[Infra Ops] L4/L7 로드밸런서와 VIP 기반 이중화 구성

클라이언트 → [VIP:443] → L4 LB → 백엔드 서버 A (192.168.10.11:443)
                                  백엔드 서버 B (192.168.10.12:443)
                                  백엔드 서버 C (192.168.10.13:443)

클라이언트 GET /api/users  → L7 LB → API 서버 A (192.168.10.11:8080)
클라이언트 GET /static/... → L7 LB → CDN Origin (192.168.10.20:80)
클라이언트 GET /admin/...  → L7 LB → Admin 서버 (192.168.10.30:8080)

[Active LB]   192.168.1.10 (Real IP)  ← VIP 192.168.1.100 보유
    ↕ VRRP heartbeat (224.0.0.18, UDP)
[Standby LB]  192.168.1.11 (Real IP)  ← VIP 없음, 대기 중

# /etc/keepalived/keepalived.conf (Active)
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51       # Active/Standby 동일해야 함
    priority 100               # Standby는 90 등 낮게 설정
    advert_int 1               # 1초마다 VRRP 광고

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass secure1234   # Active/Standby 동일
    }

    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100/24       # VIP
    }

    # LB 프로세스 죽으면 우선순위 낮춰 Failover 유도
    track_script {
        chk_nginx
    }
}

vrrp_script chk_nginx {
    script "systemctl is-active nginx"
    interval 2
    weight -20                 # nginx 죽으면 priority를 20 낮춤
}

# /etc/keepalived/keepalived.conf (Standby)
vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 90                # Active(100)보다 낮게
    advert_int 1
    # ... (나머지 동일)
}

[클라이언트]  https://VIP(192.168.1.100):443
   │
   ① VIP 수신 — 현재 Active LB가 VIP 보유 (VRRP Master)
   │
   ② 후보 선별 — 헬스체크 통과(UP) 서버만 풀에 남김, DOWN은 제외
   │
   ③ 실서버 선택 — 분산 알고리즘 적용 (RR · least_conn · ip_hash …)
   │
   ④ 실서버로 전달
   │    ├─ NAT 방식: 목적지를 실서버 IP로 바꿔(DNAT) 보냄 → 응답도 LB 경유
   │    └─ DSR 방식: LB는 전달만, 실서버가 클라이언트에 직접 응답
   │
   ⑤ 실서버 처리 → 응답 (NAT면 LB 거쳐, DSR이면 직접) → 클라이언트
   ▼
[클라이언트]  200 OK

(Active LB 장애 시) VRRP로 Standby가 VIP 인수 → GARP 방송 →
클라이언트는 같은 VIP로 계속 접속 (①의 입구는 그대로 유지)

# /etc/nginx/conf.d/upstream.conf

upstream backend_pool {
    # 분산 알고리즘 (기본: Round Robin)
    # least_conn;           # 최소 연결 수 서버로
    # ip_hash;              # 클라이언트 IP 기반 고정 (Sticky Session)

    server 192.168.10.11:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.10.12:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.10.13:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    # weight=2: 다른 서버의 2배 트래픽 수신

    keepalive 32;           # 백엔드 연결 풀 유지
}

server {
    listen 80;

    location / {
        proxy_pass http://backend_pool;
        proxy_connect_timeout 5s;
        proxy_send_timeout 30s;
        proxy_read_timeout 30s;

        # Health Check 실패 서버 재시도
        proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503;
        proxy_next_upstream_tries 2;
    }

    # Health Check 엔드포인트 (모니터링용)
    location /health {
        access_log off;
        return 200 "OK\n";
        add_header Content-Type text/plain;
    }
}

# /etc/haproxy/haproxy.cfg
backend web_servers
    balance roundrobin
    option httpchk GET /actuator/health   # Spring Boot health endpoint
    http-check expect status 200

    server web1 192.168.10.11:8080 check inter 5s rise 2 fall 3
    server web2 192.168.10.12:8080 check inter 5s rise 2 fall 3
    # inter 5s: 5초마다 체크
    # rise 2: 2번 성공하면 UP으로 복구
    # fall 3: 3번 실패하면 DOWN으로 제외