Dekódovanie základných prvkov vyrovnávania záťaže

Kedykoľvek váš systém rastie, návštevnosť sa zvyšuje, stále viac používateľov používa vaše produkty, servery začínajú reagovať pomalšie, výpadky nútia váš podnik trpieť a potom začnete premýšľať o škálovaní.

Existujú dve primárne stratégie škálovania – vertikálna a horizontálna.

Vertikálne škálovanie má za cieľ zvýšiť výkon systému pridaním väčšieho množstva CPU a RAM do vašich serverov.

Na rozdiel od toho sa horizontálne škálovanie zameriava na duplikovanie (alebo klonovanie) vašich serverov v skupine zdrojov.

Viac o týchto:

Vertikálne škálovanie

Vertikálne škálovanie je najlepšou voľbou pre systém s nízkou prevádzkou, pretože je to najdostupnejší prístup na zvládnutie rastu bez zavádzania ďalšej zložitosti. Nemusíte sa starať o nasadzovanie stratégií pre skupinu zdrojov, elasticitu fondu zdrojov, bezstavový stav vášho servera, distribuovanú vyrovnávaciu pamäť atď.

Vertikálne škálovanie má však vážne nevýhody

1. Hardvérový limit, pretože nie je možné donekonečna pridávať zdroje
2. Nedostatok núdzového prepnutia a redundancie zvyšuje riziko predĺženia prestojov a straty údajov

Horizontálne škálovanie

Horizontálne škálovanie eliminuje tieto problémy klonovaním vašich aplikačných serverov a vložením komponentu, ako je Load balancer .

Nástroj na vyrovnávanie záťaže distribuuje prevádzku na vašich serveroch pomocou špecifických algoritmov , ako napríklad:

1. Round-robin
2. Vážená okrúhlica
3. Prístupy založené na IP hash
4. Najmenší spôsob pripojenia
5. Spôsob váženého najmenšieho pripojenia
6. Metóda najmenšej odozvy a mnoho ďalších.

Napriek tomu má niekoľko nevýhod:

1. Servery musia byť bez štátnej príslušnosti
2. Relácie sa musia uchovávať v centralizovanom úložisku údajov
3. Zložitejšie nasadzovanie stratégií môže byť požadované
4. Nástroj na vyvažovanie zaťaženia sa môže stať prekážkou výkonu, ak je nesprávne nakonfigurovaný a zdroje nestačia
5. Zavádza do systému dodatočnú zložitosť a predstavuje potenciálny jediný bod zlyhania, ktorý si vyžaduje použitie stratégií prepnutia

L4 / L7 Vyvažovače zaťaženia

Aby mohli dve zariadenia na internete navzájom komunikovať, základné systémy musia dodržiavať špecifické protokoly. Každý počul o modeli OSI, ktorý popisuje sedem vrstiev, ktoré počítačové systémy používajú na komunikáciu cez sieť. Aj keď je moderný internet založený na jednoduchšom modeli zásobníka protokolov TCP/IP, model OSI je široko používaný, pretože pomáha vizualizovať a komunikovať, ako siete fungujú, a pomáha izolovať a riešiť problémy so sieťou.

Väčšina priemyselných riešení na vyrovnávanie záťaže používa termíny L4 a L7, kde L4 označuje transportnú vrstvu v modeli OSI a L7 označuje aplikačnú vrstvu.

L4 load balancer je stále L2/L3, pretože používa dáta zo spodných vrstiev, ako je IP adresa a číslo portu.

Hlavné výhody L4 load balanceru

• Je bezpečnejší a výkonnejší, pretože pri rozhodovaní o smerovaní sa nezohľadňuje obsah údajov

• Medzi klientom a serverom existuje rovnaké pripojenie TCP, čo pomáha zabrániť prekročeniu limitu dostupných pripojení TCP na vyrovnávacom zaťažení

  
  

Hlavné nevýhody vyrovnávača zaťaženia L4

• Inteligentné smerovanie nie je možné, pretože obsah nie je dešifrovaný
• Stavový protokol prináša ďalšiu zložitosť
• Mapovanie medzi verejnými a súkromnými adresami
• Žiadne ukladanie do vyrovnávacej pamäte, pretože obsah je na tejto úrovni nedostupný
• Nie je možné použiť pre architektúru mikroslužieb, pretože presmerovanie prevádzky nie je dostupné na základe cesty URL

Na druhej strane L7 load balancer funguje na aplikačnej úrovni v modeli OSI

Hlavné výhody vyrovnávača zaťaženia L7

• Inteligentné rozhodnutia možno robiť na základe cesty URL, hlavičiek, obsahu

• Ukladanie do vyrovnávacej pamäte

  
  

Hlavné nevýhody vyrovnávača zaťaženia L7

• Dodatočná réžia v dôsledku udržiavania dvoch TCP spojení, jedno medzi klientom a vyrovnávačom zaťaženia, druhé medzi vyrovnávačom zaťaženia a serverom. Tiež je potrebné zvážiť limit TCP pripojenia vyrovnávača zaťaženia
• Menej bezpečné, pretože nástroj na vyrovnávanie zaťaženia musí poznať certifikáty, aby mohol dešifrovať údaje a robiť rozhodnutia o smerovaní

Záver

Vyrovnávač zaťaženia je životne dôležitým komponentom, keď sa horizontálne škálovanie používa na zvládnutie systémov s vysokou premávkou. Existujú dva hlavné typy vyrovnávačov záťaže L4 a L7.

1. L4 load balancer je oveľa bezpečnejší a výkonnejší kvôli obmedzeniam pri inteligentných rozhodnutiach

2. L7 load balancer funguje tak, že poskytuje inteligentné rozhodnutia o smerovaní kvôli nákladom na efektivitu a bezpečnosť

   
   

Výber vhodného typu závisí od systémových požiadaviek a mal by sa starostlivo zvážiť s primeranou rovnováhou uplatňovania bezpečnostných princípov a odstraňovania úzkych miest výkonu.