Så här fördelar du arbetsbelastningen på en server med en lastbalanserare

Med hjälp av lastbalansering kan serveråtkomst fördelas jämnt över olika hårdvaruresurser genom en teknisk instans som kallas lastbalansering. Detta säkerställer stabila åtkomsthastigheter, vilket är avgörande för att generera leads och kunder.

Vad är lastbalansering?

Lastbalansering är särskilt populärt inom serverteknik och beskriver en metod där förfrågningar fördelas mellan olika servrar i bakgrunden utan att användarna märker det. Lastbalanseraren som används för detta kan vara implementerad som hårdvara eller mjukvara. Den tilldelar flera servrar till en domän utan att orsaka adresskonflikter och är tillgänglig under den offentliga domänen.

De underordnade webbservrarna namnges med domäntilläggen www1, www2, www3, etc. Detta möjliggör lastbalansering för att göra en webbplats tillgänglig under samma URL, även om flera servrar ligger bakom den. Detta förhindrar överbelastning av servrar eftersom externa förfrågningar fördelas på olika fysiska maskiner inom klustret. Användarna märker i allmänhet inte av detta eftersom fördelningen av förfrågningar sker baserat på komplexa algoritmer i bakgrunden.

Lastbalansering kan också spela en roll utanför webbservrar, t.ex. i datorer som arbetar med flera processorer. I sådana fall ser lastbalanseraren till att kraven fördelas jämnt mellan de olika processorerna för att generera mer datorkraft. Lastbalanserare är också efterfrågade när man använder containerprogramvara som Kubernetes. Här ser de till att arbetsbelastningen fördelas effektivt mellan olika pods.

Hur fungerar lastbalansering?

Förfrågningar till en webbserver, t.ex. i form av sidvisningar, körs initialt på lastbalanseraren. Denna tar sedan över lastfördelningen genom att vidarebefordra åtkomstförsöken till olika servrar. Själva lastbalanseraren kan implementeras som hårdvara eller mjukvara, men principen är densamma: en förfrågan når lastbalanseraren och beroende på vilken metod som används vidarebefordrar enheten eller mjukvaran data till relevant server.

Den tekniska grunden är DNS-proceduren: Användare kommer åt en webbplats endast via en URL. Denna omvandlas till en IP-adress med hjälp av DNS, som sedan pekar på lastbalanseraren. I bästa fall märker användarna ingenting av denna process.

Vilka är fördelarna med balanserad lastbalansering?

De tre viktigaste fördelarna med en väl utbyggd lastbalanserare är följande:

• Optimerade åtkomsttider: Om trafiken fördelas på flera servrar kan det leda till kortare åtkomsttider, även när det kommer många förfrågningar samtidigt.
• Högre feltolerans: En lastbalanserare ökar feltoleransen eftersom trafiken från en långsam server automatiskt omdirigeras till andra servrar i klustret. Om en server inte är tillgänglig förblir den hostade webbplatsen tillgänglig.
• Förenklat systemunderhåll: Lastbalansering underlättar i hög grad underhållet av ett serversystem. Konfigurationer och uppdateringar kan utföras medan servrarna körs utan märkbar prestandaförlust. Lastbalanseraren upptäcker underhållstillstånd och omdirigerar förfrågningar i enlighet med detta.

Vilka är de olika typerna av lastbalansering?

Hur inkommande förfrågningar fördelas beror på valet av algoritm. Populära algoritmer för lastbalansering är: Round Robin, Weighted Round Robin, Least Connections och Weighted Least Connections.

Round Robin

Round Robin beskriver ett förfarande där inkommande serverförfrågningar behandlas i en kö av lastbalanseraren och fördelas över en serie servrar. Varje ny begäran tilldelas nästa server i sekvensen. På så sätt kan åtkomstförfrågningar fördelas jämnt över klustret med lastbalansering. Oavsett hur brådskande begäran är eller hur hög serverbelastningen är, behandlar Round Robin alla processer på samma sätt. Lastbalanserare som arbetar enligt round-robin-principen är särskilt lämpliga för miljöer där alla instanser har ungefär samma resurser tillgängliga.

Viktad Round Robin

Svagheterna med den klassiska round-robin-algoritmen i heterogena serverkluster kan balanseras med en viktad round-robin-distribution. Inkommande förfrågningar fördelas med hänsyn till den statiska viktningen för varje server. Denna viktning definieras i förväg av administratören.

