _ 246
7.1.3 설정 파일 _ 252
7.2 원격 접속, 원격 관리 _ 253
7.2.1 웹 GUI _ 253
7.2.2 CLI _ 257
7.2.3 로그인을 해보자 _ 261
7.3 Local Traffic _ 267
7.3.1 Node _ 268
7.3.2 Pool _ 277
7.3.3 Virtual Server _ 294
7.3.4 설정해보자 _ 335
7.4 Network _ 359
7.4.1 VLANs _ 360
7.4.2 Self IPs _ 362
7.4.3 Routes _ 365
7.4.4 Interfaces _ 368
7.4.5 Trunks _ 370
7.5 System _ 374
7.5.1 이중화 기능_ 375
7.5.2 관리 기능 _ 402

APPENDIX BIG-IP v11.x 변경사항 _ 427
v10.x까지 이중화 구성 _ 429
v11.x 이중화 구성 _ 430

BIG-IP 관련 URL 리스트 _ 444
찾아보기 _ 445

본문중에서

광역 부하분산은 물리적으로 다른 장소에 있는 서버를 부하분산하는 기술이다. DNS 라운드 로빈도 물리적으로 다른 사이트의 IP 주소를 등록해두면 서로 다른 서버에 대해 세션을 분배하는 것이 가능하다. 단지, 앞에서 설명한 것과 같이 DNS 라운드 로빈은 서버 장애 시 문제나 세션 균등 분배가 안 되는 등 여러 가지 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하고 기능을 향상시킨 것이 광역 부하분산 기술이다.
(/ p.17)

NAT란 패킷의 네트워크 주소, 즉 IP 주소를 변환하는 기술이다. NAT를 사용하면 IP 주소 수를 줄이거나 거점 간에 중복된 IP 주소를 통해 통신하는 등 IP 환경에 의존하고 있는 여러 가지 문제들을 해결하는 것이 가능하다.
(/ p.68)

SSL은 접속에서 데이터 전송까지 수많은 처리를 한다. 이런 처리가 결국 서버에 큰 처리 부하를 주고 성능 저하를 초래한다. 부하분산 장치가 이런 처리들을 담당하며, 서버 처리 부하를 경감시키고 성능 저하를 방지한다.
(/ p.170)

‘Pool’은 부하분산 대상이 되는 서버 그룹을 의미한다. 하나 또는 복수의 ‘Pool Member’로 구성된다. Node는 IP 주소였다. 이것만으론 BIG-IP가 어떤 서버인지도 알 수 없고, 부하분산해도 될지 안 될지도 알 수 없다. 그래서 Node에 포트 번호를 추가해서 Pool이라는 부하분산 대상 그룹에 넣어둠으로써 무슨 서버인지, 그리고 부하분산 가능 여부를 알려준다.
(/ p.277)

저자소개

미야타 히로시(Miyata Hiroshi) [저] 신작알림 SMS신청 작가DB보기
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대학과 대학원에서 지구환경과학을 공부하였다. 모 기업에 입사하여서는 인프라 계열 시스템엔지니어로 근무하였다. 입사 직후 시스코 장비를 다루는 프로젝트에 참가했으며, 그때부터 네트워크 엔지니어로 진로를 정하여 금융, 공공, 제조 분야 등 다양한 분야의 프로젝트에 참가하였다. 이들 프로젝트에서 서버 부하분산을 접한 후 그 매력에 빠지게 되었다. BIG-IP, Alteon, ACE 4700 등 다양한 부하부산 장치를 사용한 네트워크 설계 및 구축을 수행해 왔으며, 오늘도 현장 어딘가에서 끊임없는 기술 연구에 매진하고 있다. CCIE, F5CE 자격증을 갖고 있다.

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네덜란드 ITC에서 Geoinformation for Disaster Risk Management 석사 학위를 취득했다. 약 9년간 일본과 한국의 기업에서 IT 및 GIS/LBS 분야 업무를 담당했으며, 일본에서는 세콤(SECOM) 계열사인 파스코(PASCO)에서 일본 외무부, 국토지리정보원 같은 정부기관을 대상으로 한 시스템 통합(SI) 업무를 담당했다. 이후 야후 재팬으로 직장을 옮겨 야후맵 개발 담당 시니어 엔지니어로 근무했으며, 한국으로 돌아와 SK에서 내비게이션 지도 데이터 담당 매니저로 근무했다. 현재는 싱가포르에 있는 일본계 회사에서 은행 관련 IT 프로젝트를 담당하고 있다. 저서로는 [나

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