Load Balancing چیست؟

احتمالا شما هم واژه لود بالانسینگ به گوش تان خورده است و همین موضوع باعث شده تا توی ذهن شما یک علامت سوال بزرگ ایجاد شود که لود بالانسینگ چیست و دقیقا چه کاربردی دارد و چه اتفاقی می افتند که نیاز به لود بالانسر پیدا می کنیم. ما امروز در این مطلب از سرور دات آی آر قصد داریم تا در مورد لود بالانسینگ صحبت کنیم و به بیشتر ابهاماتی که ممکن است ذهن شما را درگیر کند پاسخ بدهیم. پس با ما همراه باشید.

Load Balancing چیست ؟

لود بالانسینگ در واقع یک راه حل برای توزیع در خواست کاربران بین چندین سرور مختلف است. با انجام فرایند لود بالانسینگ باعث می شود تا فشار زیادی از روی یک سرور برداشته شود و روی چندین سرور تقسیم شود تا عملکرد سرویس در نتیجه بهبود چشم گیری پیدا کند. این روش باعث می شود تا فشار زیادی که ممکن است به یک سرور وارد شود و آن را دچار خرابی کند کاسته شود و عملکرد لود صفحات و سرویس در نتیجه خیلی بهتر و پایدار تر شود. لود بالانسینگ یک توزیع یکسان از ترافیک ورودی بین سرور ها و متعادل کردن بار آنها را در نتیجه خواهد داشت.

در دنیای امروز، یکی از چالش‌های اصلی در مدیریت ترافیک اینترنتی، تخصیص بهینه منابع به درخواست‌های مختلف است. یکی از راه‌حل‌های مؤثر در این زمینه، استفاده از لود بالانسینگ است که می‌تواند به توزیع ترافیک بین سرورهای مختلف کمک کند. این سرورها می‌توانند از نوع سرور مجازی یا سرور ابری باشند که هرکدام مزایای خاص خود را دارند. به عنوان مثال، سرور مجازی به شما این امکان را می‌دهد که منابع خاصی از سرور فیزیکی را اجاره کنید و به این ترتیب بتوانید هزینه‌ها را کاهش دهید. از طرف دیگر، سرور ابری با استفاده از معماری مبتنی بر فضای ابری، انعطاف‌پذیری بیشتری در مدیریت منابع ارائه می‌دهد.

کاربرد لود بالانسینگ چیست ؟

در دنیای دیجیتال، توزیع بار (Load Balancing) یکی از مهم‌ترین راهکارها برای بهینه‌سازی عملکرد وب‌سایت‌ها و برنامه‌های آنلاین محسوب می‌شود. این فرآیند می‌تواند به‌صورت نرم‌افزاری یا سخت‌افزاری اجرا شود و نقش مهمی در تقسیم یکنواخت ترافیک میان سرورهای میزبان ایفا کند.

اما کاربرد Load Balancing تنها محدود به اینترنت نیست؛ بلکه در شبکه‌های داخلی سازمان‌ها و مراکز داده بزرگ نیز به‌طور گسترده استفاده می‌شود. در گذشته، از سخت‌افزارهای خاص مانند “کنترل‌کننده‌های تحویل برنامه” (ADC) و تجهیزات فیزیکی توزیع بار برای این کار بهره می‌بردند. امروزه اما، نرم‌افزارهای پیشرفته‌ی لود بالانسینگ این فرآیند را ساده‌تر و کارآمدتر کرده‌اند.

لود بالانسینگ چطور کار می کند ؟

ما تا این قسمت مطلب سعی کردیم تا در مورد لود بالانسیگ برای شما توضیح بدهیم اما حالا وقت این رسیده که بررسی کنیم نحوه ی کار لود بالانسینگ چگونه است و فرآیند توزیع  یکسان ترافیک بین سرور ها چطور انجام می شود. در واقع در شبکه اینترنت در خواست های زیادی از کاربران به سمت سرور ها و پایگاه داده ها می رود و در این قسمت فرآیند لود بالانسینگ، لود بالانسر وارد عمل می شود و هر بار که در خواستی به سمت سرور می آید در خواست را به سمت یک سرور ارسال می کند تا علاوه بر کاهش فشار های وارد شده به یک سرور، عملکرد سرویس را هم تضمین می کند.

اگر در واقع بخواهیم به این سوال که Load Balancing چیست؟ پاسخ دهیم میتوان گفت یک فرایند متعادل کننده ترافیک ورودی است.

اگر هم برای شما این سوال پیش آمده که لود بالانسر چطور این کار را انجام می دهد باید گفت کاملا بستگی به الگوریتم لود بالانسینگ دارد که چطور ترافیک ورودی را به نحوی مدیریت کند که فشاری به سرور نیاید و عملکرد سرویس دچار اختلال نشود.

انواع لود بالانسینگ

۱. لود بالانسینگ نرم‌افزاری

لود بالانسینگ نرم‌افزاری با استفاده از ابزارها و برنامه‌های خاص، بار ترافیکی را میان سرورهای مختلف توزیع می‌کند. این روش معمولاً در محیط‌های ابری و مجازی‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد و از محبوب‌ترین ابزارهای آن می‌توان به Nginx، HAProxy و Traefik اشاره کرد. مزایای این روش شامل انعطاف‌پذیری بالا، امکان تنظیمات سفارشی و هزینه کمتر نسبت به سخت‌افزارهای اختصاصی است.

