Decodificación de primitivas de equilibrio de carga

Sempre que o teu sistema crece, o tráfico aumenta, cada vez son máis os usuarios que usan os teus produtos, os servidores comezan a responder máis lento, o tempo de inactividade obriga a sufrir o teu negocio, entón comezas a pensar en escalar.

Existen dúas estratexias principais para a escala: vertical e horizontal.

O escalado vertical pretende aumentar a potencia do sistema engadindo normalmente máis CPU e RAM aos seus servidores.

Pola contra, a escala horizontal céntrase en duplicar (ou clonar) os seus servidores no conxunto de recursos.

Máis sobre estes:

Escalado vertical

A escala vertical é a mellor opción para un sistema de baixo tráfico porque é o enfoque máis accesible para xestionar o crecemento sen introducir complexidade adicional. Non é necesario que se preocupe pola implantación de estratexias para un grupo de recursos, a elasticidade do conxunto de recursos, a apatridia do seu servidor, a caché distribuída, etc.

Non obstante, a escala vertical ten serios inconvenientes

1. Límite de hardware xa que é imposible engadir recursos infinitamente
2. A falta de failover e redundancia aumenta o risco de ter un tempo de inactividade prolongado e de perda de datos

Escalado horizontal

O escalado horizontal elimina estes problemas clonando os servidores de aplicacións e incorporando un compoñente como un equilibrador de carga .

Un equilibrador de carga distribúe o tráfico nos teus servidores mediante algoritmos específicos como:

1. Round-robin
2. Round-robin ponderado
3. Enfoques baseados en hash IP
4. Método de conexión mínimo
5. Método de conexión mínima ponderado
6. Método de menor resposta, e moitos outros.

Non obstante, ten varios inconvenientes:

1. Os servidores teñen que ser sen estado
2. As sesións deben manterse nun almacén de datos centralizado
3. Máis complicado estratexias de implantación pode ser necesario
4. Un equilibrador de carga pode converterse nun pescozo de botella de rendemento se está mal configurado e os recursos non son suficientes
5. Introduce complexidade adicional ao sistema e é un punto único de falla potencial, o que require aplicar estratexias de conmutación por fallo.

L4 / L7 Equilibradores de carga

Para que dous dispositivos en Internet se comuniquen entre si, os sistemas subxacentes deben seguir protocolos específicos. Todo o mundo escoitou falar do modelo OSI, que describe sete capas que usan os sistemas informáticos para comunicarse a través dunha rede. Aínda que a Internet moderna está baseada nun modelo de pila de protocolos TCP/IP máis sinxelo, o modelo OSI úsase amplamente, xa que axuda a visualizar e comunicar como funcionan as redes e axuda a illar e solucionar problemas de rede.

A maioría das solucións de equilibrio de carga do sector usan os termos L4 e L7 onde L4 refírese á capa de transporte no modelo OSI e L7 refírese á capa de aplicación.

O equilibrador de carga L4 segue sendo L2/L3 xa que utiliza datos das capas inferiores, como o enderezo IP e o número de porto.

Principais vantaxes do equilibrador de carga L4

• É máis seguro e eficaz xa que o contido de datos non se toma en decisións de enrutamento

• A mesma conexión TCP mantense entre o cliente e o servidor, o que axuda a evitar que se supere o límite de conexións TCP dispoñibles nun equilibrador de carga.

  
  

Principais inconvenientes do equilibrador de carga L4

• O enrutamento intelixente é imposible xa que o contido non se está descifrando
• O protocolo de estado trae complexidade adicional
• Mapeo entre enderezos públicos e privados
• Non hai almacenamento na caché xa que o contido non está dispoñible neste nivel
• Non se pode usar para a arquitectura de microservizos xa que a redirección de tráfico non está dispoñible en función da ruta do URL

Por outra banda, o equilibrador de carga L7 opera a nivel de aplicación no modelo OSI

Principais vantaxes do equilibrador de carga L7

• As decisións intelixentes pódense tomar en función da ruta URL, cabeceiras e contido

• Almacenamento en caché

  
  

Principais inconvenientes do equilibrador de carga L7

• Sobrecarga adicional debido ao mantemento de dúas conexións TCP, unha entre o cliente e o equilibrador de carga, a segunda entre o equilibrador de carga e o servidor. Ademais, hai que ter en conta o límite de conexión TCP do equilibrador de carga
• Menos seguro xa que o equilibrador de carga debe coñecer certificados para poder descifrar datos e tomar decisións de enrutamento

Conclusión

O equilibrador de carga é un compoñente vital cando se aplica a escala horizontal para manexar sistemas de alto tráfico. Hai dous tipos principais de equilibradores de carga L4 e L7.

1. O equilibrador de carga L4 é moito máis seguro e eficaz debido ás limitacións para tomar decisións intelixentes

2. O equilibrador de carga L7 funciona dun xeito que proporciona decisións de enrutamento intelixentes debido ao custo da eficiencia e da seguridade

   
   

A elección do tipo axeitado depende dos requisitos do sistema e debe considerarse coidadosamente cun equilibrio razoable entre a aplicación dos principios de seguridade e a eliminación dos pescozos de botella no rendemento.