چگونه تعادل بار در محاسبات ابری باعث افزایش عملکرد سرور و مقیاس پذیری می شود

تعادل بار در محاسبات ابری جنبه مهمی در اطمینان از اجرای کارآیی خدمات آنلاین ، حتی در حین سنبله های ترافیکی یا هنگامی که کاربران به برنامه های مناطق مختلف دسترسی پیدا می کنند. این ترافیک دریافتی یا حجم کار محاسباتی را در مجموعه ای از سرورها یا نمونه ها توزیع می کند و از غرق شدن هر سرور واحد جلوگیری می کند. این تخصیص پویا از منابع نه تنها بهبود می یابد عملکرد سرور بلکه به طور کلی افزایش می یابد مقیاس پذیریبا قابلیت اطمینانوت در دسترس بودن در محیط های ابری

در محاسبات ابری ، خدمات غالباً در یک محیط توزیع شده فعالیت می کنند که در آن تعداد زیادی از سرورها یا نمونه ها برای انجام کارهای مختلف با هم کار می کنند. با این حال ، از آنجا که تقاضا برای خدمات در طول روز در حال نوسان است ، بار در این سرورها می تواند متفاوت باشد. بدون تعادل بار کارآمد ، برخی از سرورها ممکن است از درخواست ها غرق شوند ، در حالی که برخی دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرند. این منجر به کاهش عملکرد سیستم و تخریب تجربه کاربر می شود.

تعادل بار در محاسبات ابری چیست؟

توازن بار به عمل توزیع بارهای کاری در منابع محاسباتی متعدد ، مانند سرورها ، پیوندهای شبکه یا دستگاههای ذخیره سازی ، برای به حداکثر رساندن استفاده از منابع ، به حداقل رساندن زمان پاسخ و اطمینان از در دسترس بودن زیاد اشاره دارد. در محاسبات ابری ، تعادل بار برای توزیع ترافیک یا بار محاسباتی در شبکه ای از ماشین های مجازی (VM) ، ظروف یا سرورهای فیزیکی استفاده می شود و یک برنامه را قادر می سازد تا مقادیر زیادی از کاربران یا درخواست های همزمان را اداره کند.

هدف اصلی تعادل بار جلوگیری از تبدیل هر سرور واحد است. با توزیع کارآمد ترافیک ، تضمین می کند که همه سرورها با هم یکپارچه کار می کنند تا خواسته های برنامه یا خدمات را برطرف کنند. علاوه بر این ، تعادل بار به جلوگیری از خرابی با تغییر خودکار ترافیک در صورت عدم دسترسی به سرور ، کمک می کند ، و آن را به یک مؤلفه اساسی برای حفظ در دسترس بودن بالا در برنامه های مبتنی بر ابر.

چگونه تعادل بار عملکرد سرور را بهبود می بخشد؟

در محاسبات ابری ، تعادل بار نقش مهمی در بهبود عملکرد سرور ایفا می کند. هنگامی که از چندین سرور یا نمونه برای مدیریت درخواست ها استفاده می شود ، هرکدام وظیفه دارند بخشی از کل بار کار را اداره کنند. این رویکرد تضمین می کند که سرورهای انفرادی غرق نمی شوند و می توانند فقط بخشی از درخواست های کلی را پردازش کنند و به آنها امکان می دهد سریعتر پاسخ دهند.

بدون تعادل بار ، اگر تمام درخواست ها به یک سرور واحد هدایت شوند ، آن سرور غرق می شود و باعث تأخیر قابل توجهی در زمان پاسخ یا حتی خرابی به دلیل فرسودگی منابع می شود. با متعادل کردن بار ، سیستم درخواست های ورودی را به سرورهایی که توانایی رسیدگی به آنها را دارند توزیع می کند و از تخریب عملکرد جلوگیری می کند.

علاوه بر این ، تعادل بار می تواند عملکرد سرور را با مسیریابی پویا ترافیک بر اساس عوامل مختلفی از جمله بار فعلی سرور ، موقعیت جغرافیایی و وضعیت سلامتی افزایش دهد. این به سیستم اجازه می دهد تا سرورهایی را که می توانند درخواست را پردازش کنند ، کارآمدترین و بهبود زمان پاسخ را در اولویت قرار دهند.

