Lastverteilung

Was ist Lastverteilung?

Lastverteilung ist der Prozess der gleichmäßigen Verteilung von Netzwerkverkehr auf mehrere Server, um eine Überlastung zu vermeiden. Serverfachleute wie IT-Manager und Netzwerkadministratoren nutzen die Lastverteilung auf Unternehmensservern, um einen reibungslosen Arbeitsablauf zu gewährleisten und zu überwachen, welche Server genutzt werden und wie oft.

Lastverteilung im Netzwerkbereich betrifft nicht nur Unternehmensserver. Lastverteilungstools helfen beliebten Websites, eingehenden Verkehr zu verteilen, um eine ordnungsgemäße Funktionalität sicherzustellen.

Wird dies vernachlässigt, führt es zu Ausfallzeiten der Website, und je länger eine Website nicht verfügbar ist, desto mehr Besucher werden abgeschreckt. Wenn die Website darauf abzielt, Verkäufe zu tätigen, gehen Kunden verloren, nur weil das Netzwerk nicht angemessen ausbalanciert ist, um den Verkehr zu unterstützen.

Unternehmen verwenden Lastverteilungssoftware, um zu automatisieren, wie Ressourcen und Verkehr auf Websites, Anwendungen und Server verteilt werden. Diese Lösungen ermöglichen es Unternehmen, den Netzwerkverkehr zu überwachen, Ressourcen nach Bedarf zu verteilen, Arbeitslasten anzupassen, um den Verkehr auszugleichen, und Backup-Dienste im Falle eines Serverausfalls oder von Ausfallzeiten zu nutzen.

Lastverteilung Software

Software, die lastverteilung als Funktion oder Begriff erwähnt.

HAProxy

Progress Kemp LoadMaster

Azure Application Gateway

NetScaler

F5 NGINX

F5 BIG-IP Local Traffic Manager (LTM)

Arten der Lastverteilung

Es gibt sieben Arten von Lastverteilern. Alle sind nützlich, um den Verkehr effektiv zu verteilen, und Unternehmen können je nach Bedarf verschiedene Typen kombinieren.

1. Ein Netzwerk-Lastverteiler (NLB) ist der bekannteste Lastverteiler, der sich einfach darauf konzentriert, den Netzwerkverkehr gleichmäßig auf eine Gruppe von Servern zu verteilen.
2. Ein Anwendungs-Lastverteiler (ALB) verteilt den Netzwerkverkehr basierend auf vorhandenen Variablen. Er nutzt Automatisierung, um Lastverteilungsentscheidungen mit Bewusstsein für Inhaltselemente zu treffen.
3. Ein globaler Server-Lastverteiler (GSLB) hilft bei der Verteilung des Verkehrs auf globale Server. Dies verbessert die Leistung, indem auf geografisch näher gelegene Server zurückgegriffen wird.
4. Ein Hardware-Lastverteilergerät (HLD) ist ein physisches, vor Ort befindliches Gerät, das den Netzwerkverkehr verteilt.
5. Ein Software-Lastverteiler (SLB) nutzt eine virtuelle Softwareinstallation zur Lastverteilung des Netzwerkverkehrs. Diese können kommerziell verkauft oder über ein Open-Source-System angewendet werden.
6. Ein virtueller Lastverteiler (VLB) kombiniert die vorherigen beiden Lastverteiler, indem er Hardwareanwendungen auf einer virtuellen Maschine ausführt.
7. Ein Gateway-Lastverteiler (GLB) konzentriert sich auf Sicherheitselemente, indem er Firewalls und Systeme zur Verhinderung von Eindringlingen verwaltet. Er balanciert die Last, indem er einen einzigen Ein- und Ausgangspunkt schafft, um den Verkehr zu verteilen.

Lastverteilungsalgorithmen

Es gibt zwei wesentliche Arten von Lastverteilungsalgorithmen: statisch und dynamisch. Es gibt keinen richtigen oder falschen Algorithmus oder Methode zur Lastverteilung von Servern. Es gibt einfach den besten Ansatz, je nach den Notwendigkeiten und Fähigkeiten eines Unternehmens und seines Serversystems.

