[네트워크 기초]

로드 밸런싱과 키 암호화 방식

호지98 2024. 6. 26. 21:34

로드 밸런싱이란?

로드 밸런싱은 네트워크 트래픽을 여러 서버에 분산시켜, 단일 서버에 과부하가 걸리지 않도록 하는 기술이다. 이는 웹 서버, 애플리케이션 서버, 데이터베이스 서버 등 다양한 서버에 적용될 수 있다. 로드 밸런싱의 주요 목적은 성능 향상, 가용성 증가, 안정성 향상이다.

로드 밸런싱의 주요 개념

  1. 부하 분산: 여러 서버에 트래픽을 분산시켜 각 서버의 부담을 줄인다.
  2. 고가용성: 한 서버가 다운되더라도 다른 서버가 트래픽을 처리할 수 있게 해준다.
  3. 유연성: 필요에 따라 서버를 추가하거나 제거할 수 있다.
  4. 스케일링: 로드 밸런서를 통해 시스템을 수평적으로 확장할 수 있다.

로드 밸런싱의 유형

  1. DNS 기반 로드 밸런싱: 도메인 네임 시스템(DNS)을 통해 트래픽을 분산시킨다. 각 요청을 다른 IP 주소로 매핑하여 트래픽을 분산한다.
  2. 애플리케이션 레벨 로드 밸런싱: HTTP, HTTPS 등의 애플리케이션 레벨에서 트래픽을 분산시킨다. 클라이언트 요청을 서버 풀의 여러 서버로 분산한다.
  3. 네트워크 레벨 로드 밸런싱: 네트워크 레벨에서 IP 트래픽을 분산시킨다. 네트워크 스위치나 라우터를 통해 트래픽을 조절한다.

로드 밸런싱의 알고리즘

  1. 라운드 로빈(Round Robin): 각 서버에 순차적으로 요청을 할당한다. 간단하지만 모든 서버의 성능이 동일하다는 가정이 필요하다.
  2. 가중 라운드 로빈(Weighted Round Robin): 서버마다 가중치를 부여하여 성능이 더 좋은 서버에 더 많은 요청을 할당한다.
  3. 최소 연결(Least Connections): 현재 가장 적은 연결을 유지하고 있는 서버에 요청을 할당한다.
  4. IP 해시(IP Hash): 클라이언트의 IP 주소를 해싱하여 특정 서버에 할당한다. 세션 지속성을 유지할 수 있다.

대칭 키 암호화 방식과 공개 키 암호화 방식

암호화는 데이터를 보호하는 중요한 기술로, 대칭 키 암호화와 공개 키 암호화 두 가지 방식이 있다.

대칭 키 암호화 방식 (Symmetric Key Encryption)

대칭 키 암호화 방식은 동일한 키로 데이터를 암호화하고 복호화하는 방식이다. 이 방식은 빠르고 효율적이지만, 키 관리에 어려움이 있다.

  1. 개념:
    • 암호화 키와 복호화 키가 동일하다.
    • 보안 채널을 통해 키를 교환해야 한다.
    • 빠른 암호화 및 복호화 속도를 제공한다.
  2. 장점:
    • 암호화와 복호화 속도가 빠르다.
    • 계산량이 적어 성능이 좋다.
  3. 단점:
    • 키 분배 및 관리가 어렵다.
    • 많은 사용자에게 키를 안전하게 공유하는 것이 어려운 문제이다.
  4. 대표적인 대칭 키 암호화 알고리즘:
    • AES (Advanced Encryption Standard): 고급 암호화 표준으로 널리 사용된다.
    • DES (Data Encryption Standard): 과거에 많이 사용되었으나, 현재는 보안 취약성 때문에 사용되지 않는다.
    • 3DES (Triple DES): DES를 세 번 적용하여 보안을 강화한 방식이다.

공개 키 암호화 방식 (Public Key Encryption)

공개 키 암호화 방식은 쌍으로 이루어진 키를 사용하는 방식이다. 하나는 공개 키(Public Key)이고, 다른 하나는 비밀 키(Private Key)다.

  1. 개념:
    • 공개 키는 암호화에 사용되고, 비밀 키는 복호화에 사용된다.
    • 공개 키는 누구나 접근할 수 있지만, 비밀 키는 소유자만이 접근할 수 있다.
  2. 장점:
    • 키 분배가 상대적으로 용이하다.
    • 많은 사용자와 안전하게 통신할 수 있다.
    • 디지털 서명과 같은 추가 기능을 제공한다.
  3. 단점:
    • 암호화와 복호화 속도가 대칭 키 방식보다 느리다.
    • 계산량이 많아 성능이 떨어질 수 있다.
  4. 대표적인 공개 키 암호화 알고리즘:
    • RSA (Rivest-Shamir-Adleman): 널리 사용되는 공개 키 암호화 알고리즘으로, 큰 소수의 곱을 기반으로 한다.
    • ECC (Elliptic Curve Cryptography): 타원 곡선 수학을 사용하여 강력한 보안을 제공한다.

결론

로드 밸런싱은 네트워크 트래픽을 효율적으로 분산시켜 시스템의 성능과 가용성을 높이는 기술이다. 대칭 키 암호화 방식과 공개 키 암호화 방식은 데이터 보안을 위해 중요한 역할을 하며, 각 방식은 고유의 장단점을 가지고 있다. 대칭 키 암호화는 빠르고 효율적이지만 키 관리가 어렵고, 공개 키 암호화는 키 관리가 용이하지만 속도가 느린 단점이 있다. 이 두 가지 암호화 방식은 서로 보완적으로 사용되어 안전한 데이터 전송을 보장한다.