روزانه درخواست‌های زیادی به سمت وب‌سایت‌های پربازدید و اپلیکیشن‌های مدرن ارسال می‌شوند که پردازش همه‌ی آن‌ها باید به صورت همزمان صورت بگیرد تا اطلاعات را به شکل درست خود از قبیل متن، ویدیو و تصویر به کاربران بازگردانند. مدیریت این حجم از ترافیک به روشی مدرن و کارآمد از قبیل LoadBalancer (متعادل‌کننده بار) نیاز دارد که جدا از برقراری امکان پاسخ‌گویی هزینه‌های زیادی را هم به مجموعه تحمیل نکند. اگر می‌خواهید بدانید که LoadBalancer چیست و چه مزایایی را برای شما به دنبال دارد، تا انتهای این مطلب از وبلاگ آراد آرپانت، ارائه‌دهنده خدمات مشاوره و اجرای خدمات دواپس به صورت تخصصی، همراه ما باشید.

مفهوم Load Balancer یا لود بالانسینگ چیست؟

مطابق با اطلاعات مندرج در وب‌سایت f5.com می‌توان ماهیت و مفهوم Load Balancer را به صورت زیر تعریف کرد: « LoadBalancer راه‌حلی است که به عنوان پروکسی ترافیک عمل و ترافیک شبکه یا اپلیکیشن را در اندوپوینت‌های تعدادی از سرورها توزیع می‌کند. با این حساب به منظور توزیع ظرفیت در زمان اوج ترافیک و افزایش اعتبار اپلیکیشن‌ها کاربرد دارد و می‌تواند با کاهش بار سرویس‌ها عملکرد کلی برنامه‌ها را بهبود ببخشد؛ علاوه‌براین توزیع درخواست‌ها در بین سطوح محاسباتی مختلف به حفظ اپلیکیشن و سشن‌های شبکه هم کمک می‌کند.»

LoadBalancer چگونه عمل میکند؟

حال که متوجه شدید LoadBalancer  چیست، بهتر است نگاهی هم به ماهیت و نحوه‌ی عملکرد آن بیندازید. روند متعادل کردن بار ورودی توسط الگوریتم مبتنی برDNS  صورت می‌گیرد؛ به این صورت که کاربر از طریق URL  به وب‌سایتی که به آدرس IP  لینک شده است، دسترسی پیدا می‌کند. قبل از معرفی انواع الگوریتم ها با این مفهوم با انواع پروتکل های شبکه آشنا شوید. در این شرایط سرور با LoadBalancer که درخواست را به سمت سرور هدایت می‌کند، ارتباط می‌گیرد. روش توزیع ترافیک در متعادل‌کننده‌ی بار وابسته به نوع الگوریتم مورد استفاده است که چهار عدد از شناخته ‌شده‌ترین آن‌ها در ادامه بررسی شده‌اند:

الگوریتم Round Robin

در این الگوریتم یک صف برای درخواست‌های ورودی ایجاد می‌شود که بعداً توسط متعادل‌کننده بار مدیریت و به سمت سرورهای کلاستر توزیع می‌شود. این درخواست‌ها به ترتیب و برمبنای در دسترس بودن دستگاه‌ها اختصاص می‌یابند. فوریت درخواست و باری که برای سرور مربوطه ایجاد می‌کند در الگوریتم راند رابین اهمیتی ندارند و این ویژگی برای محیط‌هایی که در آن سرورها منابع یکسانی دارند، کاملاً ایده‌آل و مناسب است؛ اما در زیرساخت‌هایی که منابع سرور متفاوت هستند، ممکن است منجر به تخصیص بار نامناسب به دستگاه‌هایی با توان پایین و در نتیجه تولید ترافیک و اضافه بار شود.

الگوریتم Weighted Round Robin

منظور از الگوریتم Weighted Round Robin در Load Balancer چیست؟ برخلاف راند رابین استاندارد در این متد از توزیع وزنی استفاده می‌شود؛ به این طریق به هر سرور بر اساس ظرفیت و قدرتی که دارد مقدار مشخصی از قبل اختصاص پیدا می‌کند. برای مثال قوی‌ترین سرور مقدار ۱۰ و ضعیف‌ترین آن‌ها مقدار ۱ را دریافت می‌کند و پس از این کار متعادل‌کننده بار، بارهای کاری بیشتری را به قوی‌ترین دستگاه اختصاص می‌دهد. این روش برای محیط‌هایی که در آن سرورها منابع متفاوتی دارند، مناسب است، چرا که بار با توجه به ظرفیت آن‌ها بهینه‌سازی می‌شود. 

الگوریتم Least Connections

دو روش قبل تعداد اتصالاتی را که کلاسترهای سرور باید در زمان توزیع تسک‌ها توسط LoadBalancer مدیریت کنند، در نظر نمی‌گیرند. گاهی اوقات چندین اتصال روی یک سرور جمع و منجر به اضافه بار آن می‌شوند. الگوریتم Least Connections این مشکل را برطرف می‌کند و تعداد درخواست‌هایی را که روی سرور وب در طول توزیع وجود دارند، در نظر می‌گیرد. دستگاهی با پایین‌ترین تعداد درخواست، درخواست ورودی بعدی را از توزیع‌کننده بار دریافت می‌کند. با وجود مزایای ذکر شده این الگوریتم ظرفیت فنی سرور را در نظر نمی‌گیرد، به همین جهت برای محیط‌هایی با منابع سرور یکسان ایده‌آل‌تر است.

