Quali sono i metodi di bilanciamento del carico?

Esistono diversi metodi di bilanciamento del carico che distribuiscono il traffico di rete in entrata su più server o risorse per ottimizzare le prestazioni e garantire un’elevata disponibilità:

1. Round Robin: in questo metodo, le richieste vengono distribuite sequenzialmente su un gruppo di server in ordine circolare. Ad ogni server viene assegnato un turno per gestire le richieste in arrivo, garantendo una distribuzione uniforme del carico di lavoro nel tempo.
2. Least Connections: questo metodo indirizza le richieste in entrata al server con il minor numero di connessioni attive al momento della richiesta. Aiuta a bilanciare il carico inviando nuove connessioni ai server attualmente meno occupati, ottimizzando così l’utilizzo delle risorse.
3. IP Hash: utilizzando l’indirizzo IP del client, questo metodo calcola un valore hash e lo utilizza per determinare quale server deve gestire la richiesta. Le richieste provenienti dallo stesso indirizzo IP del client vengono costantemente indirizzate allo stesso server, il che può essere utile per mantenere la persistenza della sessione.
4. Weighted Round Robin: ai server vengono assegnati pesi diversi in base alla loro capacità di elaborazione o capacità prestazionali. I server con peso più elevato ricevono una quota proporzionalmente maggiore di richieste in entrata, consentendo un’allocazione più efficiente delle risorse in ambienti server eterogenei.
5. Tempo di risposta minimo: questo metodo indirizza le richieste al server che attualmente ha il tempo di risposta o la latenza più breve. Regola dinamicamente la distribuzione del traffico in base a parametri di prestazione in tempo reale, con l’obiettivo di ridurre al minimo i tempi di risposta e migliorare l’esperienza complessiva dell’utente.

I metodi efficaci per implementare il bilanciamento del carico dipendono da casi d’uso specifici e requisiti dell’infrastruttura:

1. Bilanciatori del carico hardware: dispositivi hardware dedicati progettati per distribuire in modo efficiente il traffico tra i server. Spesso includono funzionalità avanzate come l’offload SSL e l’ispezione a livello di applicazione, offrendo prestazioni elevate e scalabilità.
2. Bilanciatori del carico software: implementati come applicazioni software in esecuzione su hardware server standard o macchine virtuali. I bilanciatori del carico software offrono flessibilità e possono essere distribuiti in vari ambienti, comprese le distribuzioni basate su cloud.
3. Bilanciatori del carico cloud: servizi forniti dai provider cloud che distribuiscono automaticamente il traffico in entrata su più istanze o macchine virtuali all’interno dell’ambiente cloud. Offrono scalabilità, dimensionamento automatico e integrazione con altri servizi cloud.
4. Bilanciamento carico DNS: distribuisce il traffico in base alla risoluzione DNS. Più indirizzi IP sono associati a un singolo nome di dominio e i server DNS ruotano l’ordine degli indirizzi IP restituiti nelle risposte DNS per bilanciare il traffico su più server o endpoint distribuiti geograficamente.

Le tecniche di bilanciamento del carico nelle architetture di microservizi si concentrano sulla gestione del traffico su più istanze o contenitori di microservizi:

1. Bilanciamento del carico lato client: ogni istanza client è responsabile della selezione di un’istanza del microservizio da chiamare in base a regole predefinite o parametri dinamici. I client possono utilizzare meccanismi di rilevamento dei servizi per individuare le istanze disponibili e distribuire le richieste di conseguenza.
2. Bilanciamento del carico lato server: un componente di bilanciamento del carico dedicato o un proxy di servizio intercetta le richieste in entrata e le distribuisce alle istanze di microservizio di backend in base a parametri di carico, controlli di integrità o regole di instradamento predefinite.
3. Service Mesh Load Balancing: implementato all’interno di un’architettura service mesh, in cui i proxy sidecar gestiscono il traffico tra i microservizi. Le decisioni sul bilanciamento del carico si basano spesso sull’individuazione dei servizi, sulle policy di traffico e sui parametri prestazionali in tempo reale raccolti dall’infrastruttura mesh di servizi.

F5 Networks offre vari metodi di bilanciamento del carico attraverso le proprie soluzioni hardware e software:

1. Round Robin: i bilanciatori di carico F5 distribuiscono il traffico tra i server backend in ordine circolare, garantendo che ciascun server riceva una quota uguale di richieste nel tempo.
2. Connessioni minime: i bilanciatori di carico F5 indirizzano le richieste in entrata al server con il minor numero di connessioni attive, ottimizzando l’utilizzo delle risorse e bilanciando il carico di lavoro in modo dinamico.
3. Round Robin ponderato: ai server in una configurazione di bilanciamento del carico F5 è possibile assegnare pesi diversi in base alla capacità di elaborazione o alle prestazioni. I server con peso più elevato gestiscono proporzionalmente più richieste.

Il metodo di bilanciamento del carico predefinito può variare a seconda del sistema di bilanciamento del carico specifico o della configurazione software utilizzata. In molti casi, soprattutto con configurazioni di base o impostazioni predefinite, Round Robin viene comunemente utilizzato come metodo predefinito. Round Robin distribuisce uniformemente le richieste in entrata su tutti i server o le risorse disponibili in modo sequenziale, fornendo un modo semplice ma efficace per bilanciare il carico senza ulteriori modifiche alla configurazione.