انواع توازن بار در محاسبات ابری

تعادل بار در محیط های ابری بسته به ماهیت ترافیک و نیازهای برنامه می تواند اشکال مختلفی به خود بگیرد. در زیر انواع اصلی تکنیک های تعادل بار که معمولاً در محاسبات ابری استفاده می شوند:

تعادل بار DNS

تعادل بار DNS یک تکنیک ساده و در عین حال مؤثر است که در آن یک سیستم نام دامنه (DNS) یک نام دامنه واحد را به چندین آدرس IP برطرف می کند. این تکنیک اغلب برای هدایت ترافیک به مکانهای مختلف جغرافیایی استفاده می شود و به کاربران امکان می دهد به نزدیکترین یا کمترین بار سرور متصل شوند. اگرچه تعادل بار DNS می تواند ترافیک را در چندین سرور توزیع کند ، اما فاقد کنترل پویا موجود در سایر روش های تعادل بار است. بهترین استفاده از آن در رابطه با سایر تکنیک های متعادل کننده بار استفاده می شود.

تعادل بار لایه 4

تعادل بار لایه 4 ، همچنین به عنوان تعادل بار لایه حمل و نقل شناخته می شود ، در لایه حمل و نقل مدل OSI فعالیت می کند. این روش ترافیک را بر اساس آدرس های IP و پروتکل کنترل انتقال (TCP) یا پورت های پروتکل Datagram کاربر (UDP) هدایت می کند. لایه 4 متعادل کننده بار بر اساس اطلاعات هدر بسته IP ، بدون بازرسی از محتوای خود بسته ، تصمیمات حمل و نقل را بر اساس اطلاعات هدر بسته IP می گیرند. این نوع تعادل بار برای رسیدگی به ترافیک با حجم بالا مناسب است و با پروتکل های غیر HTTP کارآمد است.

تعادل بار لایه 7

تعادل بار لایه 7 ، همچنین به عنوان تعادل بار لایه برنامه شناخته می شود ، در لایه برنامه کار می کند و می تواند بر اساس محتوای درخواست ، تصمیمات دانه ای بیشتری بگیرد. این روش به متعادل کننده بار اجازه می دهد تا از هدرهای HTTP ، URL ها ، کوکی ها و حتی بدنه درخواست بازرسی کند تا بهترین سرور برای رسیدگی به درخواست را تعیین کند. تعادل بار Layer 7 برای برنامه ها و خدمات مبتنی بر HTTP ایده آل است که در آن تصمیمات مسیریابی خاص بر اساس داده های سطح برنامه ، مانند محتوای یک صفحه وب یا تنظیمات کاربر ، باید تصمیم گیری شود.

مزایای اصلی تعادل بار در محاسبات ابری

تعادل بار طیف وسیعی از مزایا را برای برنامه ها و خدمات مبتنی بر ابر فراهم می کند. مهمترین مزایا شامل موارد زیر است:

1. عملکرد سرور بهبود یافته

همانطور که قبلاً ذکر شد ، تعادل بار تضمین می کند که هیچ سرور منفرد با درخواست ها غرق نشده است و به هر سرور اجازه می دهد با راندمان بهینه کار کند. با گسترش حجم کار به طور مساوی ، به حفظ زمان پاسخ سریع ، جلوگیری از تنگناهای عملکردی که می تواند بر تجربه کاربر تأثیر منفی بگذارد ، کمک می کند.

ترتیب در دسترس بودن و قابلیت اطمینان بالا

یکی از مهمترین مزایای تعادل بار ، توانایی حفظ در دسترس بودن و قابلیت اطمینان بالا است. هنگامی که یک سرور از بین رفت ، متعادل کننده بار می تواند مسئله را تشخیص داده و ترافیک را به سایر سرورهای سالم هدایت کند. این مکانیسم عدم موفقیت تضمین می کند که برنامه حتی اگر یک یا چند سرور خرابی را تجربه کنند ، عملکرد خود را ادامه می دهد. در محیط های ابری ، که در آن برنامه ها غالباً بسیار مهم هستند ، این سطح از قابلیت اطمینان بسیار مهم است.

