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Load Balancers: Alles über diese wichtige Einrichtung

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load balancer

Der Load Balancer ist ein wichtiges Tool, das den reibungslosen Betrieb vieler digitaler Dienste sicherstellt. Seine Aufgabe ist es, die eingehenden Anfragen auf mehrere Server zu verteilen, um eine Überlastung zu vermeiden und eine schnelle und effiziente Antwort zu gewährleisten. Mit anderen Worten, er fungiert als Dirigent, der den Verkehrsfluss durch die Server steuert, um die Nutzung der Ressourcen zu optimieren, die Leistung zu maximieren und die Antwortzeiten zu minimieren.

In diesem Artikel werden wir den Schleier über dieser mittlerweile wichtigen Technologie lüften.

Die verschiedenen Arten von Loadbalancern

Ein Lastausgleich kann aus Hardware oder Software bestehen und auf verschiedenen Ebenen des Netzwerkprotokollstapels arbeiten. Jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile und optimale Anwendungsfälle. Sehen wir uns das im Einzelnen an.

BildHardwareDies sind physikalische Geräte, die für die Verwaltung von Lastenausgleich in großem Maßstab entwickelt wurden. Sie werden normalerweise in Datenzentren eingesetzt und können ein großes Verkehrsvolumen bewältigen. Sie sind auch oft mit erweiterten Funktionen ausgestattet und bieten eine hohe Leistung, können sich aber andererseits als teuer und weniger flexibel erweisen als ihr Software-Vorbild.
BildSoftwareDiese Load Balancer sind Anwendungen , die auf einem Server installiert werden. Im Allgemeinen sind sie weniger teuer und flexibler als ihre Hardware-Pendants und können leicht aktualisiert oder modifiziert werden. Ihre Leistung kann jedoch von den Ressourcen des Servers abhängen, auf dem sie installiert sind.
BildSchicht 4Ein auf dem Netzwerk (oder Layer 4) basierender Load Balancer arbeitet auf der Transportschicht des OSI-Modells. Er verteilt den Datenverkehr auf der Grundlage der Quell- und Ziel-IP-Adressen sowie des Ports. Es ist einfacher und schneller , bietet aber weniger Möglichkeiten, den Verkehr granular zu verwalten.
BildLayer 7Ein anwendungsbasierter Lastenausgleich (oder Layer 7), operiert auf der Anwendungsschicht des OSI-Modells. Er trifft komplexere Routingentscheidungen, die auf dem Inhalt der Nachrichten basieren, wie z. B. URL, Cookies oder HTTP-Header. Dadurch kann er eine ausgefeiltere Lastverteilung bieten, ist aber im Allgemeinen langsamer als sein netzwerkbasiertes Gegenstück.
ImageHauptanbieter Es gibt viele Anbieter von Lösungen zum Lastenausgleich, insbesondere im Bereich der Cloud. Zu ihnen gehören: 
  • Amazon Web Services: bietet den Elastic Load Balancing Service, der den Classic Load Balancer (Layer 4), den Application Load Balancer (Layer 7) und den Network Load Balancer für eine sehr hohe Leistung in großem Maßstab umfasst
  • Google Cloud : Bietet Google Cloud Load Balancing, eine vollständig verteilte, softwarebasierte Lösung
  • Microsoft Azure: Bietet Azure Load Balancer (Layer 4) und Azure Application Gateway (Layer 7)

Wie funktioniert ein Load Balancer?

Source : nginx.com

Die verwendeten Algorithmen

Ein Loadbalancer verwendet verschiedene Algorithmen, um zu bestimmen, wie der eingehende Datenverkehr zwischen den Servern verteilt werden soll. Hier sind einige der am häufigsten verwendeten Algorithmen:

  • Round Robin: Dies ist der einfachste. Er verteilt die Anfragen zyklisch an jeden Server in der Liste, einen nach dem anderen.
  • Least Connections: Dieser Algorithmus leitet neue Anfragen an den Server mit den wenigsten aktiven Verbindungen. Dies ist nützlich, wenn nicht alle Server die gleiche Kapazität haben.
  • IP Hash: Er verwendet die IP-Adresse des Ursprungs und des Ziels, um zu bestimmen, an welchen Server die Anfrage gesendet werden soll. Dies ist nützlich, um eine Aufrechterhaltung der Sitzung zu gewährleisten.

Verwaltung und Aufrechterhaltung von Sitzungen

Für einige Anwendungen ist es wichtig, dass alle Anfragen eines Benutzers für die Dauer seiner Sitzung an denselben Server gerichtet werden. Dies wird als „Sitzungspersistenz“ oder „Sitzungsaffinität“ bezeichnet.

Nehmen wir ein konkretes Beispiel. Stell dir vor, du legst auf einer Verkaufsseite Artikel in deinen Warenkorb, diese Informationen können auf einem bestimmten Server gespeichert werden. Wenn nun deine Anfragen an einen anderen Server weitergeleitet werden, könnte dein Warenkorb als leer erscheinen. Um dies zu verhindern, verwenden Lastverteiler Techniken wie Cookies oder den IP Hash-Algorithmus, um sicherzustellen, dass alle deine Anfragen an denselben Ort gehen.

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Überprüfung des Gesundheitszustands der Server

Es ist zwingend notwendig, dass ein Loadbalancer den Gesundheitszustand der von ihm verwalteten Server überwacht. Wenn also festgestellt wird, dass ein Server ausgefallen oder nicht ansprechbar ist, wird der Load Balancer keinen Verkehr mehr an diesen Server senden, bis er wieder funktionsfähig ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Datenverkehr an Server weitergeleitet wird, die ihn bewältigen können, was die Zuverlässigkeit und die Gesamtleistung der Anwendung verbessert.

Skalierung und hohe Verfügbarkeit

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist ihre Fähigkeit, mit Skalierbarkeit (Skalierung) und Hochverfügbarkeit umzugehen. Durch die ständige Überwachung des Datenverkehrs und der Serverleistung kann ein Load Balancer dabei helfen, zu erkennen, wann neue Ressourcen benötigt werden. Außerdem kann er eine kontinuierliche Verfügbarkeit des Dienstes gewährleisten, indem er den Datenverkehr umleitet, wenn ein Server ausfällt.

Fazit

Wir haben in diesem Artikel gesehen, dass Load Balancers eine entscheidende Rolle bei der Verwaltung des Netzwerkverkehrs spielen. Es ist daher klar, dass sie ein entscheidender Bestandteil der modernen Netzwerkinfrastruktur sind.

Lastverteiler tragen zu einem effizienten Betrieb bei, indem sie den Datenverkehr intelligent zwischen den Servern verteilen, Sitzungen für eine bessere Benutzererfahrung aufrechterhalten und den Gesundheitszustand der Server überwachen, um eine optimale Leistung und Verfügbarkeit zu gewährleisten.

Da unsere Abhängigkeit von Online-Anwendungen und -Diensten weiter wächst, wird auch ihre Bedeutung zunehmen. Daher ist es für Unternehmen und IT-Fachleute von entscheidender Bedeutung, ihre Funktionsweise zu verstehen und zu wissen, wie man sie effektiv verwaltet.

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