[AWS] SAA-C03#07: ELB & ASG

Vertical Scalability

수직 확장성, 인스턴스의 크기를 확장

Horizental Scalability

수평 확장, 애플리케이션에서 인스턴스나 시스템의 수를 늘리는 방법, 분배 시스템

High Availability

수직 확장, 적어도 2 데이터 센터(AZ)에서 애플리케이션을 구동시키는 것

High Availability & Scalability For EC2

scale out / in

What is load balancing?

서버 혹은 서버셋으로 트래픽을 백엔드나 다운스트림 EC2 instances 또는 서버들로 전달하는 역할
EC2 인스턴스가 3개, 인스턴스 앞에는 Load Balancer, 사용자는 ELB로 바로 연결됨

Why use a load balancer?

부하를 다수의 다운스트림 인스턴스로 분산하기 위해

Why use an Elastic Load Balancer?

a managed load balancer

다른 서비스들과 통합 가능

Health Checks

EC2 인스턴스가 잘 동작하는지 상태 확인, 포트와 라우트에서 이루어짐
e.g., protocol: HTTP, port: 4567, endpoint: /health -> 인스턴스 응답 200(OK)이 아니라면 unhealthy하다고 판단

Types of load balancer on AWS

Classic load balancer: HTTP, HTTPS, TCP, SSL (secure TCP), 현재는 AWS에서 지원하지 않음

Application Load Balancer(ALB): HTTP, HTTPS, WebSocket
Network Load Balancer(NLB): TCP, TLS (secure TCP), UDP
Gateway Load Balancer(GLB): Operates at layer 3 (Network layer)

Application Load Balancer (v2)

HTTP/2와 WebSocket이 가능
URL 대상 경로에 의한 라우팅이 가능함

Application Load Balancer (v2) Target Groups

EC2 인스턴스가 대상 그룹, ECS tasks, Lambda functions

Network Load Balancer (v2)

가용 영역별로 하나의 고정 IP를 갖는다는 점

Network Load Balancer - Target Groups

NLB를 ALB 앞에 배치하는 경우

NLB: 고정 IP 주소를 얻음, ALB: HTTP 유형의 트래픽을 처리하는 규칙을 얻음

Gateway Load Balancer

모든 로드밸런서보다 낮은 계층에서 동작

Users - GWLB - Target Group - GWLB - Application

uses the GENEVE protocol on port 6081

Sticky Sessions (Session Affinity)

고정성, 고정 세션을 실행, 1번째 클라이언트가 요청을 생성해 EC2에서 첫번째 인스턴스로 이동한다면, 새로운 요청을 했을 때에도 동일한 인스턴스로 이동하도록 함

Sticky Sessions - Cookie Names

고정 세션에는 2가지 유형의 쿠키가 있음, 애플리케이션 기반, 기간 기반 쿠키

Application-based Cookies

Logging IP traffic using Flow Logs

 

Target Group attributes stickiness 활성 시

Cross-Zone Load Balancing

EC2 인스턴스 2개짜리 로드 밸런서

Without Cross Zone Load Balancing: 각 가용영역 안에서 부하 분산됨

 

ALB의 Cross-zone LB는 항상 켜져 있음

SSL/TLS - Basics

SSL 인증서: 클라이언트와 로드 밸런서 사이 트래픽이 이동하는 동안 암호화, 전송 중(in-flight) 암호화

송신자-수신자 측에서만 복호화 가능

 

SSL: 보안 소켓 계층을 의미, 연결을 암호화하는데 사용
TLS: 새로운 버전의 SSL, 전송 계층 보안

퍼블릭 인증서는 인증 기관(CA)에서 발급, 인증 기관에는 Comodo, Symantec, GoDaddy, ...

Load Balancer - SSL Certificates

ACM: AWS Certificate Manager

SSL - Server Name Indication

SNI: 여러 개의 SSL 인증서를 하나의 웹 서버에 로드해 하나의 웹 서버가 여러 개의 웹 사이트에 지원할 수 있게 해줌

What's an Auto Scaling Group?

