1. 문제 정의

웹소켓은 클라이언트와 서버 간에 지속 연결 상태를 유지하므로, 수평 확장 시 각 서버에 클라이언트 연결이 분산됩니다. 이를 해결하기 위해 서버 간 상태를 동기화하거나 클라이언트가 특정 서버에 고정되도록 설정해야 합니다.

2. 로드 밸런싱

수평 확장을 위해 로드 밸런서를 설정합니다.

1) 로드 밸런서 설정

• Sticky Sessions (Session Persistence):
  • 클라이언트는 연결된 서버에 고정됩니다.
  • 클라이언트가 동일한 서버에 연결되도록 쿠키나 IP 기반 라우팅을 설정합니다.
  • 예: AWS ELB, NGINX, HAProxy.
• Round-robin:
  • 클라이언트 요청을 여러 서버로 분산.
  • 웹소켓 연결은 연결 이후 고정되므로 부적합할 수 있음.

2) NGINX 설정 예제

NGINX를 사용한 WebSocket 프록시:

http {
  upstream websocket_servers {
    ip_hash; # Sticky session
    server ws-server1:3000;
    server ws-server2:3000;
  }

  server {
    listen 80;
    location / {
      proxy_pass http://websocket_servers;
      proxy_http_version 1.1;
      proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
      proxy_set_header Connection "upgrade";
      proxy_set_header Host $host;
    }
  }
}

3. 서버 간 상태 동기화

웹소켓 서버는 클라이언트 상태를 메모리에 저장하는 경우가 많습니다. 이를 확장하려면 상태를 공유하는 방법이 필요합니다.

1) 공유 상태 저장소

• Redis, Memcached와 같은 중앙 집중식 데이터 저장소를 사용.
• 클라이언트 상태(예: 사용자 위치, 게임 상태 등)를 저장.

예: Redis Pub/Sub 활용

1. 서버 간 메시지 브로드캐스트:
   • 각 서버는 Redis Pub/Sub 채널을 구독.
   • 브로드캐스트 메시지를 모든 서버에 전달.

import { createClient } from 'redis';

const redis = createClient();
redis.connect();

const CHANNEL = 'broadcast';

redis.on('message', (channel, message) => {
  if (channel === CHANNEL) {
    console.log(`Received: ${message}`);
    // 브로드캐스트된 메시지 처리
  }
});

function broadcastMessage(message: string) {
  redis.publish(CHANNEL, message);
}