[G1-Sync] Manual knowledge update
This commit is contained in:
Antigravity Agent
@@ -2,91 +2,183 @@
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id: wiki-2026-0508-load-balancing-strategies
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title: Load Balancing Strategies
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category: 10_Wiki/Topics
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status: needs_review
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status: verified
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canonical_id: self
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aliases: [SYS-LB-001]
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aliases: [Load Balancer, LB, Reverse Proxy]
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duplicate_of: none
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source_trust_level: A
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confidence_score: 1.0
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tags: [infrastructure, load-balancing, high-availability, Scalability, _system-design]
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confidence_score: 0.9
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verification_status: applied
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tags: [networking, load-balancer, nginx, envoy, haproxy, aws-alb]
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raw_sources: []
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last_reinforced: 2026-04-26
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last_reinforced: 2026-05-10
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github_commit: pending
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inferred_by: Claude Opus 4.7 (auto-normalize 2026-05-08)
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tech_stack:
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language: unspecified
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framework: unspecified
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tech_stack: { language: Config, framework: Nginx/Envoy/HAProxy/AWS }
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# Load Balancing Strategies (부하 분산 전략)
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# Load Balancing Strategies
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## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
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> "단일 지점의 과부하를 방지하고 시스템 전체의 체력을 균형 있게 활용하여, 어떠한 파도(Traffic)에도 무너지지 않는 견고한 요새를 구축하라" — 클라이언트의 요청을 여러 서버로 효율적으로 분산시켜 응답 시간을 최적화하고 특정 서버의 장애가 전체 서비스 중단으로 이어지지 않게 하는 시스템 아키텍처 전략.
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## 매 한 줄
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> **"매 LB = traffic 분산 + health check + sticky"**. 알고리즘은 균등성과 affinity의 trade-off.
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## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
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- **추출된 패턴:** "Distributed Traffic Mediation" — 중앙의 로드 밸런서가 각 노드의 상태를 실시간으로 확인(Health Check)하고, 가용한 자원에게 요청을 지능적으로 전달하여 시스템의 가용성과 확장성을 동시에 확보하는 중재 패턴.
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- **주요 알고리즘:**
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- **Round Robin:** 서버 순서대로 차례차례 할당. 서버 성능이 동일할 때 유리.
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- **Least Connections:** 현재 연결 수가 가장 적은 서버 우선. 작업 처리 시간이 제각각일 때 효과적.
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- **IP Hash:** 클라이언트 IP를 해싱하여 특정 서버에 고정(Sticky Session). 세션 유지가 필요할 때 사용.
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- **Weighted Strategies:** 서버 사양에 따라 가중치를 부여하여 더 좋은 서버에 더 많은 부하 배정.
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- **L4 vs L7:**
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- **L4 (Transport Layer):** IP/Port 기반 분산. 빠르지만 세밀한 제어 불가.
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- **L7 (Application Layer):** URL, 쿠키, 헤더 등 콘텐츠 기반 분산. 지능적인 라우팅 가능.
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## 매 핵심
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### 매 알고리즘
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- **Round-robin**: 순차. 단순, 동질 서버.
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- **Weighted RR**: 용량 차등.
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- **Least connections**: 활성 연결 최소. long-lived 적합.
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- **Least response time**: 평균 응답 + connection 수.
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- **IP hash**: client IP→server. session affinity.
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- **Consistent hash**: cache/shard. node 추가 시 K/n key만 재배치.
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- **Random / P2C**: power of two choices, least-loaded 선택. 간단·강력.
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## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & Updates)
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- **과거 데이터와의 충돌:** 고가의 하드웨어 장비 중심에서, 이제는 클라우드 기반의 탄력적 로드 밸런싱(ELB, ALB)과 서비스 메시(Service Mesh)를 통한 정교한 트래픽 제어로 패러다임 전환.
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- **정책 변화:** Antigravity 프로젝트의 백엔드 아키텍처는 L7 로드 밸런싱을 통해 에이전트 요청의 유형(지식 검색 vs 모델 생성)에 따라 최적화된 연산 노드로 트래픽을 라우팅함.
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### 매 Layer
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- **L4 (TCP/UDP)**: 빠름, opaque. NLB, HAProxy TCP mode.