برای مطالعه بیشتر بخوانید:  معماری شبکه چیست؟

الگوریتم Weighted Least Connections

این الگوریتم مکمل الگوریتم قبلی است و در یک زیرساخت با منابع سرور ناهمگون حجم و وزن درخواست‌ها را برای هر دستگاه که توسط مدیر تعریف می‌شود، در نظر می‌گیرد. در این روش هم مانند الگوریتم Weighted Round Robin بالاترین وزن به قدرتمندترین سرور اختصاص داده می‌شود تا بتوانید تعادل بار بهینه را برای درخواست‌ها در یک کلاستر حفظ کنید. بعد از آن هر درخواست جدید به سروری با کمترین نسبت اتصال فعال به وزن اختصاص داده می‌شود.

مزایای LoadBalancer چیست؟

کاربران و مشتریان برای پیگیری امور مختلف خود به پیدا کردن اطلاعات و پیگیری تراکنش‌های گوناگون به صورت ریل تایم نیاز دارند. هرگونه تاخیر در پاسخ‌دهی با تولید پاسخ‌های متناقض حتی در زمان اوج درخواست‌ها می‌تواند مشتریان را برای همیشه از یک کسب‌و‌کار دور کند. با این حساب می‌توان گفت که استفاده از لود بالانسر مزایای زیر را برای یک مجموعه و کسب‌وکار به همراه خواهد داشت:

در دسترس بودن برنامه

کاربران داخلی و خارجی باید بتوانند به دسترسی اپلیکیشن تکیه کنند. چنانچه برنامه‌ی شما یا عملکردهای گوناگون آن به هر دلیلی دچار مشکل شوند و زمان گران‌بهای مشتریان را هدر دهند، آن‌ها به سمت رقبای دیگر خواهند رفت. در حالی که استفاده از LoadBalancer در دسترس بودن همیشگی برنامه‌ی شما را تضمین می‌کند. آراد آرپانت بهترین مرجع خدمات پشتیبانی شبکه به شما در این امر مهم کمک میکند.

مقیاس‌پذیری برنامه

تصور کنید که یک شرکت فروش بلیط را اداره می‌کنید و قرار است بلیط‌های مربوط به یک اجرای پرطرفدار را در روز و ساعت مشخصی به فروش برسانید؛ در این صورت ممکن است هزاران نفر تلاش کنند تا به وب‌سایت شما متصل شوند. چنانچه از توزیع‌کننده بار استفاده نکنید سایت شما به تمامی مواردی که سرور اول می‌تواند در خود جای دهد محدود و با تعداد پایین درخواست‌ها هم از دسترس خارج خواهد شد. در عوض می‌توانید با استفاده از Load Balancer درخواست‌ها و ترافیک را به سایر سطوح محاسباتی در دسترس هدایت و مشتریان بیشتری را برای تهیه‌ی بلیط جذب کنید.

امنیت برنامه

یکی از مهم‌ترین مزایای Load Balancer این است که به سازمان‌ها اجازه می‌دهد راه‌حل‌های امنیتی خود را مقیاس‌بندی کنند که یکی از اصلی‌ترین راهکارهای آن، توزیع ترافیک در سیستم‌های متعدد است که باعث به حداقل رساندن حملات می‌شود و مصرف منابع و اشباع کردن لینک‌ها را دشوار می‌کند. علاوه‌بر‌این توزیع‌کننده‌ی بار می‌تواند در صورت آسیب‌پذیری سرور، ترافیک آن را به سیستم‌های دیگر انتقال و به این ترتیب سطوح امنیتی را افزایش دهد.

برای مطالعه بیشتر بخوانید : کنترل دسترسی شبکه (Network Access Control) چیست؟

سخن پایانی

همان‌طور که ملاحظه کردید استفاده از Load Balancer می‌تواند درخواست‌ها و ترافیک‌های ارسالی به سمت یک وب‌سایت یا اپلیکیشن را بین سرورهای گوناگون و در دسترس توزیع و به این طریق اجرای صحیح و بدون مشکل آن‌ها را در کوتاه‌ترین زمان ممکن تضمین و به این ترتیب تولید پاسخ مناسب برای کاربران را ممکن کند. در ادامه سوالات مهمی که برایتان پیش می آید را شرح داده ایم:

LoadBalancer چیست؟

Load Balancer توزیع ترافیک شبکه را به صورت پویا در بین منابع گوناگون به منظور پشتیبانی از یک برنامه ممکن می‌کند.

آیا Load Balancer نوعی روتر است؟

آیا Load Balancer نوعی روتر است؟

بله؛ LoadBalancerها روترهایی هستند که ترافیک با حجم بالا را بین اندپوینت‌های تقریباً یکسان هدایت می‌کنند.

آیا استفاده از LoadBalancer ضروری است؟

تمامی افرادی که به واسطه‌ی شغل خود باید در دسترس بودن اپلیکیشن‌ها را تضمین کنند حتماً به Load Balancer نیاز دارند.

منظور از HTTP Load Balancer چیست؟

HTTP Load Balancer از یک الگوریتم مشخص برای متعادل کردن حجم درخواست‌های HTTP ورودی و HTTPS استفاده می‌کند.

چرا باید از Load Balancer استفاده کنیم؟

LoadBalancer با شناسایی خودکار مشکلات سرور و هدایت ترافیک کلاینت به سرورهای در دسترس، تحمل خطای سیستم شما را افزایش می‌دهد.