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.
Quer saber como realizar o load balance na empresa e aproveitar as vantagens dessa tecnologia? Acompanhe a leitura!
O que é load balance?
A tradução desses termos significa balanceamento de cargas. 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 virtuais.
Pra que serve o load balance?
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 amplamente utilizado em aplicações web, onde 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.
Qual a importância e como funciona load balance?
O load balance é muito importante porque é baseado em diversos componentes que aumentam a confiabilidade dos sistemas e a segurança das informações.
O balanceador entra em cena sempre que o número de page views se eleva consideravelmente em determinado momento.
Veja a seguir, por quais razões essa tecnologia é relevante para os negócios e como ela funciona!
Balanceador de carga
Como você pode ver, 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
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.
Balanceador de carga global ou regional
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.
Balanceador de carga externo ou interno
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 Standart é indicado para realizar o balanceamento de carga regional. Os balanceadores de carga internos fazem a distribuição do tráfego para o Google Cloud.
Balanceador baseado em proxy
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.
Balanceador de carga HTTP(S) interno
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.
Balanceador de carga HTTP(S) externo
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.
Balanceador de carga TCP/UDP interno
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.
Balanceador de carga de rede TCP/UDP externa
Essa modalidade de balanceamento foi desenvolvida com base no Maglev. O balanceador permitirá 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.
Balanceador de carga de proxy SSL e TCP
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.
Quais as vantagens da implementação do load balance na organização?
A implementação do balanceamento de carga (load balancing) em uma organização traz várias vantagens significativas. Aqui estão algumas delas:
Melhor desempenho
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.
Maior escalabilidade
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.
Aumento da disponibilidade
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.
Tolerância a falhas
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.
Uso eficiente de recursos
O load balancing permite utilizar eficientemente os recursos disponíveis. Ao distribuir a carga de trabalho, evita-se a subutilização de recursos e o desperdício de capacidade. Isso leva a um uso mais eficiente dos recursos de hardware e rede, reduzindo custos operacionais.
Balanceamento de tráfego
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.
Como implementar o load balance?
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:
Balanceamento de carga baseado em hardware
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.
Balanceamento de carga baseado em software
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.
Balanceamento de carga em nuvem
Para organizações que utilizam serviços em nuvem, como Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure ou Google Cloud Platform (GCP), essas plataformas geralmente fornecem serviços de balanceamento de carga nativos. 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:
- Configurar os servidores
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;
- Configurar o balanceador de carga
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.
- Testar e ajustar
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.
Caso você tenha ficado com dúvidas, saiba que a SantoDigital é uma empresa especializada na área e poderá auxiliar na implementação desse componente.Gostaria de conhecer outras soluções interessantes? Então, aprenda um pouco sobre como usar o BigQuery em machine learning!
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