Loadbalancer polega na dystrybucji ruchu w sieci, a także redystrybucji obciążenia intensywnie używanych systemów. Jeżeli chcesz dowiedzieć się więcej na temat tej technologii, zapoznaj się z naszym artykułem. Dzięki tej metodzie możliwe jest między innymi poprawienie wydajności stron internetowych — zwłaszcza przy bardzo dużej liczbie użytkowników.
Load balancer — co to jest?
Równoważenie obciążenia (ang. load balancing) to metoda rozdzielania obciążenia pomiędzy różne jednostki, takie jak procesory, komputery, dyski, połączenia sieciowe lub inne zasoby. System load balancing może zapewniać ciągłość działania i wydajność poprzez rozproszenie pracy na wielu aplikacjach uruchomionych na identycznych serwerach, które mają zainstalowane te same aplikacje.
Kiedy wielu użytkowników wysyła równocześnie zapytania, trafiają one najpierw do SLB (ang. Server Side Load Balancer). Ten komponent (specjalny rodzaj serwera) analizuje, jak bardzo obciążony jest każdy z serwerów i wybiera najbardziej odpowiedni, aby przekierować użytkownika do określonej aplikacji zgodnie z jego żądaniem.
Równoważenie obciążenia jest więc procesem dystrybucji ruchu sieciowego i zadań między wieloma serwerami. Dzięki niemu możliwe jest zmaksymalizowanie wydajności i zapewnienie nieprzerwanej dostępności usług online.
Zdj. 1. Najprostsze zobrazowanie load balancingu
Źródło: https://www.znetlive.com/blog/what-is-load-balancing-in-cloud-computing-and-its-advantages/
Jak działa load balancer?
Działanie load balancera opiera się na analizie informacji zawartych w przychodzących żądaniach, takich jak:
- adresy IP użytkowników,
- numery portów, czy też
- treści zapytań HTTP/HTTPS.
Na tej podstawie load balancer decyduje, który serwer jest najbardziej odpowiedni do obsłużenia danego zapytania, kierując ruch w taki sposób, aby zminimalizować opóźnienia i zwiększyć szybkość odpowiedzi.
Istnieje kilka poziomów działania load balancera. W tym na poziomie DNS (ang. Domain Name System), transportowym (4 warstwa OSI (ang. Open System Incterconnection Model)), oraz aplikacyjnym (7 warstwa OSI). Każdy z nich pozwala na różny stopień precyzji i kontroli nad ruchem. Daje to możliwość odpowiedniego dostosowania strategii równoważenia obciążenia do charakterystyki aplikacji oraz infrastruktury.
Skuteczność load balancera zależy również od zastosowanego algorytmu dystrybucji ruchu. Może to być na przykład:
- Round Robin,
- Weighted Round Robin czy
- Least Connections.
Algorytmy te pozwalają na dynamiczne przydzielanie zasobów serwerowych, uwzględniając: aktualne obciążenie, wydajność serwerów oraz ich zdolności obliczeniowe. W ten sposób load balancing zapewnia optymalne rozdzielenie ruchu, a tym samym płynne działanie aplikacji, nawet w przypadku dużego napływu użytkowników.
Narzędzia stosowane w load balancingu
W load balancingu wykorzystuje się różnorodne narzędzia, które mogą być oparte zarówno na sprzęcie, jak i oprogramowaniu. Niektóre z nich są również oferowane jako usługi chmurowe. Wybór odpowiedniego rozwiązania zależy od charakterystyki infrastruktury, skali ruchu oraz wymagań dotyczących niezawodności i elastyczności.
Sprzętowy loadbalancer to fizyczne urządzenie zaprojektowane do zarządzania ruchem sieciowym. Cechuje się ono wysoką wydajnością oraz stabilnością. Przykładem są urządzenia firmy F5 Networks oraz Cisco.
Zdj. 2. Przykład sprzętowego loadbalancera
Źródło: https://www.loadbalancer.org/
Software’owe równoważenie obciążenia sieciowego to oprogramowanie, które może działać na standardowym sprzęcie serwerowym lub w środowiskach wirtualnych. Przykładem takich narzędzi są: HAProxy, Nginx oraz Apache Server z modułem mod_proxy_balancer.
Ponadto istnieją także load balancer’y oferowane przez dostawców usług chmurowych. Przykładowymi są:
- Amazon Web Services Elastic Load Balancing (AWS ELB) oraz
- Google Cloud Load Balancing i Microsoft Azure Load Balancer.
Trzeba też wspomnieć o load balancer’ach opartych na rozproszonych globalnie aplikacjach na poziomie DNS. Pozwalają one na przekierowanie ruchu do różnych serwerów. Przykładem takich rozwiązań są Cloudflare oraz DNS Made Easy.
Istnieją również kontrolery dostępu i dostarczania aplikacji. To zaawansowane urządzenia lub oprogramowanie, które daje możliwości związane z optymalizacją i zabezpieczaniem aplikacji. Możliwe staje się więc automatyczne przekierowywanie ruchu, SSL offloading, cachowanie treści i ochrona przed atakami DDoS. Przykładem takich narzędzi są Citrix ADC oraz Kemp LoadMaster.
Podsumowanie
Opisaliśmy powyżej load balancer — co to jest, jak działa i jakie narzędzia są wykorzystywane do równoważenia obciążenia. Mimo że na pozór równoważenie obciążenia jest technologią stricte informatyczną, odgrywa ona znaczącą rolę w marketingu internetowym — także w SEO (ang. Search Engine Optimization).
Wpływa bowiem na dostępność witryn i prędkość ich ładowania. Przekłada się więc również na ogólną satysfakcję użytkownika i jego doświadczenie (ang. User Experience). Ten natomiast aspekt decyduje o parametrze, takim jak np. współczynnik odrzuceń strony internetowej.