Statischer Lastverteilungsalgorithmus

Bei der statischen Lastverteilung wird der Verkehr auf verschiedene Server verteilt, ohne den Zustand dieser Server während des Prozesses zu berücksichtigen. Wie der Verkehr verteilt wird, wird durch das bestimmt, was über das Serversystem insgesamt bekannt ist.

Es ist ein einfacherer Algorithmus zur Implementierung und Wartung, obwohl er möglicherweise nicht als detailliert in seinen Ausgleichsmethoden angesehen wird.

Es gibt sechs verschiedene Arten von statischen Lastverteilungsalgorithmen:

• Round-robin rotiert, wie der Verkehr auf Server verteilt wird.
• Gewichtetes Round-robin rotiert die Verkehrsverteilung unter Berücksichtigung spezifischer Merkmale.
• Quell-IP-Hash wandelt Verkehrsquellen und IP-Adressen in einen Hash um, der einem bestimmten Server zugewiesen wird.
• Zufällige statische verteilt den Verkehr zufällig auf Server.
• Zentraler Manager verteilt den Verkehr mithilfe eines zentralen Knotens, der den Prozessor mit dem derzeit geringsten Verkehr auswählt.
• Schwellenwert weist eingehenden Verkehr den neuesten verfügbaren Servern zu.

Dynamischer Lastverteilungsalgorithmus

Bei der dynamischen Lastverteilung wird der aktuelle Zustand der Server berücksichtigt, während der Verkehr verteilt wird. Diese Methode hilft, den Verkehr effizienter zu bewegen, indem sie einen robusteren Handlungsablauf mit mehr Informationen bietet, um die Art und Weise, wie sie ausbalanciert wird, zu untermauern.

Im Gegensatz zum statischen Algorithmus ist der dynamische nicht so einfach zu implementieren und kann viel Zeit und Mühe erfordern, um entworfen und installiert zu werden.

Es gibt vier verschiedene Arten von dynamischen Lastverteilungsalgorithmen:

• Wenigste Verbindung identifiziert, welche Server derzeit die wenigsten Verbindungen haben, und verteilt den Verkehr nach Bedarf auf diese.
• Gewichtete wenigste Verbindung ermöglicht es Benutzern, Gewichte verschiedenen Servern zuzuweisen. Dies bestimmt, wie viele Verbindungen ein Server handhaben kann und wie sie daher ausbalanciert werden.
• Gewichtete Antwortzeit bestimmt die Geschwindigkeit der Antwortzeit eines Servers. Benutzer können wählen, diese Server mit einer Rate zu gewichten, bei der sie mehr Verbindungen handhaben können, weil sie schneller als andere reagieren.
• Ressourcenbasiert (adaptiv) stützt sich auf die innerhalb eines Servers zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbaren Ressourcen. Normalerweise wird ein Computerprogramm auf dem System installiert, um diese Informationen zu verfolgen. Die Netzwerklast wird je nach dem am besten vorbereiteten Server zur Handhabung des eingehenden Verkehrs ausgeglichen.

Vorteile der Lastverteilung

Es gibt viele Vorteile, eine Lastverteilungstechnik in ein bestehendes Serversystem zu implementieren. Sobald Unternehmen den richtigen Algorithmus oder die richtige Methode für ihre Umgebung gewählt haben, können sie die Vorteile nutzen.

• Verbesserte Leistung. Je ausgeglichener der Netzwerkverkehr, desto geringer die Wahrscheinlichkeit, Engpässe durch überlastete bestehende Server zu erzeugen. Wenn die Lastverteilung richtig durchgeführt wird, ist eine optimale Leistung gegeben.
• Garantierte Zuverlässigkeit. Das Hauptziel der Lastverteilung ist es, sicherzustellen, dass Serverausfallzeiten minimal sind und das Wiederherstellungszeit-Ziel (RTO) zu messen. Wenn es einen Backup-Plan zum Backup-Plan gibt, ist es viel unwahrscheinlicher, dass Probleme auftreten.
• Verbesserte Benutzererfahrung. Wenn Unternehmen in die Zuverlässigkeit ihrer Server investieren, haben Benutzer eine nahtlosere und angenehmere Erfahrung.
• Erhöhte Flexibilität. Es kann üblich sein, dass Unternehmen Elemente ihres Netzwerksystems ändern möchten, ohne den Dienst zu unterbrechen. Der Aufbau eines soliden Lastverteilungssystems kann es ermöglichen, bestimmte Server für Wartungsarbeiten herunterzufahren, während die anderen die Lücke füllen und den Betrieb reibungslos aufrechterhalten.
• Zusätzliche Sicherheitsschichten. Unternehmen sollten ihre Server als ihre Schilde betrachten. Je mehr es gibt, desto schwieriger ist es, sie zu durchbrechen. Die Lastverteilung schafft im Wesentlichen eine Armee starker, fähiger Server, um Angriffe zu verzögern, bis Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden können, um sie zu stoppen.
• Vorhersehbare Ausfallzeiten. Bestimmte Lastverteilungsmethoden können Unternehmen tatsächlich helfen, Ausfallzeiten oder Fehler im Voraus vorherzusagen. Unternehmen können diese Informationen nutzen, um diese Probleme anzugehen und den Verkehr nach Bedarf auszugleichen, bevor das Problem zu einem Notfall wird.