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- **L7 (HTTP)**: header/path 기반 라우팅, TLS 종료. ALB, Nginx, Envoy.
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## 🔗 지식 연결 (Graph)
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- [[High-Availability-Systems|High-Availability-Systems]], System-Design-for-AI-Scale, Cloud-Computing-Foundations, [[Kubernetes-for-AI-Orchestration|Kubernetes-for-AI-Orchestration]]
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- **Raw Source:** 10_Wiki/Topics/AI/Load-Balancing-Strategies.md
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### 매 Health check
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- Active: /health 주기적 GET
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- Passive: 실제 요청 실패 카운트
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- Slow start: 신규 노드에 점진적 traffic
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- Outlier detection (Envoy): 연속 5xx → eject
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## 🤖 LLM 활용 힌트 (How to Use This Knowledge)
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### 매 Session affinity (sticky)
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- Cookie-based (LB가 cookie 발급)
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- Source IP (NAT 뒤에 모이면 unbalanced)
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- Header-based (custom)
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**언제 이 지식을 쓰는가:**
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- *(TODO)*
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### 매 응용
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1. Web app: ALB + multi-AZ
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2. gRPC/HTTP2: Envoy (L7 multiplex)
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3. DB read replica: ProxySQL, PgBouncer
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4. Cache shard: consistent hash (Redis cluster)
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5. Service mesh: Envoy sidecar (Istio, Linkerd)
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**언제 쓰면 안 되는가:**
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- *(TODO)*
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## 🧪 검증 상태 (Validation)
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- **정보 상태:** needs_review
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- **출처 신뢰도:** A
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- **검토 이유:** *(P-Reinforce Phase 1 자동 정규화. 본문 검증 필요.)*
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## 🧬 중복 검사 (Duplicate Check)
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- **기존 유사 문서:** *(TODO: 인덱서 클러스터 리포트 참조)*
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- **처리 방식:** UPDATE (자동 정규화)
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- **처리 이유:** Phase 1 정규화 — 옛 템플릿/누락 필드 보강.
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## 🕓 변경 이력 (Changelog)
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| 날짜 | 변경 내용 | 처리 방식 | 신뢰도 |
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|------|-----------|-----------|--------|
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| 2026-05-08 | P-Reinforce Phase 1 정규화 (frontmatter + 헤더 표준화) | UPDATE | A |
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## 💻 코드 패턴 (Code Patterns)
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**패턴 1:** *(TODO: 이 프로젝트 컨벤션 반영한 구조 스켈레톤)*
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```text
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# TODO
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## 💻 패턴
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### Nginx upstream
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||||
```nginx
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||||
upstream backend {
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||||
least_conn; # algorithm
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||||
server app1:8080 weight=3 max_fails=3 fail_timeout=30s;
|
||||
server app2:8080 weight=1;
|
||||
server app3:8080 backup; # only if others down
|
||||
keepalive 32;
|
||||
}
|
||||
server {
|
||||
location / {
|
||||
proxy_pass http://backend;
|
||||
proxy_set_header Host $host;
|
||||
proxy_next_upstream error timeout http_502 http_503;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
## 🤔 의사결정 기준 (Decision Criteria)
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||||
### HAProxy
|
||||
```
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||||
backend web
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||||
balance leastconn
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||||
option httpchk GET /health
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||||
server s1 10.0.0.1:8080 check weight 100
|
||||
server s2 10.0.0.2:8080 check weight 50
|
||||
cookie SRV insert indirect nocache # sticky
|
||||
```
|
||||
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||||
**선택 A를 써야 할 때:**
|
||||
- *(TODO)*
|
||||
### Envoy (L7, gRPC)
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||||
```yaml
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||||
clusters:
|
||||
- name: api
|
||||
type: STRICT_DNS
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||||
lb_policy: LEAST_REQUEST
|
||||
health_checks:
|
||||
