لود بالانسینگ چیست؟ آشنایی با لود بالانسر

در ابتدای موضوع لود بالانسینگ باید گفت که قبل از حدود دو دهه پیش، وب‌سایت‌ها با دو چالش اصلی مقیاس‌پذیری و دسترسی مواجه بودند. مقیاس‌پذیری به معنای قابلیت سازگاری با تعداد بالای کاربران و دسترسی همزمان آن‌ها به سرورها بود، در حالی که مشکل دسترسی به معنای وقوع خرابی‌های مداوم بود؛ اما امروزه، کاربران انتظار سرعت دارند. هرگاه احساس کنند که وقت خود را تلف کرده‌اند، بدون شک به سراغ سایت دیگری می‌روند. از سوی دیگر، تاخیرهای طولانی نه تنها به بهره‌وری کسب و کارها ضربه می‌زند، بلکه به هزینه‌های اضافی نیز منجر می‌شود.

راه حل بهتر این امر بارگذاری و توزیع بار بود. لود بالانسر به وب‌سایت‌ها کمک می‌کنند تا بار کاری را به صورت هوشمند بین چند سرور توزیع کرده و به همین ترتیب سطح پاسخگویی و سرعت وب‌سایت‌ها را بهبود بخشند. این روش با کمک الگوریتم‌های پیشرفته و توزیع منابع بهینه، به جلوگیری از بروز مشکلات مربوط به مقیاس‌پذیری و دسترسی کمک می‌کند و از طرف دیگر امکان افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها را فراهم می‌کند.

به این ترتیب با استفاده از تکنولوژی لود بالانسرها، وب‌سایت‌ها می‌توانند به بهبود عملکرد، افزایش سرعت، و افزایش بهره‌وری دست یابند، در حالی که همچنان توانایی مقابله با بارهای کاری بالا و تضمین دسترسی پایدار به کاربران را دارند.

لود بالانسینگ چیست؟

قبل از هر چیز باید در نظر داشت که لود بالانسینگ یک مفهوم اساسی در زمینه تکنولوژی اطلاعات است که به معنای توزیع منطقی ترافیک و بار کاری بین چندین سرور یا دستگاه است. این اصطلاح به کنترل دقیق ترافیک بین سرورها برای افزایش کارایی و کاهش زمان پاسخ در سیستم‌های اینترنتی اشاره دارد.

هنگامی که تعداد زیادی کاربر به یک سایت و یا سیستم وصل شوند، امکان دارد که یک سرور نتواند تمامی درخواست‌ها را به صورت همزمان پردازش کند و باعث ایجاد اختلال و کاهش سرعت عملگرایی سیستم شود. در این حالت لود بالانسر وظیفه توزیع بار کاری بین چندین سرور را برعهده می‌گیرد تا از کارایی بهتر و بهبود زمان پاسخ سیستم اطمینان حاصل شود. با توجه به این توضیحات، اهمیت استفاده از تکنیک load balancing برای بهبود عملکرد سیستم‌ها و کاهش زمان پاسخ به کاربران بیشتر به چشم می‌خورد.

کاربرد لود بالانسر چیست؟

اگر بخواهیم توضیحی کلی درباره عملکرد لود بالانسینگ دهیم، می‌توانیم بگوییم که این فرآیند به توزیع بار ترافیک شبکه و فشار کاری بین چند سرور بک‌اند می‌پردازد تا هیچ سروری اضافه بار نداشته باشد و در نتیجه، سرعت پاسخگویی برنامه‌ها افزایش یابد و تجربه کاربری بهبود پیدا کند.

وظایف اصلی لود بالانسر شامل مواردی مانند مدیریت درخواست‌های بین سرور و کاربران، پایش سلامت سرورها، مدیریت سرورهای ناسالم و افزایش تقاضا، ایجاد سرورهای کاربردی مجازی، اضافه شدن به مزرعه سرورها، استفاده از کنترلرهای تحویل برنامه و بهبود عملکرد و امنیت برنامه‌ها می‌شود. به‌طور کلی، لود بالانسر برای مدیریت افزایش ترافیک، اطمینان از حداقل زمان پاسخگویی و اطمینان از قابلیت اطمینان منابع محاسباتی مسئول است.

بررسی انواع بالانسرها

انواع مختلف لود بالانسر ویژگی‌های خاصی دارند که برای شبکه‌ها در شرایط مختلف مناسب هستند. برای مثال ممکن است برای پایگاه داده رابطه‌ای خود از لود بالانسر SQL Server استفاده کنید، برای عیب‌یابی در چندین موقعیت جغرافیایی از لود بالانسر جهانی استفاده کنید یا برای اطمینان از عملکرد نام دامنه از لود بالانسر سرور DNS استفاده کنید. در زیر با انواع مختلف لود بالانسر آشنا می‌شویم.

لود بالانسر شبکه (Network Load Balancing)

این نوع از لود بالانسر از اطلاعات لایه شبکه برای تصمیم‌گیری در مورد ارسال ترافیک شبکه استفاده می‌کند. این نوع از لود بالانسر در لایه ۴ اتفاق می‌افتد و برای مدیریت ترافیک TCP/UDP مناسب است.

لود بالانسر HTTP یا HTTPS

لود بالانسینگ HTTP یا HTTPS بالانسر روی لایه ۷ (لایه کاربردی) عمل می‌کند و قدیمی‌ترین اشکال لود بالانسر است. این نوع از لود بالانسر از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار است و تصمیمات توزیع را بر اساس اطلاعات آدرس HTTP اتخاذ می‌کند.