Best Practices für die Lastverteilung

Es gibt einige Tipps und Tricks, die Unternehmen beachten sollten, wenn sie sich entscheiden, die Lastverteilung zu implementieren und den Prozess zu pflegen und zu verwalten.

• Langfristige Bedürfnisse bestimmen. Die Vorteile der Lastverteilung können eine Weile dauern, bis sie sich zeigen. Um die richtige Methode der Lastverteilung für ein bestimmtes Unternehmen zu wählen, ist es wichtig, die langfristigen Netzwerkbedürfnisse zu identifizieren. Dies hilft auch, spätere Änderungen zu vermeiden.
• Potenzielle Last vorhersagen. Es ist nicht immer einfach, aber Unternehmen sollten versuchen, vorherzusagen, wie viel Netzwerkverkehr sie erwarten. Diese fundierte Vermutung hilft ihnen, einen Algorithmus zu wählen, der ihren Verkehr effektiv ausbalancieren kann.
• Ein Budget erstellen. Egal, ob ein Unternehmen eine Lastverteilungsmethode auf Basis von Software oder Hardware wählt, es müssen Kaufentscheidungen getroffen werden. Budgetverfolgung für das Projekt sollte im Voraus organisiert werden, um sich auf diese Kosten vorzubereiten.
• Wartung im Auge behalten. Die Lastverteilung ist nicht abgeschlossen, sobald die Prozesse implementiert wurden. Jeder Typ der Lastverteilung erfordert eine konsistente Pflege und Verwaltung. Unternehmen sollten dies bei der Budgetierung und Arbeitslastverteilung berücksichtigen, damit die Materialien zur Lastverteilung gewartet werden.

Hardware-Lastverteilung vs. Software-Lastverteilung

Wie bereits erwähnt, sind sowohl die Hardware-Lastverteilung als auch die Software-Lastverteilung solide Optionen für den Aufbau eines Lastverteilungssystems. Sie unterscheiden sich jedoch darin, was sie einem Unternehmen bieten können.

Hardware-Lastverteilung verwendet einen physischen Lastverteiler, der vor Ort gehalten wird. Er fungiert als Mittelsmann zwischen eingehendem Verkehr und Unternehmensservern.

Normalerweise implementieren Unternehmen benutzerdefinierte Regeln auf der Hardware, um die Verkehrsverteilung zu optimieren. Da Hardware-Lastverteiler physischer Natur sind, erfordern sie viel Aufmerksamkeit für Implementierung und Wartung. Einige Unternehmen könnten Probleme mit Hardware-Lastverteilungsgeräten haben, wenn sie versuchen, ihre Serverbasis zu skalieren und zu erweitern.

Software-Lastverteilung verwendet einen digitalen Lastverteiler, der in einer virtuellen Umgebung lebt. Diese Software kann direkt auf bestehenden Servern installiert oder ausgelagert werden.

Wie jeder andere Lastverteiler zielt er darauf ab, den Netzwerkverkehr zu verteilen. Da Software-Lastverteiler digital arbeiten, können sie sich bei Bedarf erweitern, um die Skalierbarkeit zu verbessern. Einige Unternehmen könnten Probleme damit haben, wie teuer es sein kann, die Software zu erstellen und zu verwalten.