Apakah itu Pengimbang Beban & Bagaimana Ia Mengedarkan Permintaan Masuk?

Dalam dunia aplikasi web dan sistem teragih, pengimbang beban memainkan peranan penting dalam memastikan prestasi optimum, ketersediaan tinggi dan kebolehskalaan. Panduan komprehensif ini akan menyelidiki selok-belok pengimbang beban, meneroka tujuan, jenis, konfigurasi dan amalan terbaiknya. Sama ada anda seorang pemula yang ingin memahami asas atau pembangun berpengalaman yang bertujuan untuk mengoptimumkan seni bina sistem anda, artikel ini akan memberikan cerapan berharga tentang dunia pengimbangan beban.

Apakah Pengimbang Beban?

Pengimbang beban ialah peranti atau perisian yang mengedarkan trafik rangkaian atau aplikasi merentas berbilang pelayan. Dengan mengagihkan permintaan secara sama rata, pengimbang beban membantu memastikan tiada pelayan tunggal menjadi terharu, yang meningkatkan kebolehpercayaan dan prestasi aplikasi anda.

Tujuan dan Fungsi

Pengimbang beban ialah komponen penting dalam seni bina sistem yang bertindak sebagai polis trafik untuk aplikasi anda. Tujuan utamanya adalah untuk mengedarkan trafik rangkaian masuk ke pelbagai pelayan, memastikan tiada pelayan tunggal menanggung permintaan terlalu banyak. Dengan menyebarkan beban kerja, pengimbang beban membantu untuk:

• Tingkatkan responsif aplikasi
• Tingkatkan ketersediaan dan kebolehpercayaan
• Halang beban pelayan
• Memudahkan penskalaan aplikasi

Bagaimana Pengimbang Beban Mengagihkan Trafik

Pengimbang beban menggunakan pelbagai algoritma untuk menentukan cara mengagihkan permintaan masuk. Beberapa kaedah biasa termasuk:

• Round Robin: Permintaan diedarkan secara berurutan kepada setiap pelayan secara bergilir-gilir.
• Sambungan Paling Kurang: Trafik dihantar ke pelayan dengan sambungan aktif paling sedikit.
• IP Hash: Alamat IP pelanggan digunakan untuk menentukan pelayan yang menerima permintaan, memastikan pelanggan sentiasa bersambung ke pelayan yang sama.
• Robin Bulat Berwajaran: Pelayan diberikan pemberat yang berbeza berdasarkan keupayaan mereka, mempengaruhi pengedaran permintaan.

Client Request
    |
Load Balancer Receives Request
    |
Select Appropriate Server (Based on Algorithm)
    |
Forward Request to Selected Server
    |
Server Processes Request
    |
Send Response Back to Client

Konfigurasi Asas

Mari sediakan pengimbang beban mudah menggunakan Nginx, perisian sumber terbuka yang popular untuk pengimbangan beban.

Pasang Nginx:

`bash`

sudo apt-get update
sudo apt-get install nginx

Konfigurasikan Nginx sebagai Pengimbang Beban:

Edit fail nginx.conf untuk memasukkan perkara berikut:

nginx

http {
    upstream backend {
        server server1.example.com;
        server server2.example.com;
        server server3.example.com;
    }

    server {
        listen 80;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

Uji Pengimbang Beban:

• Mulakan Nginx: perkhidmatan sudo nginx mula
• Hantar permintaan ke alamat IP pengimbang beban anda. Anda sepatutnya melihat permintaan diedarkan merentas server1.example.com, server2.example.com dan server3.example.com.

Proses Konfigurasi

• Pilih Pengimbang Beban Anda: Pilih peranti perkakasan atau penyelesaian perisian berdasarkan keperluan anda.
• Tentukan Pelayan Bahagian Belakang: Tentukan kumpulan pelayan yang akan menerima trafik.
• Konfigurasikan Port Mendengar: Sediakan port di mana pengimbang beban akan menerima trafik masuk.
• Sediakan Peraturan Penghalaan: Tentukan cara trafik harus diagihkan ke pelayan bahagian belakang.
• Konfigurasikan Pemeriksaan Kesihatan: Laksanakan pemeriksaan untuk memastikan pelayan bahagian belakang beroperasi.

Tetapan Konfigurasi Penting

1. Algoritma Pengimbangan Beban: Pilih kaedah untuk mengagihkan trafik (cth., round robin, sambungan paling sedikit).
2. Kegigihan Sesi: Tentukan sama ada dan cara mengekalkan sesi pengguna pada pelayan tertentu.
3. Tetapan SSL/TLS: Konfigurasikan tetapan penyulitan jika menamatkan SSL pada pengimbang beban.
4. Pengelogan dan Pemantauan: Sediakan pengelogan untuk menjejak prestasi dan menyelesaikan masalah.

Pemeriksaan Kesihatan Pelayan

1. Prob Berkala: Pengimbang beban menghantar permintaan ke pelayan hujung belakang pada selang masa yang tetap.
2. Penilaian Respons: Ia menilai respons untuk menentukan sama ada pelayan sihat.
3. Pemeriksaan Boleh Disesuaikan: Pemeriksaan kesihatan boleh semudah ping atau sekompleks meminta halaman tertentu dan menilai kandungan.

