Istnieje kilka metod równoważenia obciążenia, które rozdzielają przychodzący ruch sieciowy na wiele serwerów lub zasobów w celu optymalizacji wydajności i zapewnienia wysokiej dostępności:
- Round Robin: W tej metodzie żądania są rozdzielane sekwencyjnie na grupę serwerów w kolejności cyklicznej. Każdemu serwerowi przydzielona jest kolej na obsługę przychodzących żądań, zapewniając równomierny rozkład obciążenia w czasie.
- Least Connections: Ta metoda kieruje przychodzące żądania do serwera z najmniejszą liczbą aktywnych połączeń w momencie żądania. Pomaga zrównoważyć obciążenie, wysyłając nowe połączenia do serwerów, które są obecnie mniej obciążone, optymalizując w ten sposób wykorzystanie zasobów.
- IP Hash: Korzystając z adresu IP klienta, ta metoda oblicza wartość skrótu i używa jej do określenia, który serwer powinien obsłużyć żądanie. Żądania z tego samego adresu IP klienta są konsekwentnie kierowane do tego samego serwera, co może być korzystne dla utrzymania trwałości sesji.
- Weighted Round Robin: Serwerom przypisuje się różne wagi w zależności od ich mocy obliczeniowej lub wydajności. Serwery o większej wadze otrzymują proporcjonalnie większą część żądań przychodzących, co pozwala na bardziej efektywną alokację zasobów w heterogenicznych środowiskach serwerowych.
- Least Response Time: Ta metoda kieruje żądania do serwera, który obecnie ma najkrótszy czas odpowiedzi lub opóźnienie. Dynamicznie dostosowuje dystrybucję ruchu w oparciu o wskaźniki wydajności w czasie rzeczywistym, mając na celu zminimalizowanie czasu reakcji i poprawę ogólnego doświadczenia użytkownika.
Skuteczne metody wdrażania równoważenia obciążenia zależą od konkretnych przypadków użycia i wymagań infrastrukturalnych:
- Hardware Load Balancers: Dedykowane urządzenia sprzętowe zaprojektowane w celu wydajnej dystrybucji ruchu pomiędzy serwerami. Często zawierają zaawansowane funkcje, takie jak odciążanie SSL i inspekcja warstwy aplikacji, oferując wysoką wydajność i skalowalność.
- Software Load Balancers: Wdrożone jako aplikacje działające na standardowym sprzęcie serwerowym lub maszynach wirtualnych. Oprogramowanie do równoważenia obciążenia zapewnia elastyczność i można je wdrażać w różnych środowiskach, w tym w chmurze.
- Cloud Load Balancers: Usługi świadczone przez dostawców usług w chmurze, które automatycznie dystrybuują ruch przychodzący pomiędzy wieloma instancjami lub maszynami wirtualnymi w środowisku chmury. Oferują skalowalność, automatyczne skalowanie i integrację z innymi usługami w chmurze.
- DNS Load Balancing: Dystrybuuje ruch w oparciu o rozdzielczość DNS. Z jedną nazwą domeny jest powiązanych wiele adresów IP, a serwery DNS zmieniają kolejność adresów IP zwracanych w odpowiedziach DNS, aby zrównoważyć ruch pomiędzy wieloma serwerami lub geograficznie rozproszonymi punktami końcowymi.
Techniki równoważenia obciążenia w architekturach mikrousług koncentrują się na zarządzaniu ruchem w wielu instancjach lub kontenerach mikrousług:
- Równoważenie obciążenia po stronie klienta: Każda instancja klienta jest odpowiedzialna za wybór instancji mikrousługi do wywołania w oparciu o predefiniowane reguły lub metryki dynamiczne. Klienci mogą korzystać z mechanizmów wykrywania usług, aby lokalizować dostępne instancje i odpowiednio dystrybuować żądania.
- Równoważenie obciążenia po stronie serwera: dedykowany komponent modułu równoważenia obciążenia lub serwer proxy usługi przechwytuje przychodzące żądania i dystrybuuje je do instancji mikrousług zaplecza w oparciu o metryki obciążenia, kontrole stanu lub wstępnie zdefiniowane reguły routingu.
- Service Mesh Load Balancing: Wdrożony w architekturze siatki usług, w której poboczne serwery proxy zarządzają ruchem pomiędzy mikrousługami. Decyzje dotyczące równoważenia obciążenia często opierają się na wykrywaniu usług, zasadach ruchu i metrykach wydajności zbieranych w czasie rzeczywistym przez infrastrukturę siatki usług.
F5 Networks oferuje różne metody równoważenia obciążenia poprzez swoje rozwiązania sprzętowe i programowe:
- Round Robin: moduły równoważenia obciążenia F5 rozdzielają ruch pomiędzy serwerami zaplecza w sposób cykliczny, zapewniając, że każdy serwer otrzyma równy udział żądań w czasie.
- Najmniej połączeń: moduły równoważenia obciążenia F5 kierują przychodzące żądania do serwera z najmniejszą liczbą aktywnych połączeń, optymalizując wykorzystanie zasobów i dynamicznie równoważąc obciążenie.
- Weighted Round Robin: Serwerom w konfiguracji równoważenia obciążenia F5 można przypisać różne wagi w zależności od ich mocy obliczeniowej lub wydajności. Serwery o większej wadze obsługują proporcjonalnie więcej żądań.
Domyślna metoda równoważenia obciążenia może się różnić w zależności od używanego modułu równoważenia obciążenia lub konfiguracji oprogramowania. W wielu przypadkach, szczególnie w przypadku konfiguracji podstawowych lub ustawień domyślnych, metodą domyślną jest powszechnie stosowana metoda Round Robin. Round Robin równomiernie rozdziela przychodzące żądania na wszystkie dostępne serwery lub zasoby w sposób sekwencyjny, zapewniając prosty, ale skuteczny sposób równoważenia obciążenia bez dodatkowych dostosowań konfiguracyjnych.