자동화

ASG(Auto Scaling Group)의 목표: scale out - 증가한 로드에 맞춰 EC2 인스턴스를 추가하거나, scale in - 감소한 로드에 맞춰 EC2 인스턴스를 제거하는 것

로드 밸런싱과 페어링하는 경우

Auto Scaling - CloudWatch Alarms & Scaling

CloudWatch 기반으로 ASG를 스케일 인 및 아웃할 수 있음

지표(metric), ASG 전체의 평균 CPU가 너무 높으면 EC2 인스턴스가 필요 -> 지표에 따라 경보가 울림 -> 경보가 ASG의 스케일링 활동을 유발함 -> 오토 스케일링 그룹이라고 불림 (경보에 의해 내부에서 자동적인 스케일링이 이루어짐)

Auto Scaling Groups - Dynamic Scaling Policies

세 가지 유형

Target Tracking Scaling(대상 추적 스케일링): 기본 기준선을 기준으로 상시 사용이 가능하도록
Simple / Step Scaling: CloudWatch 알람으로 CPU 사용률에 따라 유닛 하나를 추가/제거하는 설정 가능
Scheduled Actions

Auto Scaling Groups - Predictive Scaling

CPU 사용량, 인스턴스 요청이 갈 때마다 연산이 수행되어야 하므로
EC2 인스턴스를 갖는 오토스케일링 그룹, e.g., 요청 수 지표는 3
애플리케이션이 네트워크에 연결된 경우 평균 네트워크 입출력량을 기반으로 스케일링을 수행해서 임계값에 도달할 때 스케일링ㅇ을 수행하도록 설정
직접 CloudWatch에서 애플리케이션 별 지표를 설정하고 이를 기반으로 스케일링 정책을 변경

Auto Scaling Groups - Scaling Cooldowns

EC2 인스턴스 구성 시간을 단축하고 요청을 속히

 

search > install stress amazon linux 2

sudo amazon-linux-extras install epel -y
sudo yum install stress -y

stress -c 4

 

[Quiz#05]

1) EC2 인스턴스를 r4.large에서 r4.4xlarge로 확장하는 것은 수직 확장성

2) EC2 인스턴스 수를 스케일링하는 오토 스케일링 그룹을 실행하는 것은 수평 확장성

3) ELB는 애플리케이션에 사용 가능한 정적 DNS 이름을 제공함
- AWS 기반 인프라가 변경되어도, AWS가 정적 엔드 포인트를 사용해 로드 밸런스로 액세스할 수 있기를 원하는 이유

4) Elastic Load Balancer가 관리하는 10개의 EC2 인스턴스 상에서 웹사이트를 실행 중입니다. 웹사이트의 사용자들은 웹사이트에서 다른 페이지로 이동할 대마다 새로 인증을 해야한다는 점에 대해 불만을 토로하고 있습니다. 하지만 여러분의 기기와 하나의 EC2 인스턴스를 지닌 개발 환경에서는 아무 문제 없이 작동을 하고 있기 때문에 곤혹스러운 상황입니다. 무엇이 원인일까요? - ELB가 고정 세션을 활성화하지 않은 것
- ELB 고정 세션 기능은 동일한 클라이언트에 대한 트래픽이 항상 동일한 대상으로 리다이렉트되도록 해줌.(예: EC2 인스턴스) 이는 클라이언트들이 세션 데이터를 소실하지 않게 해줌

5) ALB
- X-Forwarded-Port: 클라이언트의 요청 포트를 가져오기 위해 사용
- X-Forwarded-Proto: 클라이언트의 요청 프로토콜을 가져오기 위해 사용

- X-Forwarded-For: (웹사이트로 연결된) 클라이언트의 IP 주소를 포함하는 헤더

6) Elastic Load Balancer가 관리하는 한 세트의 EC2 인스턴스 상에 애플리케이션을 호스팅했습니다. 일주일 후, 사용자들은 가끔씩 애플리케이션이 작동하지 않는다며 호소하기 시작했습니다. 문제점을 조사한 결과, 일부 EC2 인스턴스가 이따금 충돌한다는 문제점이 발견되었습니다. 사용자들이 충돌하는 EC2 인스턴스에 연결되지 않도록 보호하기 위해서는 어떻게 해야 할까요?

