- 6 minutos
- jan 29, 2024
Load balance é uma das estratégias mais eficazes para diminuir a instabilidade e aumentar a confiabilidade dos sistemas utilizados por empresas de pequeno, médio e grande porte, otimizando a infraestrutura de TI.
Ela é considerada essencial para evitar prejuízos e diversos problemas relacionados à Tecnologia da Informação (TI), diante de milhares de requisições que são feitas simultaneamente na Internet.
As demandas por serviços rápidos crescem a cada dia que passa, pois o número de dispositivos conectados se eleva continuamente. Por esse motivo, foi criado o load balance, cuja função é facilitar a distribuição das cargas geradas pelos acessos em diversos servidores.
Neste post, vamos explicar qual é a importância dessa tecnologia e como funciona a solução em nuvem. Acompanhe a leitura!
O load balance, ou balanceamento de carga, trata-se de um componente que mantém equilibrado o direcionamento das requisições de uma aplicação e a carga de trabalho.
A estratégia distribui cargas de trabalho entre computadores, servidores, redes e recursos que executam idêntica tarefa. Por exemplo, o suporte às vendas de um e-commerce ou a exibição de uma página.
Load balance otimiza o desempenho, reduz o tempo de resposta e evita sobrecargas, se houver picos repentinos que tiram os sites do ar.
Portanto, é um sistema único, que serve como ponto de entrada para cada requisição e que redistribui todas elas para um conjunto de servidores capazes de atendê-las. Ele as envia e mantém a conexão com o cliente.
O sistema serve para o atendimento de vários objetivos, por exemplo, alta disponibilidade, escalabilidade, excelente desempenho, etc. É um balanceador que, ao ser configurado, suporta milhões de requisições e distribui as cargas de trabalho com muita eficiência.
Ele organiza as filas na entrada das redes, faz o direcionamento das solicitações e impede os ataques cibernéticos.
O principal objetivo do load balancing é evitar a sobrecarga de um recurso específico, garantindo que todos os recursos disponíveis sejam utilizados de maneira eficiente.
Ao distribuir a carga de trabalho equilibradamente, o load balancing melhora a capacidade de processamento do sistema, reduz o tempo de resposta e evita interrupções causadas por falhas ou sobrecargas em um único ponto.
Existem diferentes abordagens e algoritmos de balanceamento de carga, incluindo round-robin (circular), least connection (menos conexões), IP hash (hash do endereço IP), entre outros.
Esses algoritmos determinam como a carga será distribuída entre os recursos disponíveis, levando em consideração fatores como capacidade, latência, carga atual e outros indicadores relevantes.
O load balancing é utilizado em aplicações web, em que há uma grande quantidade de solicitações de usuários sendo direcionadas para vários servidores.
Também é comumente usado em ambientes de computação em nuvem, data centers e redes de entrega de conteúdo (CDNs), onde a distribuição eficiente da carga é essencial para garantir um desempenho adequado e uma experiência do usuário positiva.
O load balancing é utilizado para otimizar o desempenho, aumentar a disponibilidade e melhorar a confiabilidade dos sistemas, distribuindo a carga de trabalho de forma equilibrada entre os recursos disponíveis.
O balanceador entra em cena sempre que o número de page views se eleva consideravelmente em determinado momento. Veja a seguir, como ela funciona!
O load balance faz a distribuição do tráfego dos usuários em diversas instâncias de suas aplicações. A sua configuração permite a redistribuição das requisições para vários web servers e reparte os recursos, garantindo a disponibilidade e a convergência dos serviços.
O componente é essencial para suportar as flutuações nas demandas de acessos. Esse dispositivo faz o balanceamento e a sincronização dos dados automaticamente para liberar o servidor principal.
Ele descentraliza o tráfego, o redistribui de forma estratégica entre vários servidores e aprimora o desempenho da infraestrutura de TI. Por exemplo, uma empresa que utiliza links de Internet poderá destinar um tipo de link para o acesso ao site.
Cloud load balancing é um serviço distribuído, definido e gerenciado por software na nuvem.
Com ele, você poderá realizar a veiculação de conteúdos perto dos usuários e por meio de um sistema que responderá a milhões de requisições a cada segundo.
Isso ocorre porque esse sistema não se baseia em uma infraestrutura física para atender às cargas de trabalho.
O Google Cloud fornece os recursos necessários para o balanceamento dessas cargas.
Entre eles estão o escalonamento automático e inteligente dos back-ends, o uso de um endereço único de IP que servirá como front-end, o balanceamento externo das cargas para os apps da Internet, equilíbrio de carga baseado em proxy para realizar os repasses e muito mais.