۲. لود بالانسینگ سخت‌افزاری

این نوع لود بالانسینگ از دستگاه‌های فیزیکی اختصاصی برای توزیع بار میان سرورها استفاده می‌کند. این سخت‌افزارها معمولاً در مراکز داده بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند و از برندهای معروفی مانند F5 Networks و Citrix NetScaler بهره می‌برند. مزایای این روش شامل عملکرد بالا، امنیت بیشتر و قابلیت پردازش حجم زیادی از داده‌ها است.

۳. لود بالانسینگ DNS

در این روش، سیستم نام دامنه (DNS) مسئول توزیع درخواست‌ها میان چندین سرور است. DNS لود بالانسینگ معمولاً در توزیع بار میان سرورهای جهانی استفاده می‌شود و امکان هدایت کاربران به نزدیک‌ترین سرور جغرافیایی را فراهم می‌کند. این روش باعث کاهش تأخیر و بهبود تجربه کاربری می‌شود.

۴. لود بالانسینگ مبتنی بر محتوا

در این مدل، درخواست‌های کاربران بر اساس نوع محتوا، دستگاه کاربر یا موقعیت جغرافیایی به سرورهای مناسب هدایت می‌شوند. این روش به ویژه در سرویس‌های استریمینگ، فروشگاه‌های آنلاین و اپلیکیشن‌های تعاملی کاربرد دارد و باعث بهبود کارایی سیستم و افزایش سرعت بارگذاری صفحات می‌شود.

۵. لود بالانسینگ ابری

با رشد استفاده از خدمات ابری، لود بالانسینگ ابری به یکی از محبوب‌ترین روش‌ها تبدیل شده است. در این مدل، بار ترافیکی بین چندین سرور ابری تقسیم می‌شود که باعث افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های زیرساختی می‌شود. پلتفرم‌هایی مانند AWS Elastic Load Balancer و Google Cloud Load Balancing نمونه‌هایی از این نوع هستند.

الگوریتم های لود بالانسینگ چگونه کار می کنند ؟

وقتی صحبت از لود بالانسینگ به وسط میاد، سوال اصلی که دقیقا ذهن ما را تا حدودی درگیر به خود می کند این است که لود بالانسر چطور کار بهینه سازی ترافیک را انجام می دهد و در واقع الگوریتم آن چگونه است .

توزیع بار در سیستم‌های لود بالانسینگ با استفاده از الگوریتم‌های مختلفی انجام می‌شود. یکی از رایج‌ترین الگوریتم‌ها، Round Robin است که درخواست‌ها را به‌صورت چرخشی بین سرورها توزیع می‌کند. این روش برای محیط‌هایی با سرورهای همگن و بار متعادل مناسب است.

Least Connections یکی دیگر از الگوریتم‌های پرکاربرد است که درخواست‌ها را به سروری که کمترین تعداد اتصال فعال را دارد، ارسال می‌کند. این روش به‌ویژه برای مدیریت ترافیک نامتوازن بسیار مفید است.

الگوریتم IP Hash نیز بر اساس آدرس IP کاربر تصمیم می‌گیرد که درخواست‌ها را به کدام سرور ارسال کند. این روش برای حفظ نشست کاربران و افزایش پایداری مناسب است.

مزایای لود بالانسینگ چیست ؟

در ادامه طبق جدول زیر سعی کردیم تا بعضی از مزایای لود بالانسینگ را برای شما شرح بدهیم.

جمع بندی

همانطور که به طور کامل در مورد لود بالانسینگ صحبت کردیم و گفتیم عملا کارکرد صحیح سرور ها و راندمان آنها بدون استفاده از لود بالانسینگ ها غیر ممکن است و در لحظه از کارکرد سرور امکان به وجود آمدن خطا و Down شدن سرور ها وجود دارد.

سوالات متداول

آیا استفاده از لود بالانسرها معایبی نیز دارد؟

با وجود مزایای زیاد، برخی معایب نیز وجود دارد، از جمله:

• مدیریت و پیاده‌سازی پیچیده: نیازمند نگهداری و تنظیمات مداوم است.

• وابستگی به تکنولوژی‌های خاص: ممکن است انتخاب‌های محدودتری را در پی داشته باشد.

افزایش هزینه‌ها و پیچیدگی سیستم: اضافه شدن لایه‌های اضافی ممکن است منابع بیشتری مصرف کند

آیا لود بالانسرها می‌توانند به بهبود امنیت کمک کنند؟

بله، لود بالانسرها با توزیع ترافیک و جلوگیری از بارگذاری بیش از حد بر روی یک سرور، می‌توانند به کاهش حملات DDoS و سایر تهدیدهای امنیتی کمک کنند.

آیا لود بالانسرها می‌توانند به بهبود مقیاس‌پذیری کمک کنند؟

بله، با توزیع متوازن ترافیک و امکان افزودن سرورهای جدید به سیستم، لود بالانسرها به بهبود مقیاس‌پذیری و مدیریت بهتر ترافیک کمک می‌کنند.