Bạn đang lo lắng về hệ thống website hay ứng dụng gặp tình trạng nghẽn mạng, gián đoạn hoạt động do lượng truy cập tăng đột biến? Giải pháp cho vấn đề này chính là Load Balancer – một công cụ tối ưu giúp phân phối lưu lượng truy cập và nâng cao hiệu suất hệ thống.
Bài viết dưới đây, ThueGPU.vn sẽ giúp bạn tìm hiểu Load Balancer là gì? Những lợi ích thiết thực mà Load Balancer mang lại, kèm theo đó là những thông tin về cách thức hoạt động của Load Balancer trong hệ thống. Cùng khám phá ngay để không bỏ lỡ chủ đề hữu ích này nhé!
Load Balancer là gì?
Load Balancer (hay còn gọi là Cân bằng tải) là một thiết bị hoặc phần mềm được sử dụng để phân phối lưu lượng truy cập mạng đến nhiều máy chủ trong một cụm máy chủ (server farm). Load Balancer hoạt động như một “người điều phối giao thông“, giúp phân bổ tải trọng hợp lý, tránh tình trạng quá tải cho một máy chủ và đảm bảo hệ thống của bạn luôn hoạt động ổn định.
Trong trường hợp một máy chủ gặp sự cố, load balancer sẽ tự động chuyển hướng lưu lượng truy cập đến các máy chủ hoạt động bình thường khác. Khi một máy chủ mới được thêm vào hệ thống, load balancer sẽ tự động bắt đầu chia sẻ lưu lượng truy cập đến máy chủ mới này.
Hiểu được Load Balancer là gì? Tiếp theo, ThueGPU.vn sẽ cùng bạn tìm hiểu về những lợi ích mà Load Balancer mang lại.
Lợi ích khi ứng dụng Load Balancer
Lợi ích khi sử dụng Load Balancer là gì? Dưới đây là những lợi ích Load Balancer mang lại khi người dùng ứng dụng chúng trong máy chủ.
- Nâng cao hiệu suất hệ thống: Phân chia lưu lượng truy cập giúp các máy chủ hoạt động đồng đều, giảm thiểu tình trạng quá tải, nghẽn mạng.
- Tăng độ tin cậy và khả năng chịu lỗi: Nếu một máy chủ gặp sự cố, Load Balancer sẽ tự động chuyển hướng lưu lượng truy cập đến các máy chủ khác, đảm bảo hệ thống luôn hoạt động liên tục.
- Cải thiện khả năng mở rộng: Dễ dàng thêm hoặc bớt máy chủ vào hệ thống mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các máy chủ khác.
- Tăng cường bảo mật: Load Balancer có thể giúp bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công mạng bằng cách phân tán lưu lượng truy cập và che giấu địa chỉ IP của các máy chủ thực.
Các giao thức Load Balancer được áp dụng
Load Balancer có khả năng xử lý nhiều loại giao thức khác nhau để điều tiết lưu lượng truy cập. Có tổng cộng 4 loại giao thức chính mà quản trị Load Balancer có thể áp dụng:
HTTP: Dựa trên cơ chế HTTP chuẩn, HTTP Balancing điều tiết yêu cầu tác vụ. Load Balancer cung cấp thông tin về các yêu cầu ban đầu cho các backend thông qua các tiêu đề như: X-Forwarded-For, X-Forwarded-Proto và X-Forwarded-Port.
HTTPS: Tương tự như HTTP Balancing. Với việc mã hóa dữ liệu, HTTPS Balancing có thể sử dụng hai cách tiếp cận: passthrough SSL duy trì mã hóa trên toàn bộ con đường đến backend hoặc chấm dứt SSL, giải mã tại load balancer và chuyển lưu lượng đã được mã hóa đến backend.
TCP: Trong những tình huống mà ứng dụng không sử dụng giao thức HTTP hoặc HTTPS, TCP là một phương án giải quyết để phân phối lưu lượng. Đặc biệt hữu ích khi có lượng truy cập đến một cụm cơ sở dữ liệu, TCP giúp phân phối lưu lượng trên tất cả các máy chủ.
UDP: Gần đây, Load Balancer cũng đã bổ sung hỗ trợ cho cân bằng lưu lượng của các giao thức internet như: DNS và syslogd sử dụng UDP.
Các quy tắc chuyển tiếp sẽ xác định loại giao thức và cổng được sử dụng vào Load Balancer để điều hướng lưu lượng đến các backend tương ứng. Cổng của Load Balancer sẽ được sử dụng để xác định đường đi của lưu lượng trên các backend.
Cách thức hoạt động của Load Balancer là gì?
Khi một yêu cầu được gửi đến hệ thống, yêu cầu sẽ chuyển đến load balancer, nơi quyết định xem yêu cầu đó sẽ được chuyển đến backend nào để xử lý, tùy thuộc vào thuật toán đang được cấu hình trên load balancer. Sau khi yêu cầu được xử lý hoàn tất, phản hồi từ backend sẽ được trả về load balancer và tiếp tục gửi tới người dùng.