O balanceamento de carga global deve ser utilizado quando os back-ends forem distribuídos em diversos lugares do mundo.
Os usuários vão acessar os conteúdos e aplicativos, mas a sua empresa pretende oferecer o acesso por meio de um único endereço IP anycast.
Já o balanceamento regional serve para organizações que necessitam de encerramento IPv4, e seus back-ends estejam em uma região.
Balanceamento de carga externo distribui o tráfego oriundo da Internet para a rede privada virtual do Google Cloud. Nesse caso, para o balanceamento de carga global, é necessário usar o nível Premium.
Já o nível Standard é indicado para realizar o balanceamento de carga regional. Os balanceadores de carga internos fazem a distribuição do tráfego para o Google Cloud.
O Google Cloud oferece, também, os balanceadores de carga externos baseados em proxy, os quais herdaram a proteção DDoS dos Google Front Ends (GFEs).
Essa proteção é automática e a empresa poderá fazer a configuração do Google Cloud Armor para load balance de carga HTTP(S) externo. Os balanceadores de carga externos de passagem utilizam a infraestrutura de roteamento do Google.
Esse tipo de balanceamento de carga é interligado à pilha de virtualização de rede Andrômeda. Sendo assim, trata-se de um serviço com gerenciamento de código aberto baseado no proxy Envoy.
O balanceador fornece o equilíbrio das cargas de trabalho para aplicativos da camada 7, sendo que o usuário define como será roteado o tráfego com mapas de URL.
Esse balanceamento é implementado nos GFEs, os quais funcionam em conjunto, usando a rede global e o plano de controle do Google para as cargas serem distribuídas globalmente.
Se a sua empresa utilizar o nível Premium, saiba que os GFEs oferecerão o balanceamento multirregional das cargas de trabalho e direcionarão o tráfego para o back-end íntegro mais próximo.
O balanceamento de carga TCP/UDP interno será realizado na pilha de virtualização de rede Andrômeda e permitirá que o usuário realize a redistribuição da carga de tráfego TCP/UDP.
Por isso, é necessário configurar um endereço IP para que atue como o front-end nas instâncias internas de back-end. A configuração é simples e o balanceador protege os serviços contra falhas.
Essa modalidade de balanceamento foi desenvolvida com base no Maglev. O balanceador possibilitará que o usuário redistribua as cargas de trabalho nos sistemas da empresa com base em informações do protocolo IP de entrada.
Esse sistema atende à carga de tráfego regional e não faz conexões de proxy de clientes, por se tratar de um balanceador de carga de passagem.
A implementação do balanceamento de carga do proxy SSL é feita nos GFEs, cuja distribuição é global.
Caso a sua empresa escolha o nível Premium, poderá implantar back-ends em vários lugares e direcionar de forma automática o tráfego dos usuários para determinada região.
O balanceamento de carga de proxy TCP funciona da mesma forma, com redistribuição de carga global.
Os protocolos do load balance são:
No modelo de balanceamento de carga Master/Slave, um servidor principal (o mestre) lida com todas as solicitações. Caso o servidor mestre fique sobrecarregado ou falhe, um ou mais servidores de backup (escravos) assumem a carga.
Esse modelo é um método simples de implementar, mas pode sobrecarregar o servidor principal se ele não for capaz de lidar com a demanda.
O método Round Robin distribui as solicitações de forma alternada entre os servidores, um de cada vez. É fácil de configurar e funciona bem se todos os servidores tiverem capacidades semelhantes.
Porém, ele não verifica a carga de trabalho atual de cada servidor, o que pode levar a uma distribuição desigual.
O algoritmo Least Connections envia as novas solicitações para o servidor que tem o menor número de conexões ativas no momento. Isso ajuda a equilibrar a carga, especialmente quando as conexões variam em duração e intensidade, porém é mais difícil de configurar.
A implementação do balanceamento de carga (load balancing) em uma organização traz várias vantagens significativas. Aqui estão algumas delas:
O load balancing distribui a carga de trabalho equilibradamente entre vários recursos, garantindo que nenhum deles seja sobrecarregado. Isso resulta em um melhor desempenho geral do sistema, reduzindo gargalos e atrasos.
Ao distribuir a carga de trabalho entre vários recursos, o load balancing permite que a organização dimensione verticalmente (adicionando mais recursos) ou horizontalmente (adicionando mais servidores) para lidar com aumentos de tráfego ou demanda.
Isso facilita o gerenciamento do crescimento e a adaptação às necessidades em constante mudança da organização.