Den mest kraftfulla servern kan t.ex. tilldelas värdet “100”, medan mindre effektiva servrar tilldelas värdet “50”. I en sådan konfiguration skulle servern med viktningen “100” få två förfrågningar per omgång från lastbalanseraren, medan servern med viktningen “50” bara skulle få en förfrågan. Weighted Round Robin bör i första hand användas för lastbalansering när servrarna i klustret har olika resurser tillgängliga.

Minst antal anslutningar

Båda round-robin-algoritmerna tar inte hänsyn till hur många anslutningar de underordnade servrarna måste upprätthålla under en viss period när lastbalanseraren seriedistribuerar serverförfrågningar. Detta kan leda till att flera anslutningar samlas på en server i klustret. Detta leder till att servern blir överbelastad, även om den hanterar färre anslutningar än andra. Algoritmen för minst antal anslutningar skyddar mot detta. Den distribuerar begäranden baserat på **de befintliga anslutningarna på varje server -**den med minst antal aktiva anslutningar får nästa begäran från lastbalanseraren. Den här metoden för belastningsutjämning rekommenderas för homogena serverkluster där alla datorer har jämförbara resurser tillgängliga.

Viktade minsta anslutningar

Om ett serverkluster har olika kapacitet bör lastbalansering baserad på den viktade fördelningen av befintliga anslutningar användas i stället för algoritmen för minsta antal anslut ningar. Detta tar hänsyn till både antalet aktiva anslutningar som en server har och den viktning som administratören har definierat. Detta säkerställer en balanserad lastfördelning inom serverklustret. Nya förfrågningar tilldelas automatiskt av lastbalanseraren till de servrar vars förhållande mellan aktiva anslutningar och deras respektive serverviktning tyder på den lägsta aktuella belastningen.

Vilka problem kan uppstå när man använder lastbalansering?

Speciellt inom e-handelssektorn står lastbalansering ofta inför utmaningar. Här är ett exempel: Webbplatsbesökare lägger till varor i sin varukorg som de vill köpa. Dessa artiklar sparas under hela sessionen, oavsett vilken sida användaren navigerar till på onlinemarknadsplatsen. En typisk lastbalanserare fördelar förfrågningar mellan olika servrar. Det innebär att innehållet i korgen skulle gå förlorat.

För att lösa detta problem finns det två tänkbara tillvägagångssätt. För det första kan lastbalanseraren svara på användarnas IP-adress. Då styrs t.ex. förfrågningar från samma IP-adress alltid till samma server. En annan metod är att läsa av ett sessions-ID från själva begäran för att avgöra vilken server begäran ska skickas till.

Varför är lastbalanserare så viktiga?

Om du tjänar dina pengar via internet har ditt företag inte råd med ett serveravbrott. Och om du bara använder en server och den kraschar på grund av överbelastning, är din webbplats inte längre tillgänglig för potentiella kunder. Detta leder till flera problem: För det första kan du inte generera intäkter under överbelastningen. Tjänster kan inte bokas och köp kan inte göras. Dessutom minskar förtroendet från (potentiella) kunder. Det är dubbelt illa för användare som upplever en serveröverbelastning under orderprocessen. Osäkerheten är ofta stor och de drabbade vet inte om beställningen verkligen har kommit fram och registrerats i systemet.

Även om du inte erbjuder tjänster direkt över internet ska din webbplats vara tillgänglig hela tiden. En webbplats är en av de primära kanalerna för att få tillgång till information. Om potentiella kunder letar efter information om ditt företag på nätet och inte kan nå din webbplats är det mer sannolikt att de överväger dina konkurrenter. Du kan minimera sådana risker med hjälp av en lastbalanserare.

Så här implementerar du lastbalansering i ditt företag

Lastbalansering kan implementeras med hjälp av både hårdvaru- och mjukvarulösningar på en virtuell server. Professionella kompletta paket erbjuds av många leverantörer antingen som Infrastruktur-som-en-tjänst (IaaS) eller som en nätverkskomponent för din egen IT-infrastruktur.

Eftersom anskaffningen av egenutvecklade lastbalanserare vanligtvis är förknippad med höga kostnader, vänder sig mindre företag ofta till lösningar med öppen källkod som NGINX. Det är ett kostnadseffektivt sätt att säkerställa hög tillgänglighet för företagets webbplats eller andra webbprojekt genom effektiv lastfördelning inom servernätverket. Inom webbhotellssektorn erbjuds lastbalansering ofta som en tilläggsfunktion för molnservrar.