Nginx HTTP Upstream 알아보기

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Nginx 구조 알아보기

 

 

Upstream 이란 ?

데이터의 흐름을 스트림이라고 부르기도 합니다.
실제 스트림의 사전적 의미는 흐르는 강물을 뜻하는데요.
데이터의 흐름이 마치 흐르는 강물과 같다고 하여 데이터 스트림이라고 불립니다.
Nginx 은 Reverce Proxy 로써 클라이언트와 어플리케이션 서버 사이에 위치하게 되는데요.
그래서 Nginx 는 거대한 강줄기의 중간에 위치한 강의 한 부분으로 볼 수도 있습니다.
 

일반적으로 Nginx 는 아래와 같은 구조로 적용되곤합니다.

 

<Nginx 적용 예시>

 

전류는 전압이 높은 곳에서 낮을 곳으로 흐릅니다.

물 또한 수압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐릅니다.

이러한 관점에서 데이터가 많은 곳에서 데이터가 필요한 곳으로 흐른다고 할 때,

데이터베이스나 파일 스토리지를 데이터 밀집도가 높은 영역이라고 할 수 있습니다.

그리고 클라이언트는 데이터가 부족하여 필요로하는 영익이죠.

따라서 데이터베이스 -> 클라이언트를 Downstream.

클라이언트에서 데이터베이스로의 데이터를 찾기 위한 방향을 Upstream 이라고 볼 수 있습니다.

 

Nginx 는 Reverse Proxy 로써 서버에서 클라이언트의 요청을 전달하므로
Nginx 는 어플리케이션 서버보다 낮은 위치에 자리하고, 어플리케이션 서버는 Nginx 보다 높은 위치에 자리하게 됩니다.
 

또한 Nginx 는 여러 Api Server 들에게 부하 분산 (Load Balancing) 을 할 수 있습니다.

이어지는 내용에서 부하 분산 (Load Balancing) 에 대해서도 자세히 알아보겠습니다.

 

HTTP Upstream 이란 ?

 

Nginx 의 Reverse Proxy 는 3가지 네트워크 프로토콜에서 동작합니다.
3가지 프로토콜은 각각 HTTP, TCP, UDP 인데요.
이번 글에서는 HTTP 프로토콜에서의 Reverse Proxy 에 대해서 알아보고자 합니다.
이는 다른 표현으로 HTTP Upstream 이라고도 합니다.
 
HTTP 프로토콜은 OSI 4 계층인 TCP & UDP 와 다르게 OSI 7 계층인 Application Layer 의 프로토콜입니다.
따라서 4계층 정보인 IP 주소와 3계층 정보인 포트 정보 뿐만 아니라 그 이상의 정보를 다루고 기능을 수행합니다.
 
예를 들어,

7계층 (Application Layer) 정보인 HTTP url Path 를 기반으로 라우팅을 적용할 수 있습니다.

/v1/login 인 경우에는 버전 1 API 를 다루는 서버로 라우팅할 수 있고,

/v2/login 인 경우에는 버전 2 API 를 다루는 서버로 라우팅할 수 있습니다.

 

6계층 (Presentation Layer) 단계의 압축과 관련된 작업을 진행할 수도 있습니다.

( 압축되지 않는 상태의 HTTP 요청을 새롭게 압축하는 등의 작업을 의미함.)

그 외 HTTPS 보안을 입히는 작업도 수행할 수 있습니다.

 

Sticky Session 또는 Hashing 기반의 Redirect 를 통해서 Session Layer 의 역할 또한 수행할 수 있죠.

 

예시.

 

Reverse Proxy 구현하기.

아래 코드는 nginx.conf 의 설정 파일입니다.

해당 내용의 파일은 /tmp/nginx/nginx.conf 위치에 생성합니다.

파일의 저장 위치는 어디든 상관없지만 저는 맥을 쓰고 /tmp 폴더가 자동으로 파일을 삭제해주기 때문에

간단한 테스트를 할떄는 tmp 디렉토리를 즐겨 사용합니다.

 

<nginx.conf>

user  nginx;
worker_processes  auto;

error_log  /var/log/nginx/error.log notice;
pid  /var/run/nginx.pid;


events {
  worker_connections  1024;
}

http {

  upstream backend {
    server host.docker.internal:3000;
    server host.docker.internal:3001;
    server host.docker.internal:3002;
  } 

  server {
    location / {
      proxy_pass http://backend;
    } 
  }
}

 

아래 코드는 cat command 를 활용하여 nginx.conf 파일을 생성합니다.

아래 코드를 복사하셔서 터미널에서 실행하시면 /tmp/nginx/nginx.conf 파일이 생성됩니다.

 

<nginx.conf 파일 생성 코드>

cat <<EOF > /tmp/nginx/nginx.conf
user  nginx;
worker_processes  auto;

error_log  /var/log/nginx/error.log notice;
pid  /var/run/nginx.pid;


events {
  worker_connections  1024;
}

http {

  upstream backend {
    server host.docker.internal:3000;
    server host.docker.internal:3001;
    server host.docker.internal:3002;
  } 

  server {
    location / {
      proxy_pass http://backend;
    } 
  }
}
EOF

 

아래 명령어를 통해서 nginx container 를 실행시킬 수 있습니다.

 

<docker run nginx>

docker run --platform linux/amd64 -d --rm --name nginx -v /tmp/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf -p 81:80 nginx

 

 

<Nginx 와 Nodejs 서버를 연결하기>

docker run --platform linux/amd64 -d --rm --name node-server1 -p 3000:8888 westlife0615/node-server:1
docker run --platform linux/amd64 -d --rm --name node-server2 -p 3001:8888 westlife0615/node-server:1
docker run --platform linux/amd64 -d --rm --name node-server3 -p 3002:8888 westlife0615/node-server:1

curl http://localhost:3000
curl http://localhost:3001
curl http://localhost:3002

>> Hello nodejs

 

 
curl 로 nginx 에 요청을 보냅니다.

curl http://localhost:81

 

Nginx 가 Nodejs 서버로 요청을 라우팅합니다.
그리고 hello world 텍스트를 응답합니다.
해당 응답은 nodejs 서버의 응답으로 nginx 와 어플리케이션 서버의 커뮤니케이션을 확인할 수 있습니다.

Hello nodejs%