여러 데이터센터가 동시에 8.8.8.8이라는 IP를 가질 수 있다고? 과연 정말 그럴까?

Summary IP-애니캐스트 기술을 통해 여러 데이터센터가 동일한 IP 주소인 8.8.8.8을 중복으로 할당할 수 있으며, BGP 프로토콜을 사용하여 최적의 경로로 데이터 전송이 이루어진다. 이 방식은 네트워크 지연 시간을 최소화하고 부하 분산 효과를 제공하며, 장애 발생 시에도 고가용성을 유지한다.

[주제 1: IP-애니캐스트 기술을 통한 IP 주소의 중복 할당]

일반적인 네트워크 환경에서 IP 주소는 개별 호스트를 식별하기 위해 전 세계에서 유일하게 존재해야 하는 유니캐스트(Unicast) 방식을 기본으로 합니다. 그러나 구글의 공용 DNS 서비스인 8.8.8.8과 같은 특정 서비스는 IP-애니캐스트(IP-Anycast) 기술을 적용하여 이 원칙을 확장합니다. 이 방식은 지리적으로 분산된 전 세계의 여러 데이터센터 서버에 동일한 IP 주소인 8.8.8.8을 중복으로 할당하는 것을 골자로 합니다. 구글은 각 지역의 데이터센터에 이 주소를 설정한 뒤, 인터넷의 표준 라우팅 프로토콜인 BGP(Border Gateway Protocol)를 사용하여 해당 IP 주소가 자신의 위치에 존재함을 네트워크에 공표하는 방식을 취합니다.

[주제 2: BGP 프로토콜에 기반한 최적 경로 탐색 및 데이터 전송]

사용자가 8.8.8.8로 패킷을 전송할 때, 인터넷상의 수많은 라우터는 전 세계 여러 지점에서 유입되는 “8.8.8.8로 오는 경로가 여기 있다"는 BGP 광고를 수신하게 됩니다. 라우터는 이를 동일한 목적지로 향하는 여러 개의 선택 가능한 경로로 인식하며, 자체적인 경로 선택 알고리즘을 통해 가장 효율적인 경로를 결정합니다. 이때 기준은 주로 AS(Autonomous System) 홉 수가 적거나 물리적인 거리가 짧은 경로가 됩니다. 결과적으로 사용자의 요청은 네트워크상에서 논리적·물리적으로 가장 가까운 위치에 있는 데이터센터로 자동 라우팅되며, 이는 사용자가 한국에 있을 경우 한국 내 혹은 인접 국가의 데이터센터로 연결되는 기술적 근거가 됩니다.

[주제 3: 애니캐스트 방식의 도입 목적과 시스템 가용성 확보]

애니캐스트 기술의 도입은 서비스의 성능 향상과 안정성 확보라는 두 가지 측면에서 명확한 이점을 제공합니다. 첫째, 사용자와 근거리 서버 간의 통신을 유도함으로써 네트워크 지연 시간(Latency)을 최소화하고 응답 속도를 극대화합니다. 둘째, 전 세계에서 발생하는 트래픽을 단일 서버가 아닌 지역별 서버로 자연스럽게 분산시켜 부하를 조절하는 부하 분산(Load Balancing) 효과를 거둡니다. 셋째, 특정 지역의 데이터센터에 장애가 발생하여 BGP 광고가 중단될 경우, 인터넷 라우터들은 즉시 해당 경로를 삭제하고 그다음으로 가까운 데이터센터로 패킷을 우회시킵니다. 이러한 고가용성 특성 때문에 8.8.8.8뿐만 아니라 인터넷 인프라의 핵심인 13개의 루트 DNS 서버 역시 애니캐스트 기술을 통해 수백 개의 물리적 서버로 분산 운영되고 있습니다.