การถอดรหัสพื้นฐานของการปรับสมดุลโหลด

เมื่อใดก็ตามที่ระบบของคุณเติบโตขึ้น ปริมาณการรับส่งข้อมูลเพิ่มขึ้น ผู้ใช้ผลิตภัณฑ์ของคุณมากขึ้นเรื่อย ๆ เซิร์ฟเวอร์เริ่มตอบสนองช้าลง เวลาหยุดทำงานทำให้ธุรกิจของคุณได้รับผลกระทบ จากนั้นคุณจึงเริ่มคิดที่จะปรับขนาด

มีกลยุทธ์หลักสองประการในการปรับขนาดคือแนวตั้งและแนวนอน

การปรับขนาดแนวตั้ง มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มพลังของระบบโดยปกติแล้วจะเพิ่ม CPU และ RAM ให้กับเซิร์ฟเวอร์ของคุณ

ในทางตรงกันข้าม การปรับขนาดแนวนอน จะเน้นไปที่การจำลอง (หรือโคลน) เซิร์ฟเวอร์ของคุณในกลุ่มทรัพยากร

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องเหล่านี้:

การปรับขนาดแนวตั้ง

การปรับขนาดตามแนวตั้งเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับระบบที่มีปริมาณการใช้งานต่ำ เนื่องจากเป็นวิธีที่เข้าถึงได้มากที่สุดในการจัดการการเติบโตโดยไม่ต้องเพิ่มความซับซ้อนเพิ่มเติม คุณไม่จำเป็นต้องสนใจเกี่ยวกับการปรับกลยุทธ์สำหรับกลุ่มทรัพยากร ความยืดหยุ่นของกลุ่มทรัพยากร สถานะไร้สถานะของเซิร์ฟเวอร์ แคชแบบกระจาย และอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม การปรับขนาดแนวตั้งมีข้อเสียร้ายแรง

1. ข้อจำกัดด้านฮาร์ดแวร์เนื่องจากไม่สามารถเพิ่มทรัพยากรได้อย่างไม่มีสิ้นสุด
2. การขาดการสำรองข้อมูลและการสำรองข้อมูลซ้ำซ้อนทำให้มีความเสี่ยงที่จะเกิดการหยุดทำงานเป็นเวลานานและสูญเสียข้อมูล

การปรับขนาดแนวนอน

การปรับขนาดแนวนอน จะช่วยขจัดปัญหาเหล่านี้ด้วยการโคลนเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันของคุณและฝังส่วนประกอบเช่น ตัวปรับสมดุลการโหลด

ตัวปรับสมดุลการโหลด จะกระจายปริมาณการรับส่งข้อมูลบนเซิร์ฟเวอร์ของคุณโดยใช้ อัลกอริทึมเฉพาะ เช่น:

1. รอบโรบิน
2. รอบโรบินถ่วงน้ำหนัก
3. แนวทางที่ใช้แฮช IP
4. วิธีการเชื่อมต่อน้อยที่สุด
5. วิธีการเชื่อมต่อแบบถ่วงน้ำหนักน้อยที่สุด
6. วิธีตอบสนองน้อยที่สุด และอื่นๆอีกมากมาย

อย่างไรก็ตามมันมีข้อเสียหลายประการ:

1. เซิร์ฟเวอร์จะต้องไม่มีสถานะ
2. เซสชันจะต้องคงอยู่ในที่จัดเก็บข้อมูลส่วนกลาง
3. ซับซ้อนมากขึ้น การวางกลยุทธ์ อาจจะจำเป็น
4. ตัวปรับสมดุลการโหลดอาจกลายเป็นคอขวดด้านประสิทธิภาพหากมีการกำหนดค่าไม่ถูกต้องและทรัพยากรไม่เพียงพอ
5. การดำเนินการดังกล่าวจะเพิ่มความซับซ้อนให้กับระบบและถือเป็นจุดล้มเหลวจุดเดียวที่อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งจำเป็นต้องใช้กลยุทธ์การสำรองข้อมูล

ตัวปรับสมดุลโหลด L4 / L7

เพื่อให้สามารถสื่อสารระหว่างอุปกรณ์สองเครื่องบนอินเทอร์เน็ตได้ ระบบพื้นฐานจะต้องปฏิบัติตามโปรโตคอลเฉพาะ ทุกคนเคยได้ยินเกี่ยวกับโมเดล OSI ซึ่งอธิบายถึงเลเยอร์ทั้งเจ็ดที่ระบบคอมพิวเตอร์ใช้ในการสื่อสารผ่านเครือข่าย แม้ว่าอินเทอร์เน็ตในปัจจุบันจะใช้โมเดลสแต็กโปรโตคอล TCP/IP ที่ง่ายกว่า แต่โมเดล OSI ก็ถูกใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากช่วยให้มองเห็นและสื่อสารได้ว่าเครือข่ายทำงานอย่างไร และช่วยแยกและแก้ไขปัญหาเครือข่าย

โซลูชันการปรับสมดุลโหลดของอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ใช้คำว่า L4 และ L7 โดยที่ L4 หมายถึงเลเยอร์การขนส่งในโมเดล OSI และ L7 หมายถึงเลเยอร์แอปพลิเคชัน

ตัวปรับสมดุลการโหลด L4 ยังคงเป็น L2/L3 เนื่องจากใช้ข้อมูลจากเลเยอร์ล่าง เช่น ที่อยู่ IP และหมายเลขพอร์ต

ข้อดีหลักของตัวปรับสมดุลโหลด L4

• ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากกว่าเนื่องจากไม่นำเนื้อหาข้อมูลมาใช้ในการตัดสินใจกำหนดเส้นทาง

• การเชื่อมต่อ TCP เดียวกันจะคงอยู่ระหว่างไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้เกินขีดจำกัดการเชื่อมต่อ TCP ที่มีอยู่บนตัวปรับสมดุลการโหลด

  
  

ข้อเสียหลักของตัวปรับสมดุลการโหลด L4

• การกำหนดเส้นทางอัจฉริยะเป็นไปไม่ได้เนื่องจากเนื้อหาไม่ได้ถูกถอดรหัส
• โปรโตคอลแบบมีสถานะทำให้มีความซับซ้อนเพิ่มมากขึ้น
• การแมประหว่างที่อยู่สาธารณะและที่อยู่ส่วนตัว
• ไม่มีการแคชเนื่องจากเนื้อหาไม่พร้อมใช้งานในระดับนี้
• ไม่สามารถใช้งานสำหรับสถาปัตยกรรมไมโครเซอร์วิสได้ เนื่องจากการเปลี่ยนเส้นทางการรับส่งข้อมูลไม่สามารถทำได้ตามเส้นทาง URL

ในทางกลับกัน ตัวปรับสมดุลการโหลด L7 ทำงานบนระดับแอปพลิเคชันในโมเดล OSI

ข้อดีหลักของตัวปรับสมดุลการโหลด L7

• การตัดสินใจอย่างชาญฉลาดสามารถทำได้โดยอิงจากเส้นทาง URL ส่วนหัว เนื้อหา

• การแคช

  
  

ข้อเสียหลักของตัวปรับสมดุลการโหลด L7

• ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมเนื่องจากต้องรักษาการเชื่อมต่อ TCP สองรายการ หนึ่งรายการระหว่างไคลเอนต์และตัวปรับสมดุลการโหลด รายการที่สองระหว่างตัวปรับสมดุลการโหลดและเซิร์ฟเวอร์ นอกจากนี้ จำเป็นต้องพิจารณาขีดจำกัดการเชื่อมต่อ TCP ของตัวปรับสมดุลการโหลดด้วย
• ปลอดภัยน้อยลงเนื่องจากตัวปรับสมดุลการโหลดจะต้องทราบใบรับรองจึงจะถอดรหัสข้อมูลและตัดสินใจกำหนดเส้นทางได้

บทสรุป

ตัวปรับสมดุลการโหลดเป็นส่วนประกอบสำคัญเมื่อใช้การปรับขนาดแนวนอนเพื่อจัดการกับระบบที่มีปริมาณการใช้งานสูง ตัวปรับสมดุลการโหลดมีอยู่ 2 ประเภทหลักคือ L4 และ L7

1. ตัวปรับสมดุลการโหลด L4 มีความปลอดภัยและประสิทธิภาพมากกว่ามากเนื่องจากข้อจำกัดในการตัดสินใจอย่างชาญฉลาด

2. ตัวปรับสมดุลการโหลด L7 ทำงานในลักษณะที่ให้การตัดสินใจกำหนดเส้นทางที่ชาญฉลาดเนื่องจากต้นทุนด้านประสิทธิภาพและความปลอดภัย

   
   

การเลือกประเภทที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของระบบและควรพิจารณาอย่างรอบคอบโดยคำนึงถึงความสมดุลระหว่างการใช้หลักการรักษาความปลอดภัยและการขจัดคอขวดด้านประสิทธิภาพ