Mengendalikan Pemeriksaan Kesihatan yang Gagal

Apabila pelayan gagal pemeriksaan kesihatan:

• Pengimbang beban mengeluarkannya daripada kumpulan pelayan aktif.
• Trafik diubah hala ke pelayan yang sihat.
• Pengimbang beban terus menyemak pelayan yang gagal dan memperkenalkannya semula ke kolam apabila ia lulus pemeriksaan kesihatan semula.

Kegigihan Sesi

Kegigihan sesi, juga dikenali sebagai sesi melekat, memastikan permintaan pelanggan sentiasa dihalakan ke pelayan hujung belakang yang sama.

Bila Perlu Menggunakan Kegigihan Sesi

• Aplikasi Berstatus: Apabila aplikasi anda mengekalkan keadaan pada pelayan.
• Keranjang Beli-belah: Untuk memastikan troli pengguna kekal konsisten semasa sesi mereka.
• Aliran Kerja Progresif: Untuk proses berbilang langkah di mana keadaan perlu dikekalkan.

Bila Perlu Mengelakkan Kegigihan Sesi

• Aplikasi Tanpa Status: Apabila aplikasi anda tidak bergantung pada keadaan sebelah pelayan.
• Kandungan Sangat Dinamik: Untuk aplikasi di mana mana-mana pelayan boleh mengendalikan sebarang permintaan dengan sama rata.
• Apabila Penskalaan adalah Keutamaan: Sesi melekit boleh merumitkan penskalaan dan penyelenggaraan pelayan.

Penamatan SSL/TLS

Penamatan SSL/TLS ialah proses menyahsulit trafik yang disulitkan pada pengimbang beban sebelum menghantarnya ke pelayan hujung belakang.

Kepentingan Penamatan SSL/TLS

• Muatan Pelayan Dikurangkan: Memunggah tugas penyulitan/penyahsulitan yang mahal dari segi pengiraan daripada pelayan aplikasi.
• Pengurusan SSL Berpusat: Memudahkan pengurusan sijil dengan memusatkannya pada pengimbang beban.
• Keselamatan Dipertingkat: Membenarkan pengimbang beban memeriksa dan menapis trafik HTTPS.

Mengkonfigurasi Penamatan SSL/TLS

• Pasang sijil SSL pada pengimbang beban.
• Konfigurasikan pengimbang beban untuk mendengar pada port HTTPS (biasanya 443).
• Sediakan komunikasi bahagian belakang, yang boleh sama ada disulitkan atau tidak disulitkan, bergantung pada keperluan keselamatan anda.

Isu Biasa dan Penyelesaian Masalah

1. Pengagihan Beban Tidak Sekata: Sesetengah pelayan menerima lebih banyak trafik yang tidak seimbang berbanding yang lain.
2. Masalah Kegigihan Sesi: Pengguna kehilangan data sesi mereka atau dihalakan ke pelayan yang salah.
3. Isu Sijil SSL: Sijil tamat tempoh atau salah konfigurasi menyebabkan masalah sambungan.
4. Kegagalan Pemeriksaan Kesihatan: Pemeriksaan kesihatan yang terlalu agresif atau dikonfigurasikan dengan buruk menandakan pelayan yang sihat sebagai tidak berfungsi.
5. Bottlenecks Prestasi: Pengimbang beban itu sendiri menjadi halangan di bawah trafik yang tinggi.

Teknik Penyelesaian Masalah

1. Analisis Log: Periksa pengimbang beban dan log pelayan untuk mengenal pasti corak atau anomali.
2. Alat Pemantauan: Gunakan penyelesaian pemantauan komprehensif untuk menjejaki metrik prestasi dan mengenal pasti isu.
3. Ujian: Lakukan ujian beban secara kerap untuk memastikan persediaan anda boleh mengendalikan jumlah trafik yang dijangkakan.
4. Semakan Konfigurasi: Semak dan optimumkan tetapan pengimbang beban secara berkala.
5. Analisis Rangkaian: Gunakan alatan seperti tcpdump atau Wireshark untuk menganalisis trafik rangkaian untuk isu.

Kesimpulan

Pengimbang beban ialah alat yang sangat diperlukan dalam seni bina sistem moden, menyediakan asas untuk aplikasi berskala, boleh dipercayai dan berprestasi tinggi. Dengan mengagihkan trafik dengan cekap, memudahkan penskalaan dan meningkatkan toleransi kesalahan, pengimbang beban memainkan peranan penting dalam memastikan pengalaman pengguna yang optimum.

Sambil anda melaksanakan dan mengurus pengimbang beban dalam infrastruktur anda, ingat bahawa kunci kejayaan terletak pada memahami keperluan khusus aplikasi anda, memilih jenis pengimbang beban yang betul dan sentiasa memantau dan mengoptimumkan persediaan anda. Dengan pengetahuan yang diperoleh daripada panduan ini, anda dilengkapi dengan baik untuk memanfaatkan pengimbang beban dengan berkesan dalam seni bina sistem anda.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah itu Pengimbang Beban & Bagaimana Ia Mengedarkan Permintaan Masuk?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!