O load balancing é projetado para lidar com falhas de recursos de forma transparente. Se um servidor ou recurso falhar, o tráfego será redirecionado automaticamente para outros recursos disponíveis.
Isso aumenta a disponibilidade do sistema, reduzindo o tempo de inatividade e garantindo que os serviços estejam sempre acessíveis aos usuários.
Com a distribuição da carga de trabalho em vários recursos, o load balancing ajuda a mitigar o impacto de falhas individuais. Se um recurso falhar, outros recursos assumirão a carga sem interromper os serviços. Isso resulta em maior tolerância a falhas e resiliência do sistema.
O load balancing permite utilizar eficientemente os recursos disponíveis. Ao distribuir a carga de trabalho, evita-se subutilizar recursos e o desperdício de capacidade. Isso leva a um uso mais eficiente dos recursos de hardware e rede, reduzindo custos operacionais.
O load balancing pode ser usado para direcionar o tráfego de forma inteligente para diferentes servidores ou locais geográficos, com base em regras configuráveis.
Isso permite otimizar o desempenho do sistema, roteando o tráfego para servidores mais próximos dos usuários ou que possuam recursos específicos necessários para atender às demandas.
A implementação do load balancing traz vantagens como melhor desempenho, escalabilidade, disponibilidade, tolerância a falhas, uso eficiente de recursos e balanceamento de tráfego.
Essas vantagens contribuem para um ambiente de TI mais confiável, eficiente e resiliente, proporcionando uma melhor experiência aos usuários e reduzindo interrupções nos serviços.
A implementação do balanceamento de carga (load balancing) pode variar dependendo do ambiente específico e das tecnologias utilizadas. No entanto, existem algumas abordagens comuns para implementar o load balancing em uma organização. Aqui estão algumas opções:
Essa abordagem envolve o uso de dispositivos físicos dedicados, como balanceadores de carga, que ficam entre os clientes e os servidores. Esses dispositivos distribuem a carga de trabalho entre os servidores com base em algoritmos de balanceamento de carga.
Eles podem realizar verificações de integridade dos servidores e direcionar o tráfego para servidores saudáveis. Essa solução é ideal para ambientes com alto volume de tráfego e requisitos avançados de balanceamento de carga.
Nessa abordagem, o balanceamento de carga é implementado por meio de software em servidores padrão.
Isso pode ser alcançado configurando-se um software específico para balanceamento de carga, como o HAProxy, Nginx ou Apache HTTP Server, para distribuir a carga de trabalho entre os servidores disponíveis.
O software monitora a disponibilidade dos servidores e direciona o tráfego conforme as regras configuradas. Essa opção é mais flexível e escalável, permitindo ajustes e personalização conforme necessário.
Para organizações que utilizam serviços em nuvem, como o Google Cloud Platform (GCP), essas plataformas geralmente oferecem serviços nativos de balanceamento de carga.
Eles permitem configurar e gerenciar o balanceamento de carga por meio de interfaces e APIs fornecidas pela plataforma. Esses serviços em nuvem podem lidar com a distribuição de tráfego automaticamente e ajustar a alocação de recursos com base nas necessidades.
Independentemente do método escolhido, a implementação do load balancing geralmente envolve os seguintes passos:
Configure os servidores e aplique as configurações necessárias para torná-los capazes de lidar com a carga de trabalho distribuída. Isso pode incluir a instalação de software específico, a configuração de serviços e a sincronização dos dados, se necessário.
Configure o balanceador de carga com as regras de distribuição de carga desejadas, como algoritmos de balanceamento, monitoramento de servidores e regras de roteamento.
Isso pode ser feito por meio de interfaces gráficas, arquivos de configuração ou APIs, dependendo da abordagem escolhida.
Após a configuração inicial, teste o balanceamento de carga e monitore o desempenho do sistema. Faça ajustes conforme necessário para otimizar o desempenho, garantir a disponibilidade e atender às demandas da carga de trabalho.
Lembrando que essas são apenas diretrizes gerais e a implementação específica pode variar dependendo do ambiente e das tecnologias utilizadas.
É recomendável consultar a documentação e recursos específicos da plataforma ou software escolhido para obter instruções detalhadas sobre a implementação do load balancing.
Compreendeu o que é load balance, o seu funcionamento e a sua importância para o universo corporativo? O uso dessa tecnologia colocará um fim nas indisponibilidades, tornará o sistema mais flexível e promoverá uma melhor experiência aos usuários.
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Load balance é uma técnica que distribui o tráfego de dados entre vários servidores para evitar sobrecargas e garantir maior estabilidade e desempenho dos sistemas, principalmente, em picos de acessos.
crédito da imagem: Freepik
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