Cân bằng tải là thành phần đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống mạng hiện nay để nâng cao hiệu suất và cơ sở dữ liệu. Và để giúp các bạn hiểu rõ về cân bằng tải là gì chúng ta hãy đi vào bài viết dưới đây.
Danh Mục
Cân bằng tải (Load balancing )là gì?
Cân bằng tải trong tiếng Anh là load balancing. Đây là một phương pháp phân phối khối lượng tải trên nhiều chiếc máy tính hoặc một cụm máy tính để sử dụng tối ưu được các nguồn lực.
Ngoài ra, phương pháp cân bằng tải còn có khả năng tối đa hóa thông lượng, giảm thời gian đáp ứng và đặc biệt là tránh tình trạng quá tải trên máy chủ.
Tầm quan trọng của phương pháp cân bằng tải?
Hệ thống cân bằng tải ngày càng được ứng dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực của công nghệ thông tin nhằm đảm bảo những tiêu chí luôn sẵn sàng, thời gian hoạt động (uptime) lên đến 99.999%.
Nhờ có cân bằng tải mà hiệu suất cho máy chủ – website được nâng lên tối đa và những ứng dụng của khách hàng không bị quá tải khi phải đối mặt với số lượng người dùng truy cập tăng đột biến.
Cân bằng tải luôn không thể thiếu đối với các doanh nghiệp, đặc biệt là với những đơn vị, công ty đang có nhiều máy chủ, các trang web hoặc các ứng dụng thường xuyên có lưu lượng truy cập lớn.
Các loại cân bằng tải (Load balancer)
Load balancer thường được nhóm thành 2 loại cơ bản nhất: Layer 4 và Layer 7
Cân bằng tải Layer 4
Đây là loại cân bằng tải hoạt động dựa trên dữ liệu tìm thấy trong những giao thức mạng và giao vận layer (IP, TCP, FTP, UDP).
Cân bằng tải Layer 7
Phương pháp này thực hiện phân phối các yêu cầu dựa trên dữ liệu được tìm thấy trong những giao thức layer ứng dụng như HTTP.
Layer 7 có thể thực hiện phân phối thêm các requests dựa trên những dữ liệu cụ thể của ứng dụng như HTTP header, cookies hoặc các dữ liệu trong chính thông báo ứng dụng, điển hình như giá trị của một thông số cụ thể.
Cân bằng tải có thể xử lý được loại giao thức dữ liệu nào?
Cân bằng tải có thể xử lý được đa số các loại giao thức dữ liệu đang được các doanh nghiệp sử dụng hiện nay như:
- HTTP: Giao thức chuẩn cân bằng HTTP trực tiếp yêu cầu hệ thống dựa trên cơ chế HTTP chuẩn. Bộ cân bằng tải đặt các tiêu đề đó là X-Forwarded-For, X-Forwarded-Proto, và X-Forwarded-Port nhằm cung cấp thông tin tới hệ thống backend.
- HTTPS: Đây là cân bằng hoạt động với sự bổ sung mã hóa theo một trong hai cách: một là duy trì mã hóa cho phép SSL đi từ đầu đến cuối hệ thống, hai là đặt bộ giải mã trên hệ thống và gửi dữ liệu không được mã hóa đến cuối hệ thống.
- TCP: Với những ứng dụng không sử dụng HTTP hoặc HTTPS lưu lượng TCP cũng được cân bằng. Chẳng hạn lượng truy cập vào một cụm cơ sở dữ liệu có thể được mở rộng ở trên tất cả các máy chủ.
- UDP: Một số hệ thống đã hỗ trợ cân bằng tải trên giao thức Internet cốt lõi như DNS và syslog được sử dụng UDP.
Cách thức hoạt động thiết bị cân bằng tải
Sản phẩm tạo ra một địa chỉ IP ảo với mạng bên ngoài và địa chỉ này sẽ được bản đồ hóa với những địa chỉ máy chủ bên trong. Nhờ lớp IP này mà thiết bị bên ngoài sẽ khó có thể truy cập đến máy chủ bên trong giúp cho đường truyền tải được ổn định và mạnh mẽ hơn.
Thuật toán cân bằng tải
Một thuật toán giúp tối ưu hóa hiệu suất cung cấp khả năng chịu lỗi bằng cách phân chia tác vụ xử lý đến nhiều máy chủ khác nhau, do đó ngăn chặn bất kỳ một máy chủ nào trong tình trạng bị quá tải khi lượng truy cập tăng cao.
Cân bằng tải sẽ giúp liên kết nhiều máy chủ: CPU, RAM để làm thành một hệ thống tài nguyên thống nhất, qua đó thực hiện phân phối nhiệm vụ xử lý các truy vấn đến từng máy chủ tối ưu, cho phép xử lý được rất nhiều truy vấn trong cùng thời điểm trên nhiều máy chủ.
Giao thức hoạt động
- Round Robin: Các truy vấn sẽ thực hiện lần lượt phân tải tự động xoay vòng tới các máy chủ.
- Least Connections: Hệ thống sẽ tự động chọn ra được máy chủ có lượng kết nối đang hoạt động là nhỏ nhất để thực hiện phục vụ.
- Source IP: Hệ thống chọn máy chủ xử lý dựa vào địa chỉ IP trên máy trạm người truy cập.
Lợi ích của việc ứng dụng cân bằng tải vào hệ thống mạng
- Tăng khả năng đáp ứng và tránh tình trạng quá tải trên máy chủ, đảm bảo tính linh hoạt để mở rộng cho hệ thống phát triển toàn diện hơn.
- Tăng độ tin cậy và khả năng dự phòng của hệ thống: Việc sử dụng cân bằng tải giúp tăng tính HA cho hệ thống, đồng thời còn đảm bảo cho người dùng không bị gián đoạn dịch vụ khi xảy ra lỗi tại một điểm cung cấp dịch vụ.
- Tăng tính bảo mật cho hệ thống: Nhờ có cân bằng tải mà hệ thống có thể ngăn chặn người dùng giao tiếp trực tiếp với máy chủ, ẩn thông tin và cấu trúc mạng nội bộ để ngăn ngừa các cuộc tấn công trên mạng.
- Khả năng mở rộng: Hiện tượng tăng vọt đột biến bất thường của traffics gây ảnh hưởng lớn đến hiệu suất server, cân bằng tải sẽ cung cấp khả năng thêm nhiều server hơn vào nhóm để quản lý lượng request ngày càng tăng.
Qua bài viết này chắc hẳn cũng đã biết cân bằng tải là gì và những thông tin cần thiết liên quan đến phương pháp này. Ngoài ra, nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào về cân bằng tải thì hãy để lại bình luận dưới bài viết này nhé.
Thông tin bài viết được biên tập bởi: thitruongtaichinh.vn