Load balancer sử dụng một thao tác gọi là Health check để xác định xem một backend có đang hoạt động hay không. Sau một thời gian nhất định, bộ cân bằng tải sẽ gửi tín hiệu đến các máy chủ backend để kiểm tra xem chúng có hoạt động đúng không. Nếu backend không phản hồi, load balancer sẽ loại bỏ backend đó ra khỏi pool.
Tần suất gửi health check đến backend có thể được quy định tùy thuộc vào phần mềm / phần cứng sử dụng làm load balancer.
Một số thuật toán của Load Balancer
Dưới đây là một số thuật toán phân phối tải (load balancing) phổ biến:
Round robin: Là một thuật toán phân phối tải hoạt động bằng cách luân chuyển yêu cầu đến các máy chủ theo một chu kỳ vòng. Các backend sẽ có độ ưu tiên như nhau, và các yêu cầu sẽ được chia đều cho tất cả các backend theo chu kỳ.
Weighted round robin: Tương tự như round robin, nhưng mỗi backend sẽ có một trọng số (weight) để quy định độ ưu tiên trong việc nhận yêu cầu. Ví dụ, nếu có 03 backend A, B, C với trọng số lần lượt là 4 – 4 – 2, thì trong 10 yêu cầu, backend A sẽ nhận 4 yêu cầu, B cũng nhận 4 yêu cầu và C chỉ nhận 2 yêu cầu. Trọng số thường phụ thuộc vào cấu hình tài nguyên của từng backend.
Least Connection: Thuật toán này dựa trên số lượng kết nối hiện tại trên mỗi backend. Load balancer sẽ chọn backend đang xử lý ít kết nối nhất để đẩy traffic tới.
IP hash (hoặc Source): Thuật toán này dựa trên địa chỉ IP nguồn (IP của người dùng) để phân phối traffic tới backend. Ví dụ, IP có octet cuối là số lẻ sẽ được gửi tới backend lẻ, và ngược lại.
Ngoài ra còn nhiều thuật toán khác được sử dụng trong phân phối tải.
Load Balancer là một công cụ quan trọng giúp nâng cao hiệu suất, độ tin cậy và khả năng mở rộng cho hệ thống website, ứng dụng và dịch vụ Cloud. Việc sử dụng Load Balancer giúp đảm bảo hệ thống luôn hoạt động ổn định, đáp ứng nhu cầu của người dùng một cách hiệu quả.
Các câu hỏi thường gặp
1. Có những loại Load Balancer nào?
Có 3 loại Load Balancer phổ biến:
- Load Balancer dựa trên phần cứng: Là một thiết bị vật lý được đặt giữa mạng và các máy chủ.
- Load Balancer dựa trên phần mềm: Là một phần mềm được cài đặt trên một máy chủ trong cụm máy chủ.
- Load Balancer dựa trên DNS: Sử dụng hệ thống tên miền (DNS) để phân phối lưu lượng truy cập đến các máy chủ.
2. Load Balancer được ứng dụng trong những trường hợp nào?
Load Balancer được ứng dụng rộng rãi trong:
- Website: Phân phối lưu lượng truy cập đến các máy chủ web.
- Ứng dụng web: Phân phối lưu lượng truy cập đến các máy chủ ứng dụng.
- Dịch vụ Cloud: Phân phối lưu lượng truy cập đến các máy chủ trong môi trường Cloud.
3. Làm thế nào để chọn Load Balancer phù hợp?
Việc lựa chọn Load Balancer phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loại hệ thống , kích thước hệ thống, nhu cầu về hiệu suất và khả năng chịu lỗi, ngân sách.
4. Một số lưu ý khi sử dụng Load Balancer là gì?
- Cấu hình Load Balancer chính xác và phù hợp với nhu cầu hệ thống.
- Theo dõi và giám sát hoạt động của Load Balancer để đảm bảo hiệu quả.
- Cập nhật phần mềm Load Balancer thường xuyên để vá các lỗ hổng bảo mật.
Qua bài viết trên, ThueGPU.vn cũng đã đem lại cho bạn cái nhìn tổng quan về Load Balancer là gì, khám phá được cách hoạt động và những ưu điểm mà Load Balancer có thể thực hiện được. Hy vọng rằng, nội dung của bài viết này sẽ có ích cho bạn trong việc cân bằng tải mạng máy chủ của mình!
Tôi tốt nghiệp chuyên ngành Marketing thương mại đến nay đã được 2 năm. Trong 2 năm gần đây, tôi được nhận vị trí Nhân Viên Content SEO cho các dự án lớn nhỏ về mảng công nghệ phần mềm hiện đại tại ThueGPU.vn. Tôi có nhiều bài viết được chia sẻ rộng rãi trên mạng xã hội. Với kiến thức chuyên sâu về công nghệ phần mềm hiện đại, tôi có thể giúp các doanh nghiệp ứng dụng công nghệ phần mềm quảng bá sản phẩm và dịch vụ hiệu quả để góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghệ phần mềm Việt Nam.