- timeout: 1s
|
||||
interval: 5s
|
||||
http_health_check: { path: "/health" }
|
||||
outlier_detection:
|
||||
consecutive_5xx: 5
|
||||
base_ejection_time: 30s
|
||||
load_assignment:
|
||||
cluster_name: api
|
||||
endpoints:
|
||||
- lb_endpoints:
|
||||
- endpoint: { address: { socket_address: { address: api1, port_value: 8080 }}}
|
||||
```
|
||||
|
||||
**선택 B를 써야 할 때:**
|
||||
- *(TODO)*
|
||||
### AWS ALB (Terraform)
|
||||
```hcl
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||||
resource "aws_lb" "app" {
|
||||
name = "app-alb"
|
||||
load_balancer_type = "application"
|
||||
subnets = var.public_subnets
|
||||
}
|
||||
resource "aws_lb_target_group" "api" {
|
||||
port = 8080
|
||||
protocol = "HTTP"
|
||||
health_check { path = "/health"; interval = 15 }
|
||||
stickiness { type = "lb_cookie"; enabled = true }
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
**기본값:**
|
||||
> *(TODO)*
|
||||
### Consistent hash (Python sketch)
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||||
```python
|
||||
import bisect, hashlib
|
||||
class Ring:
|
||||
def __init__(self, nodes, vnodes=150):
|
||||
self.ring = []
|
||||
for n in nodes:
|
||||
for i in range(vnodes):
|
||||
h = int(hashlib.md5(f"{n}-{i}".encode()).hexdigest(), 16)
|
||||
bisect.insort(self.ring, (h, n))
|
||||
def get(self, key):
|
||||
h = int(hashlib.md5(key.encode()).hexdigest(), 16)
|
||||
i = bisect.bisect(self.ring, (h, ""))
|
||||
return self.ring[i % len(self.ring)][1]
|
||||
```
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||||
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||||
## ❌ 안티패턴 (Anti-Patterns)
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||||
### P2C (power of two choices)
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||||
```python
|
||||
import random
|
||||
def p2c(servers, load):
|
||||
a, b = random.sample(servers, 2)
|
||||
return a if load[a] <= load[b] else b
|
||||
```
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||||
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||||
- **[안티패턴]:** *(TODO: 무엇을 하면 안 되는가 + 이유 + 대신 무엇을)*
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||||
## 매 결정 기준
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| 상황 | LB / 알고리즘 |
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|---|---|
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| AWS web app | ALB + round_robin |
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||||
| TCP / 빠름 | NLB / HAProxy L4 |
|
||||
| gRPC, mesh | Envoy least_request |
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||||
| Cache shard | Consistent hash |
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||||
| DB connection pool | PgBouncer/ProxySQL |
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||||
| Bare metal HTTP | Nginx least_conn |
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||||
| 동질 서버 + short req | RR/Random |
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||||
| 이질 서버 / long conn | Weighted least-conn |
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||||
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||||
**기본값**: HTTP는 ALB or Nginx least_conn. 마이크로서비스는 Envoy.
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## 🔗 Graph
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- 부모: [[Distributed-Systems]], [[Networking]]
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- 변형: [[Consistent-Hashing]], [[Reverse-Proxy]]
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||||
- 응용: [[High-Availability]], [[Service-Mesh]], [[CDN]]
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||||
- Adjacent: [[Health-Check]], [[Auto-Scaling]], [[API-Gateway]]
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## 🤖 LLM 활용
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**언제**: config 작성, 알고리즘 선택, troubleshoot 가설.
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||||
**언제 X**: production tuning은 metric 기반 검증 필수.
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## ❌ 안티패턴
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- IP hash + NAT/CGNAT (모든 client가 한 노드)
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- Sticky session 과의존 → 노드 죽으면 세션 다 잃음
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- Health check 너무 짧은 interval → flapping
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- L7 LB에서 keepalive 비활성화 → 성능↓
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- Hash ring vnode 부족 → 불균형
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- TLS termination만 보고 backend mTLS 무시
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## 🧪 검증 / 중복
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- Verified (Nginx/Envoy/HAProxy docs, Mitzenmacher P2C, AWS ELB docs). 신뢰도 A.
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- 중복: 없음.
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## 🕓 Changelog
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| 날짜 | 변경 |
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|---|---|
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| 2026-05-08 | Phase 1 |
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| 2026-05-10 | Manual cleanup — Envoy/AWS/consistent-hash 코드 추가 |
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Reference in New Issue
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