O que é balanceamento de carga?
Balanceamento de carga é o processo de distribuir uniformemente o tráfego de rede entre vários servidores para evitar sobrecarga. Profissionais de servidores, como gerentes de TI e administradores de rede, usam o balanceamento de carga nos servidores da empresa para garantir um fluxo de trabalho suave e monitorar quais servidores são usados e com que frequência.
O balanceamento de carga em redes não se limita apenas aos servidores da empresa. Ferramentas de balanceamento de carga ajudam sites populares a distribuir o tráfego de entrada para garantir o funcionamento adequado.
Negligenciar isso causa tempo de inatividade do site, e quanto mais um site fica indisponível, mais visitantes são afastados. Se o site tem como objetivo realizar vendas, clientes são perdidos apenas porque a rede não está balanceada adequadamente para suportar o tráfego.
As empresas usam software de balanceamento de carga para automatizar como os recursos e o tráfego são distribuídos entre sites, aplicativos e servidores. Essas soluções permitem que as empresas monitorem o tráfego de rede, distribuam recursos conforme necessário, ajustem cargas de trabalho para compensar o tráfego e utilizem serviços de backup em caso de falha ou inatividade do servidor.
Tipos de balanceamento de carga
Existem sete tipos de balanceadores de carga. Todos são úteis para dispersar o tráfego de forma eficaz, e as empresas podem combinar diferentes tipos de acordo com suas necessidades.
- Um balanceador de carga de rede (NLB) é o balanceador de carga mais comum e conhecido, que simplesmente se concentra em distribuir o tráfego de rede uniformemente entre um grupo de servidores.
- Um balanceador de carga de aplicação (ALB) distribui o tráfego de rede com base em variáveis existentes. Ele usa automação para tomar decisões de balanceamento de carga com consciência dos elementos de conteúdo.
- Um balanceador de carga de servidor global (GSLB) ajuda a distribuir o tráfego entre servidores globais. Isso melhora o desempenho ao depender de servidores que estão geograficamente mais próximos.
- Um dispositivo de balanceamento de carga de hardware (HLD) é um dispositivo físico, no local, que distribui o tráfego de rede.
- Um balanceador de carga de software (SLB) utiliza uma instalação de software virtual para balancear o tráfego de rede. Estes podem ser vendidos comercialmente ou aplicados através de um sistema de código aberto.
- Um balanceador de carga virtual (VLB) combina os dois balanceadores de carga anteriores executando aplicativos de hardware em uma máquina virtual.
- Um balanceador de carga de gateway (GLB) foca em elementos de segurança gerenciando firewalls e sistemas de prevenção de intrusões. Ele equilibra a carga criando um ponto de entrada e saída para distribuir o tráfego.
Algoritmos de balanceamento de carga
Existem dois tipos significativos de algoritmos de balanceamento de carga: estático e dinâmico. Não há algoritmo ou método certo ou errado para balancear servidores. Existe simplesmente a melhor maneira de abordá-lo, dependendo das necessidades e capacidades de uma empresa e seu sistema de servidores.
Algoritmo de balanceamento de carga estático
No balanceamento de carga estático, o tráfego é distribuído por diferentes servidores sem levar em consideração o estado desses servidores durante o processo. Como o tráfego é distribuído é determinado pelo que se sabe sobre o sistema de servidores como um todo.
É um algoritmo mais simples de implementar e manter, embora possa não ser considerado tão detalhado em seus métodos de balanceamento.
Existem seis tipos diferentes de algoritmos de balanceamento de carga estático:
- Round-robin rotaciona como o tráfego é distribuído para os servidores.
- Round-robin ponderado rotaciona a distribuição de tráfego com características específicas em mente.
- Hash de IP de origem converte fontes de tráfego e endereços IP em um hash atribuído a um servidor específico.
- Estático aleatório distribui aleatoriamente o tráfego entre os servidores.
- Gerente central dispersa o tráfego usando um nó central que escolhe o processador com o menor tráfego atual.
- Limite atribui o tráfego de entrada aos servidores mais novos disponíveis.
Algoritmo de balanceamento de carga dinâmico
Com o balanceamento de carga dinâmico, o estado atual dos servidores é considerado à medida que o tráfego é distribuído. Este método ajuda o tráfego a se mover de forma mais eficiente, fornecendo um curso de ação mais robusto com mais informações para apoiar a forma como ele equilibra.
Ao contrário do algoritmo estático, o dinâmico não é tão simples de implementar e pode levar muito tempo e esforço para projetar e instalar.
Existem quatro tipos diferentes de algoritmos de balanceamento de carga dinâmico:
- Menor conexão identifica quais servidores atualmente têm menos conexões e distribui o tráfego para esses conforme necessário.
- Menor conexão ponderada permite que os usuários atribuam pesos a diferentes servidores. Isso determina quantas conexões um servidor pode lidar e, portanto, como elas são balanceadas.
- Tempo de resposta ponderado determina a velocidade do tempo de resposta de um servidor. Os usuários podem optar por pesar esses servidores a uma taxa em que eles possam lidar com mais conexões porque respondem mais rápido do que outros.
