Pendahuluan
Situs web dan aplikasi modern menghasilkan banyak lalu lintas dan melayani banyak permintaan klien secara bersamaan. Penyeimbangan muatan membantu memenuhi permintaan ini dan menjaga respons situs web dan aplikasi tetap cepat dan andal.
Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari apa itu penyeimbangan beban, cara kerjanya, dan jenis penyeimbang beban apa saja yang ada.
Definisi Penyeimbangan Beban
Penyeimbangan beban mendistribusikan lalu lintas jaringan yang tinggi di beberapa server, memungkinkan organisasi untuk menskalakan secara horizontal untuk memenuhi beban kerja lalu lintas tinggi. Load balancing mengarahkan permintaan klien ke server yang tersedia untuk menyebarkan beban kerja secara merata dan meningkatkan respons aplikasi, sehingga meningkatkan ketersediaan situs web.
Penyeimbangan beban berlaku untuk lapisan 4-7 dalam Interkoneksi Sistem Terbuka tujuh lapis (OSI ) model. Kemampuannya adalah:
- L4. Mengarahkan lalu lintas berdasarkan data jaringan dan protokol lapisan transport, misalnya alamat IP dan port TCP.
- L7 . Menambahkan pengalihan konten ke penyeimbangan muatan, memungkinkan keputusan perutean bergantung pada karakteristik seperti header HTTP, pengenal sumber daya seragam, ID sesi SSL, dan data formulir HTML.
- GSLB. Global Server Load Balancing memperluas kemampuan L4 dan L7 ke server di situs yang berbeda.
Mengapa Load Balancing Penting?
Penyeimbangan muatan sangat penting untuk menjaga aliran informasi antara server dan perangkat pengguna yang digunakan untuk mengakses situs web (mis., komputer, tablet, ponsel cerdas).
Ada beberapa manfaat penyeimbangan beban:
- Keandalan. Situs web atau aplikasi harus menyediakan UX yang baik bahkan saat lalu lintas tinggi. Penyeimbang beban menangani lonjakan lalu lintas dengan memindahkan data secara efisien, mengoptimalkan penggunaan sumber daya pengiriman aplikasi, dan mencegah kelebihan server. Dengan begitu, kinerja situs web tetap tinggi, dan pengguna tetap puas.
- Ketersediaan. Penyeimbangan beban penting karena melibatkan pemeriksaan kesehatan berkala antara penyeimbang beban dan mesin host untuk memastikan mereka menerima permintaan. Jika salah satu mesin host mati, penyeimbang beban mengalihkan permintaan ke perangkat lain yang tersedia.
Penyeimbang beban juga menghapus server yang rusak dari kolam sampai masalah teratasi. Beberapa penyeimbang beban bahkan membuat server aplikasi virtual baru untuk memenuhi peningkatan jumlah permintaan.
- Keamanan. Penyeimbangan beban menjadi persyaratan di sebagian besar aplikasi modern, terutama dengan fitur keamanan tambahan seiring berkembangnya komputasi awan. Fungsi off-loading load balancer melindungi dari serangan DDoS dengan mengalihkan lalu lintas serangan ke penyedia cloud publik alih-alih server perusahaan.
- Wawasan Prediktif. Penyeimbangan muatan mencakup analitik yang dapat memprediksi kemacetan lalu lintas dan memungkinkan organisasi untuk mencegahnya. Wawasan prediktif meningkatkan otomatisasi dan membantu organisasi membuat keputusan untuk masa depan.
Bagaimana Cara Kerja Penyeimbangan Beban?
Load balancer berada di antara server aplikasi dan pengguna di internet. Setelah penyeimbang beban menerima permintaan, penyeimbang akan menentukan server mana dalam kumpulan yang tersedia dan kemudian mengarahkan permintaan ke server tersebut.
Dengan merutekan permintaan ke server yang tersedia atau server dengan beban kerja yang lebih rendah, penyeimbangan beban menghilangkan tekanan dari server yang tertekan dan memastikan ketersediaan dan keandalan yang tinggi.
Load balancer menambah atau melepaskan server secara dinamis jika permintaan tinggi atau rendah. Dengan begitu, memberikan fleksibilitas dalam menyesuaikan dengan permintaan.
Load balancing juga menyediakan failover selain untuk mendongkrak kinerja. Penyeimbang beban mengalihkan beban kerja dari server yang gagal ke server cadangan, sehingga mengurangi dampak pada pengguna akhir.