- ELB 상태 확인 활성화 -> ELB가 비정상(충돌) EC2 인스턴스로는 트래픽을 보내지 않게 됨

7) NLB: 가장 높은 성능, 가장 낮은 지연 시간

8) ALB 지원 프로토콜: HTTP, HTTPS, WebSocket / NLB: TCP, UDP

9) ALB는 트래픽을 다른 대상 그룹으로 라우팅할 수 있음 - 기반: 요청 URL 경로, 호스트 이름, HTTP 헤더, 쿼리 문자열, 소스 IP 주소

10) ALB 대상 그룹에 등록된 대상: EC2 인스턴스, 사설 IP 주소, Lambda 함수 등 (NLB는 등록된 대상이 될 수 없음)

11) ALB에 탄력적 IP를 연결할 수 없음, NLB는 AZ 당 하나의 정적 IP 주소를 가지며, 여기에 탄력적 IP 주소를 연결할 수 있음. ALB와 CLB를 정적 DNS 이름으로 사용할 수 있음

12) ELB가 선점하고 있는 쿠키 이름: AWSALB, AWSALBAPP, AWSALBTG

13) 영역간 로드 밸런싱을 활성화하면, ELB가 모든 AZ에 있는 등록된 EC2 인스턴스 전체에 동등하게 분배됨

14) ALB 기능 중 하나의 리스너로 다수의 SSL 인증서를 가져올 수 있도록 해주는 기능: 서버 이름 표식(SNI)

15) 호스트 이름을 기반으로, 트래픽을 3개의 대상 그룹으로 리다이렉팅하도록 구성된 ALB에서 각 호스트 이름에 HTTPS를 구성하려고 할 때 ALB에 서버 이름 표식(SNI)을 사용함

16) 오토 스케일링 그룹은 스케일 아웃 시, 구성된 최대 용량을 넘어설 수 없음

17) Application Load Balancer가 관리하는 오토 스케일링 그룹이 있습니다. ASG가 ALB 상태 확인을 사용하도록 구성을 해둔 상태인데, EC2 인스턴스가 비정상인 것으로 보고되었습니다. EC2 인스턴스에는 무슨 일이 일어나게 될까요?
- 오토 스케일링 그룹이 EC2 상태 확인(기본 설정)이 아닌 Application Load Balancer의 상태 확인을 기반으로 EC2 인스턴스의 상태를 판단하도록 구성할 수 있음. EC2 인스턴스가 ALB의 상태 확인에 실패할 경우, 이는 비정상인 것으로 표시되어 종료되며 ASG는 새로운 EC2 인스턴스를 실행함

18) 분당 요청 수를 기반으로 오토 스케일링 그룹을 스케일링할 때: 백엔드-데이터베이스 연결에는 ‘분당 요청'에 해당하는 CloudWatch 지표가 존재하지 않기에 CloudWatch 경보를 생성하려면 CloudWatch 사용자 지정 지표를 먼저 생성해야 함
- CloudWatch 사용자 지정 지표를 생성한 후 ASG를 스케일링하기 위한 CloudWatch 경보를 생성

19) ALB의 크기를 수동으로 조정해 EC2 인스턴스의 평균 연결 개수를 약 1,000개가 되도록 조정 정책을 정의하려고 할 때, 대상 추적 조정 정책을 수행함
- ALB만이 EC2 인스턴스로 액세스할 수 있게 하는 가장 안전한 방법임. 규칙에서 보안 그룹을 참조하는 것은 매우 강력한 규칙⭐️

20) 한 웹 사이트가 애플리케이션 로드 밸런서 뒤에 있는 오토 스케일링 그룹의 EC2 인스턴스에서 호스팅되고 있습니다. 현재 HTTP로 서비스 중인 웹 사이트를 HTTPS로 바꾸는 작업을 진행하고 있습니다. ACM 인증서를 발급받아 애플리케이션 로드 밸런서에 적용한 상태입니다. 사용자들이 HTTP가 아닌 HTTPS를 사용해 웹 사이트에 접속하게 하려면 어떻게 해야 합니까?
- 애플리케이션 로드 밸런서가 HTTP를 HTTPS로 리디렉션하도록 설정함

 

References

Udemy, Ultimate AWS Certified Solutions Architect Associate SAA-C03, Section 8