تعادل بار داخلی (Internal Load Balancing)

این نوع از لود بالانسر به طور مشابه با لود بالانسر شبکه عمل می‌کند، اما برای متعادل‌سازی زیرساخت‌های داخلی استفاده می‌شود.

با استفاده از انواع مختلف این لود بالانسرها، می‌توانید بهترین راه‌حل برای شبکه خود را پیدا کنید.

لود بالانسر نرم افزاری و لود بالانسر سخت افزاری چه تفاوتی دارند؟

به عنوان یکی از ویژگی‌های کاربردی لود بالانسرها می‌توان گفت که هم به‌عنوان لوازم سخت‌افزاری و هم به‌عنوان یک ابزار نرم‌افزاری شناخته می‌شوند. اما تفاوت این دو لود بالانسر این است که:

• لوازم سخت‌افزاری در حقیقت نرم‌افزارهای اختصاصی را اجرا می‌کنند که به منظور کار بر روی CPU‌های سفارشی بهینه شده‌اند. در این حالت، هرچه ترافیک بیشتر می‌شود، وسایل لود بالانسینگ بیشتری برای کنترل حجم به سرور اضافه می‌شود.
• لود بالانسرهای نرم‌افزاری معمولا روی سخت‌افزار استاندارد x86 اینتل ارزان‌تر اجرا می‌شوند. با نصب نرم‌افزار در محیط‌های ابری مانند AWS EC2، نیاز به وجود سخت‌افزارهای فیزیکی از بین می‌رود.

انواع تکنیک‌های کاربردی در لود بالانسیگ

تکنیک‌های مختلفی برای لود بالانسینگ وجود دارند که هرکدام بر اساس الگوریتم‌ها و معیارهای خاص خود به انتخاب سرور مناسب برای دریافت درخواست‌های کاربران می‌پردازند. در زیر تعدادی از این تکنیک‌ها را بررسی می‌کنیم:

◉ Round Robin

در این روش، درخواست‌های کلاینت به صورت چرخشی بین سرورهای برنامه توزیع می‌شود. به عنوان مثال، اگر سه سرور برنامه وجود داشته باشد، اولین درخواست به اولین سرور، دومین درخواست به دومین سرور و الی آخر ارسال می‌شود.

◉ Weighted Round Robin

این مدل Round Robin ویژگی‌های سرورها را نیز در نظر می‌گیرد. هر سرور بر اساس وزنی که نشان‌دهنده تعداد اتصالات فعال آن است، انتخاب می‌شود. وزن بیشتر به معنی دریافت بیشتر درخواست‌ها است.

◉ Least Connections

این تکنیک تعداد اتصالات فعال را در نظر می‌گیرد و درخواست‌ها را به سروری با کمترین تعداد اتصالات فعال هدایت می‌کند.

◉ Weighted Least Connections

با توجه به تکنیک Least Connections، این مدل نیز بر اساس ظرفیت اتصال سرورها، وزنی به آن‌ها اختصاص می‌دهد و میزان ترافیک کلی را تعیین می‌کند.

◉ Source IP Hash

در این تکنیک، با استفاده از آدرس IP مبدا و مقصد کلاینت و سرور، یک هش منحصربه‌فرد ایجاد می‌شود و کلاینت‌ها به سرور خاصی متصل می‌شوند.

◉ Least Response Time

سروری که در حالت کمترین اتصالات فعال و کمترین زمان پاسخ است، انتخاب می‌شود.

◉ Least Pending Request

درخواست‌های معلق کلاینت‌ها نظارت شده و به سرور با کمترین درخواست معلق ارسال می‌شوند.

◉ Resource Based (Adaptive)

به عنوان یک عامل بر روی سرور نصب شده و وضعیت ترافیک و منابع را نظارت می‌کند تا لود بالانسر تصمیم‌گیری بهتری داشته باشد.

◉ Fixed Weighting

مدیر بر اساس معیارهای خود وزنی به هر سرور می‌دهد و سرور با بالاترین وزن بیشترین ترافیک را دریافت می‌کند.

◉ Least Bandwidth

لود بالانسر ترافیک را بر اساس میزان پهنای باند در ثانیه اندازه‌گیری کرده و به سرور با کمترین مقدار ارسال می‌کند.

این تکنیک‌ها به منظور بهبود عملکرد و کارایی سیستم‌های لود بالانسینگ استفاده می‌شوند و ترکیبی از این تکنیک‌ها می‌تواند برای توزیع بهتر ترافیک منابع سیستم استفاده شود.

سخن پایانی

لود بالانسینگ یک فرایند است که به وسیله آن حجم ترافیک و فشار کاری بین چند سرور تقسیم می‌شود تا از اوردلود شدن سرورها جلوگیری شود و سرعت و کارایی آن‌ها بهبود یابد. با توزیع مناسب درخواست‌های کاربران بین سرورها، اطمینان حاصل می‌شود که پاسخ‌ها به‌موقع ارسال شده و افت سرعت به حداقل ممکن می‌رسد.

به‌عنوان مدیر شبکه، شما می‌توانید از پلتفرم‌های نظارتی متعددی استفاده کنید که به شما نشان می‌دهند که آیا عملکرد لود بالانسر درست است یا خیر. با استفاده از این ابزارهای قدرتمند، شما می‌توانید بینش‌های دقیق و به‌روزی از عملکرد کل زیرساخت شبکه خود داشته باشید تا به راحتی مشکلات مربوط به لود بالانسر را شناسایی و رفع کنید.