Jenis Penyeimbangan Beban
Penyeimbang beban bervariasi dalam jenis penyimpanan, kompleksitas penyeimbang, dan fungsionalitas. Berbagai jenis penyeimbang beban dijelaskan di bawah ini.
Berbasis Perangkat Keras
Penyeimbang beban berbasis perangkat keras adalah perangkat keras khusus dengan perangkat lunak berpemilik diinstal. Itu dapat memproses lalu lintas dalam jumlah besar dari berbagai jenis aplikasi.
Load balancer berbasis perangkat keras berisi kemampuan virtualisasi bawaan yang memungkinkan beberapa instance load balancer virtual pada perangkat yang sama.
Berbasis Perangkat Lunak
Penyeimbang beban berbasis perangkat lunak berjalan pada mesin virtual atau server kotak putih, biasanya dimasukkan ke dalam ADC (pengontrol pengiriman aplikasi). Penyeimbangan beban virtual menawarkan fleksibilitas superior dibandingkan dengan yang fisik.
Penyeimbang beban berbasis perangkat lunak berjalan pada hypervisor umum, container, atau sebagai proses Linux dengan overhead yang dapat diabaikan pada server bare metal.
Virtual
Penyeimbang beban virtual menyebarkan perangkat lunak penyeimbang beban berpemilik dari perangkat khusus pada mesin virtual untuk menggabungkan dua jenis yang disebutkan di atas. Namun, penyeimbang beban virtual tidak dapat mengatasi tantangan arsitektural berupa skalabilitas dan otomatisasi yang terbatas.
Berbasis Cloud
Penyeimbangan beban berbasis cloud menggunakan infrastruktur cloud. Beberapa contoh load balancing berbasis cloud adalah:
- Keseimbangan Beban Jaringan . Penyeimbangan beban jaringan bergantung pada lapisan 4 dan memanfaatkan informasi lapisan jaringan untuk menentukan ke mana harus mengirim lalu lintas jaringan. Penyeimbangan beban jaringan adalah solusi penyeimbangan beban tercepat, tetapi kurang dalam menyeimbangkan distribusi lalu lintas di seluruh server.
- Penyeimbangan Beban HTTP(S) . Penyeimbangan beban HTTP(S) bergantung pada lapisan 7. Ini adalah salah satu jenis penyeimbangan beban paling fleksibel, memungkinkan administrator membuat keputusan distribusi lalu lintas berdasarkan informasi apa pun yang disertakan dengan alamat HTTP.
- Penyeimbangan Beban Internal . Penyeimbangan beban internal hampir identik dengan penyeimbangan beban jaringan, kecuali ia dapat menyeimbangkan distribusi di infrastruktur internal.
Algoritma Penyeimbangan Beban
Algoritme penyeimbangan beban yang berbeda menawarkan manfaat dan kerumitan yang berbeda, tergantung pada kasus penggunaan. Algoritme penyeimbangan beban yang paling umum adalah:
Robin Bulat
Mendistribusikan permintaan secara berurutan ke server pertama yang tersedia dan memindahkan server itu ke akhir antrian setelah selesai. Algoritme Round Robin digunakan untuk kumpulan server yang sama, tetapi tidak memperhitungkan beban yang sudah ada di server.
Koneksi Paling Sedikit
Algoritme Koneksi Terkecil melibatkan pengiriman permintaan baru ke server paling tidak sibuk . Metode koneksi paling sedikit digunakan ketika ada banyak koneksi persisten yang tidak merata di kumpulan server.
Waktu Respons Paling Sedikit
Penyeimbangan beban Waktu Respons Terkecil mendistribusikan permintaan ke server dengan koneksi aktif paling sedikit dan dengan respons rata-rata tercepat waktu untuk permintaan pemantauan kesehatan. Kecepatan respons menunjukkan seberapa dimuat server.
Hash
Algoritme Hash menentukan tempat untuk mendistribusikan permintaan berdasarkan kunci yang ditentukan , seperti alamat IP klien, nomor port, atau URL permintaan. Metode Hash digunakan untuk aplikasi yang mengandalkan informasi tersimpan khusus pengguna, misalnya, keranjang di situs web e-niaga.
Pemuatan Kustom
Algoritme Beban Khusus mengarahkan permintaan ke server individual melalui SNMP (Protokol Manajemen Jaringan Sederhana). Administrator menentukan beban server untuk diperhitungkan oleh penyeimbang beban saat merutekan kueri (misalnya, penggunaan CPU dan memori, serta waktu respons).
