VIP (Virtual IP)

VIP(Virtual IP)는 실제 물리적 네트워크 인터페이스에 직접 할당되지 않은 가상의 IP 주소이다. 여러 서버 앞에 하나의 대표 IP를 두고, 클라이언트는 이 VIP로만 요청하면 뒤에 있는 실제 서버로 트래픽이 분산되는 구조다.

왜 필요한가?

서버가 여러 대일 때 클라이언트가 특정 서버의 IP를 직접 알고 있으면:

• 해당 서버가 죽으면 클라이언트가 직접 다른 IP로 변경해야 함
• 서버 추가/제거 시마다 클라이언트 설정을 변경해야 함
• 트래픽 분산이 불가능

VIP를 사용하면 클라이언트는 하나의 IP만 알면 되고, 뒤에서 서버가 바뀌어도 영향을 받지 않는다.

클라이언트 → VIP (10.0.0.100)
                 ├── Server A (10.0.0.1)
                 ├── Server B (10.0.0.2)
                 └── Server C (10.0.0.3)

동작 방식

1. 로드밸런서 기반 (L4/L7)

가장 일반적인 방식이다. 로드밸런서가 VIP를 소유하고, 트래픽을 뒤의 실제 서버(Real Server)로 분산한다.

• L4 (Transport Layer): IP + Port 기반으로 분산. TCP/UDP 수준에서 동작
• L7 (Application Layer): HTTP 헤더, URL 경로 등 애플리케이션 레벨에서 분산

Client → VIP:443 (L4 LB) → Real Server A:8080
                          → Real Server B:8080
                          → Real Server C:8080

2. Floating IP 방식 (HA 구성)

Active-Standby 구성에서 Active 서버가 VIP를 점유하고, Active가 죽으면 Standby가 VIP를 인계받는다.

정상 상태:
  Active Server (VIP 보유) ← 클라이언트 요청
  Standby Server (대기)

장애 발생:
  Active Server (죽음)
  Standby Server (VIP 인계) ← 클라이언트 요청 (IP 변경 없음)

• Keepalived + VRRP 프로토콜로 구현하는 것이 일반적
• 클라이언트는 장애를 인지하지 못함 (같은 VIP로 계속 요청)

VIP와 로드밸런싱 방식

방식	설명	특징
DSR (Direct Server Return)	응답을 로드밸런서를 거치지 않고 서버가 직접 클라이언트에 반환	LB 부하 감소, 대용량 트래픽에 유리
NAT	LB가 요청/응답 모두 중계, IP를 변환	구성이 단순, LB에 부하 집중
Proxy	LB가 클라이언트와 서버 사이에서 TCP 연결을 각각 맺음	L7 기능(헤더 조작 등) 가능, 오버헤드 있음

Kubernetes에서의 VIP

ClusterIP (Service)

Kubernetes의 Service는 내부적으로 **VIP(ClusterIP)**를 생성한다. Pod이 여러 개여도 하나의 ClusterIP로 접근하면 kube-proxy가 트래픽을 분산한다.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: my-app
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 8080

Client (Pod) → ClusterIP (VIP) → Pod A
                                → Pod B
                                → Pod C

Ingress

외부 트래픽을 클러스터 내부 Service로 라우팅하는 L7 수준의 진입점이다. 도메인/경로 기반으로 여러 Service에 트래픽을 분배한다.

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: my-ingress
spec:
  rules:
    - host: api.example.com
      http:
        paths:
          - path: /users
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: user-service
                port:
                  number: 80
          - path: /orders
            pathType: Prefix
            backend:
              service:
                name: order-service
                port:
                  number: 80

LoadBalancer (Service)

클라우드 환경에서 외부 VIP(공인 IP)를 자동 생성하여 외부 트래픽을 받는다.

외부 Client → External VIP (공인 IP) → NodePort → Pod

AWS에서의 VIP

서비스	VIP 역할	계층
ALB (Application Load Balancer)	L7 로드밸런서, DNS 기반 VIP	HTTP/HTTPS
NLB (Network Load Balancer)	L4 로드밸런서, 고정 IP 할당 가능	TCP/UDP
EIP (Elastic IP)	EC2에 연결 가능한 고정 공인 IP	L3

AWS ALB는 고정 IP가 아닌 DNS로 접근한다. 고정 IP가 필요하면 NLB를 사용하거나 NLB + ALB 조합을 사용한다.

VIP vs DNS 기반 로드밸런싱

비교	VIP	DNS
전환 속도	즉시 (IP 인계)	느림 (TTL 만료 대기)
클라이언트 캐싱	영향 없음	DNS 캐시로 인해 지연
구현 복잡도	네트워크 레벨 설정 필요	간단 (DNS 레코드만 변경)
헬스체크	LB가 직접 수행	DNS 서비스에 의존
적합한 상황	빠른 장애 전환, 실시간 트래픽 분산	글로벌 분산, CDN