DNSRoundRobin.md

DNS Round Robin

Round Robin

DNS Round Robin

DNS Round Robin 문제점

Round Robin

라운드 로빈은 CPU 스케쥴링의 한 방법으로 프로세스끼리 할당된 시간만큼 돌아가면서 CPU를 할당받는 방식이다.

• 라운드 로빈 스케쥴링을 사용하면 프로세스 사이에 우선순위를 두지 않는다.
• 라운드 로빈 방식에서 모든 프로세스마다 동일한 시간할당량을 가진다.
• 라운드 로빈 방식은 라운드 로빈 DNS 등과 같은 시스템에서 사용하고 있다.

Round Robin의 예시 (참고)

프로세스 P1, P2, P3가 있을 때 시간 할당량이 3이고, 각각 작업을 완료하기 까지 필요한 실행시간이 8, 5, 2인 경우를 생각해보자

도착시간	P1	P2	P3
0	도착 (8)
1	7	도착 (5)
2	6	대기	도착 (2)
3	5	대기	대기
4	대기	4	대기
5	대기	3	대기
6	대기	2	대기
7	대기	대기	1
8	대기	대기	0 ⇒ 끝
9	4	대기
10	3	대기
11	2	대기
12	대기	1
13	대기	0 ⇒ 끝
14	1
15	0 ⇒ 끝

DNS Round Robin

(강의, 2)

DNS Round Robin은 별도의 로드 밸런싱 장비 없이 오직 DNS만을 이용하여 도메인 레코드 정보를 조회하는 시점에 트래픽을 분산하는 기법이다.

• 웹 뿐만 아니라 Domain을 사용하는 모든 서비스(FTP, SMTP)에 사용이 가능하다
• 쉽게 풀어 설명하자면, DNS 서버를 Round Robin 형식으로 구성할 경우 부하에 대한 걱정이 필요 없어져 Load Balancer가 필요없게된다. 자동으로 시간에 따라 스케쥴링이 변환되기 때문이다.

DNS Round Robin의 원리

사용자는 웹 서비스에 접근하기 위해 해당 도메인을 URL에 입력한다. 그러면 DNS 서버는 입력된 도메인 네임에 해당하는 IP 주소를 찾아줘야한다. 만약 해당 웹 서비스를 제공하는 웹 서버가 여러대 있다면 어떨까?

웹 서버스를 담당하는 여러대의 웹 서버마다 자신의 공인 IP 주소를 가지고 있다.

• 웹 서버 한대만으로 request를 담당하기 힘든 경우 여러대의 웹 서버를 증설한다.
• SERVER-1, SERVER-2, .. , SERVER-5는 서로 다른 웹서버이고 모두 동일한 웹 서비스를 제공한다.

DNS는 Round Robin 방식으로 입력된 도메인의 웹 서비스를 담당하는 여러 대의 웹 서버 IP 리스트를 랜덤하게 하나 또는 여러개를 선택한다. 그리고 선택된 IP주소를 결과로 돌려준다.

• 결과로 받은 여러개의 IP 주소들 중 하나를 선택하는 방식은 사용자의 OS에 따라 다르다.
• 웹서버 IP 리스트 = SERVER-1, SERVER-2, .. , SERVER-5의 IP 주소들이다.

위와 같이 www.naver.com 의 웹서비스를 담당하는 여러 대의 웹 서버의 IP 주소 리스트(223.130.195.95 , 223.130.200.104 )를 결과로 돌려준다. 해당 도메인에 다시 접근했을 때, 반환받은 IP 주소 리스트 정보(223.130.200.107 , 223.130.195.200 )는 이전과 다르다.

• 클라이언트의 요청을 수행할 웹 서버를 DNS Round Robin 방식으로 선택해주기 때문이다.

결과적으로 DNS Round Robin 방식을 통해 웹사이트를 접속하는 다수의 클라이언트는 여러 웹서버에 나뉘어 접속하게 된다.

DNS Round Robin 문제점

## 1. 서버의 수 만큼 공인 IP 주소가 필요하다

서버 부하를 줄이기 위해 서버 수를 늘리면 그만큼의 공인 IP 주소가 필요하다는 문제점이 있다.