3. مقیاس پذیری

برنامه های مبتنی بر ابر اغلب نوسان تقاضای ترافیک را تجربه می کنند. تعادل بار امکان مقیاس پذیری آسان را فراهم می کند ، سیستم را قادر می سازد تا بر اساس بار فعلی سرورها را به صورت پویا اضافه یا حذف کند. به عنوان مثال ، اگر ترافیک در طی یک رویداد تبلیغاتی یا تقاضای فصلی ، سرورهای اضافی را به صورت آنلاین آورده می شوند و بقاء بار به طور خودکار ترافیک را در این موارد جدید توزیع می کند. این انعطاف پذیری تضمین می کند که برنامه می تواند در پاسخ به تقاضای زمان واقعی به طور مؤثر مقیاس کند.

4. کاهش تأخیر

با توزیع درخواست ها به سرورها بر اساس موقعیت جغرافیایی یا نزدیکی به کاربر ، تعادل بار می تواند به کاهش تأخیر کمک کند. این امر به ویژه برای برنامه هایی که نیاز به زمان پاسخ سریع دارند ، مانند خدمات زمان واقعی مانند بازی ، پخش ویدیو یا سایت های تجارت الکترونیکی بسیار مهم است. تعادل بار می تواند ترافیک را به سرور نزدیک به کاربر هدایت کند و تجربه کلی کاربر را بهبود بخشد.

5. تحمل گسل پیشرفته

تعادل بار برای ایجاد برنامه های ابری تحمل گسل ضروری است. با استفاده مجدد از ترافیک به سرورهای موجود در هنگام عدم موفقیت یک سرور ، تعادل بار ، تأثیر خرابی سخت افزار یا نرم افزار را بر عملکرد سیستم به حداقل می رساند. این تحمل گسل تضمین می کند که سیستم همچنان عملیاتی شود ، حتی اگر سرورهای فردی مسائل را تجربه کنند.

اجرای تعادل بار در زیرساخت های ابری

سیستم عامل های ابری مانند خدمات وب آمازون (AWS)با مایکروسافت لاجوردوت ابر گوگل خدمات متعادل سازی بار داخلی را ارائه دهید که به راحتی می توانند در زیرساخت های ابری موجود ادغام شوند. این سرویس ها برای خودکار سازی بخش اعظم فرآیند تعادل بار طراحی شده اند و گزینه های توزیع ترافیک انعطاف پذیر و قابل اعتماد را در اختیار کاربران قرار می دهند.

به عنوان مثال ، AWS خدماتی مانند ارائه می دهد تعادل بار الاستیک (ELB) برای توزیع ترافیک برنامه ورودی در چندین نمونه EC2. لاجورد فراهم می کند متعادل کننده بار لاجورد برای تعادل بار داخلی و خارجی. به همین ترتیب ، Google Cloud ارائه می دهد تعادل بار Google Cloud این می تواند ترافیک را بر اساس محتوا ، جغرافیا یا بار هدایت کند.

پایان

تعادل بار یک مؤلفه اساسی محاسبات ابری است ، سازمانها را قادر می سازد تا عملکرد سرور را بهینه کنند ، در دسترس بودن برنامه ها و منابع مقیاس را به طور مؤثر بهبود بخشند. این امر به مشاغل اجازه می دهد تا حتی در دوره های افزایش تقاضا ، خدمات با کارایی بالا را به کاربران خود ارائه دهند. سازمان ها با استفاده از نوع مناسب تعادل بار بر اساس نیازهای خاص برنامه های کاربردی آنها ، می توانند اطمینان حاصل کنند که زیرساخت های ابری آنها کارآمد ، انعطاف پذیر و قادر به رسیدگی به چالش های محیط های دیجیتال مدرن است.