- Baseado em recursos (adaptativo) depende dos recursos disponíveis dentro de um servidor em um momento específico. Normalmente, um programa de computador é instalado no sistema para rastrear essas informações. A carga de rede é balanceada dependendo de qual servidor está mais preparado para lidar com o tráfego de entrada.
Benefícios do balanceamento de carga
Existem muitas vantagens em implementar uma técnica de balanceamento de carga em um sistema de servidores existente. Uma vez que as empresas escolhem o algoritmo ou método correto para seu ambiente, elas podem colher os benefícios.
- Desempenho melhorado. Quanto mais equilibrado o tráfego de rede, menor a chance de criar gargalos devido a servidores existentes sobrecarregados. Quando o balanceamento de carga é feito corretamente, o desempenho ideal é garantido.
- Confiabilidade garantida. O principal objetivo do balanceamento de carga é garantir que o tempo de inatividade do servidor seja mínimo e medir o objetivo de tempo de recuperação (RTO). Quando há um plano de backup para o plano de backup, os problemas são muito menos prováveis de ocorrer.
- Experiência do usuário aprimorada. Quando as empresas investem na confiabilidade de seus servidores, os usuários têm uma experiência mais tranquila e agradável.
- Flexibilidade aumentada. Pode ser comum que as empresas queiram mudar elementos de seu sistema de rede sem interromper os serviços. Criar um sistema de balanceamento de carga sólido pode permitir que servidores específicos sejam desligados para manutenção enquanto os outros assumem a carga e mantêm as operações funcionando sem problemas.
- Camadas de segurança adicionais. As empresas devem pensar em seus servidores como seus escudos. Quanto mais houver, mais difícil será violá-los. O balanceamento de carga essencialmente cria um exército de servidores fortes e capazes para atrasar ataques a tempo de medidas de segurança serem implementadas para detê-los.
- Tempos de inatividade previsíveis. Certos métodos de balanceamento de carga podem realmente ajudar as empresas a prever instâncias de inatividade ou erro com antecedência. As empresas podem usar essas informações para resolver esses problemas e balancear o tráfego conforme necessário antes que o problema se torne uma emergência.
Melhores práticas de balanceamento de carga
Existem algumas dicas e truques que as empresas devem ter em mente ao decidirem implementar o balanceamento de carga e ao manterem e gerenciarem o processo.
- Determine as necessidades de longo prazo. Os benefícios do balanceamento de carga podem levar um tempo para se concretizarem. Para escolher o método correto de balanceamento para um negócio específico, é importante identificar as necessidades de rede de longo prazo. Isso também ajudará a evitar ter que mudar as coisas mais tarde.
- Preveja a carga potencial. Não é sempre fácil, mas as empresas devem tentar prever quanto tráfego de rede esperam incorrer. Esse palpite educado ajuda a escolher um algoritmo que possa balancear seu tráfego de forma eficaz.
- Crie um orçamento. Seja uma empresa que escolhe um método de balanceamento de carga baseado em software ou hardware, ela precisa tomar algumas decisões de compra. O acompanhamento do orçamento para o projeto deve ser organizado com antecedência para se preparar para esses custos.
- Mantenha a manutenção em mente. O balanceamento de carga não termina uma vez que os processos foram implementados. Cada tipo de balanceamento de carga requer manutenção e gerenciamento consistentes. As empresas devem ter isso em mente ao orçar e alocar carga de trabalho para que os materiais de balanceamento de carga sejam mantidos.
Balanceamento de carga de hardware vs. balanceamento de carga de software
Como mencionado anteriormente, o balanceamento de carga de hardware e o balanceamento de carga de software são ambas escolhas sólidas para construir um sistema de balanceamento de carga. No entanto, eles diferem no que podem oferecer a uma empresa.
O balanceamento de carga de hardware usa um balanceador de carga físico que é mantido no local. Ele atua como intermediário entre o tráfego de entrada e os servidores da empresa.
Normalmente, as empresas implementam regras personalizadas no hardware para otimizar a distribuição de tráfego. Como os balanceadores de carga de hardware são de natureza física, eles exigem muita atenção para implementação e manutenção. Algumas empresas podem ter problemas com dispositivos de balanceamento de carga de hardware ao tentarem escalar e expandir sua base de servidores.
O balanceamento de carga de software usa um balanceador de carga digital que vive em um ambiente virtual. Essas peças de software podem ser instaladas diretamente em servidores existentes ou terceirizadas.
Como qualquer outro balanceador de carga, ele visa distribuir o tráfego de rede. Como os balanceadores de carga de software funcionam digitalmente, eles podem se expandir para melhorar a escalabilidade conforme necessário. Algumas empresas podem ter problemas com o quão caro pode ser construir e gerenciar o software.
Alexandra Vazquez
Alexandra Vazquez is a former Senior Content Marketing Specialist at G2. She received her Business Administration degree from Florida International University and is a published playwright. Alexandra's expertise lies in copywriting for the G2 Tea newsletter, interviewing experts in the Industry Insights blog and video series, and leading our internal thought leadership blog series, G2 Voices. In her spare time, she enjoys collecting board games, playing karaoke, and watching trashy reality TV.