• 이게 왜 문제일까? → IPv4 주소 고갈 (?)

## 2. 서버 부하가 균등하게 분산되지 않는다

프록시 서버는 DNS request 결과를 캐싱한다

스마트폰으로 웹 서버에 접속할 때 캐리어 게이트웨이라고 하는 프록시 서버를 경유한다. 이때 프록시 서버는 DNS response를 일정시간동안 캐싱한다. 그러므로 같은 프록시 서버를 경유하는 접속은 항상 같은 서버로 접속된다.

• DNS Round Robin의 장점은 클라이언트의 요청을 여러 웹 서버로 나누어 분산시키는데에 있지만, 프록시 서버의 캐싱으로 인해 해당 장점을 누리지 못한다.

웹 브라우저의 DNS 캐싱

PC 웹브라우저 또한 DNS request 결과를 캐싱하기 때문에 같은 서버로 접속된다. 결국 균등하게 부하 분산이 일어나지 않는다.

DNS record의 TTL값

TTL(Time To Live)이란 DNS request에 대한 결과값을 캐시에 저장하는 시간을 의미한다. 즉, 다음 DNS 레코드 변경사항이 적용될때까지 걸리는 시간을 결정하는 DNS 레코드 값이 TTL이다.

• 예를 들어 TTL값이 86400초인 DNS 레코드는 변경사항이 적용되기까지 24시간이 소요된다.

DNS의 TTL값을 짧게 설정하여 어느정도 불균등 분산 문제를 해결할 수 있지만, TTL값에 따라 캐시된 DNS request에 대한 결과값을 해제하는게 아니므로 주의가 필요하다.

## 3. 서버가 다운되도 확인이 불가능합니다.

DNS 서버는 웹 서버의 부하나 접속 수 등의 상황에 따라 질의결과를 제어할 수 없다. 웹 서버의 부하가 높아서 응답이 느려지거나 접속수가 꽉 차서 접속을 처리할 수 없는 상황인 지를 전혀 감지할 수가 없기 때문에 어떤 원인으로 다운되더라도 이를 검출하지 못하고 유저들에게 제공된다. 이때문에 유저들은 간혹 다운된 서버로 연결이 되기도 한다. DNS 라운드 로빈은 어디까지나 부하분산 을 위한 방법이지 다중화 방법은 아니므로 다른 S/W 와 조합해서 관리할 필요가 있다.

해결 방안

이를 위한 극복 방법은 다음과 같다.

1. 다중화 구성 방식 (Synchronous Time-Division Multiplexing)
   AP 서버에 VIP(Virtual IP)를 부여해서 다중화를 구성한다. 각 AP 서버를 Health Check후 이상이 감지되면 VIP를 정상 AP 서버로 인계하는 방식을 사용한다. 즉 DNS Server Table 에 실시간으로 AP 서버의 상태를 확인할 수 있는 칼럼 및 함수를 추가하여 요청될 경우 서버 상태를 확인하여 우회루트를 제공하거나 에러를 전송하는 방식을 말한다.

2. 가중치 편성 방식 (Weighted round robin)
   각각의 웹 서버에 가중치를 가미해서 분산 비율을 변경한다. 물론 가중치가 큰 서버일수록 빈번하게 선택되므로 처리능력이 높은 서버는 가중치를 높게 설정하는 것이 좋다.

또 다른 방법으로는 로드 밸런서의 도입을 통하여 다음과 같은 구성도 가능하다.

3. 최소 연결 방식 (Least connection)
   접속 클라이언트 수가 가장 적은 서버를 선택한다. 로드밸런서에서 실시간으로 connection 수를 관리하거나 각 서버에서 주기적으로 알려주는 것이 필요하다.

참고

DNS란, 2

라운드 로빈이란, 2

DNS Round Robin이란

DNS TTL

강의, 2

면접 예상 질문

1. DNS Round Robin 원리에 대해 설명해주세요

2. DNS Round Robin의 문제점에 대해 설명해주세요