Load Balancing คืออะไร

Load Balancing นำทางและควบคุมการรับส่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตระหว่างเซิร์ฟเวอร์แอปพลิเคชันกับผู้เยี่ยมชมหรือลูกค้า ด้วยเหตุนี้จึงช่วยปรับปรุงความพร้อมใช้งาน ความสามารถในการเพิ่มทรัพยากร ความปลอดภัย และประสิทธิภาพการทำงานของแอปพลิเคชัน

ความพร้อมใช้งานของแอปพลิเคชัน

การที่เซิร์ฟเวอร์ล้มเหลวหรือต้องมีการบำรุงรักษา สามารถเพิ่มเวลาหยุดทำงานของแอปพลิเคชัน ทำให้แอปพลิเคชันของคุณไม่พร้อมใช้งานสำหรับผู้เยี่ยมชม Load balancer ช่วยเพิ่มความทนทานต่อความเสียหายของระบบ โดยการตรวจจับปัญหาเซิร์ฟเวอร์โดยอัตโนมัติ และเปลี่ยนเส้นทางการรับส่งข้อมูลของไคลเอ็นต์ไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่พร้อมใช้งาน คุณสามารถทำ Load Balancing เพื่อทำให้งานเหล่านี้ง่ายขึ้น

• ทำการบำรุงรักษาหรืออัปเกรดเซิร์ฟเวอร์ของแอปพลิเคชันโดยไม่ต้องหยุดการทำงานของแอปพลิเคชัน
• กระบวนการกู้คืนจากความเสียหายโดยอัตโนมัติไปยังไซต์สำรองข้อมูล
• การตรวจสอบสถานะประสิทธิภาพและป้องกันปัญหาที่อาจทำให้ต้องหยุดทำงาน

ความสามารถในการเพิ่มทรัพยากรของแอปพลิเคชัน

คุณสามารถใช้ Load Balancer เพื่อควบคุมการรับส่งข้อมูลเครือข่ายอย่างชาญฉลาดระหว่างเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่อง แอปพลิเคชันของคุณสามารถจัดการการร้องขอของไคลเอ็นต์นับพันรายการได้ เนื่องจาก Load Balancing ทำหน้าที่ดังต่อไปนี้

• ป้องกันปัญหาการติดขัดของการรับส่งข้อมูลที่เซิร์ฟเวอร์ใดเซิร์ฟเวอร์หนึ่ง
• คาดการณ์ปริมาณการใช้แอปพลิเคชันเพื่อให้คุณสามารถเพิ่มหรือลบเซิร์ฟเวอร์อื่นได้ หากจำเป็น
• เพิ่มความซ้ำซ้อนให้กับระบบของคุณเพื่อให้คุณสามารถปรับขนาดได้อย่างมั่นใจ

ความปลอดภัยของแอปพลิเคชัน

Load balancer มาพร้อมกับคุณสมบัติด้านความปลอดภัยในตัวเพื่อเพิ่มความปลอดภัยอีกชั้นหนึ่งให้กับแอปพลิเคชันอินเทอร์เน็ตของคุณ เครื่องมือเหล่านี้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการจัดการกับการโจมตีโดยปฏิเสธการให้บริการ ซึ่งผู้โจมตีจะถล่มเซิร์ฟเวอร์ของแอปพลิเคชันด้วยคำขอที่เกิดขึ้นพร้อมกันนับล้านซึ่งทำให้เซิร์ฟเวอร์ล่ม Load Balancer ยังสามารถทำสิ่งต่อไปนี้

• ตรวจสอบการรับส่งข้อมูล และบล็อกเนื้อหาที่เป็นอันตราย
• เปลี่ยนเส้นทางการรับส่งข้อมูลการโจมตีไปยังเซิร์ฟเวอร์แบ็คเอนด์หลายเครื่องโดยอัตโนมัติเพื่อลดผลกระทบ
• กำหนดเส้นทางการรับส่งข้อมูลผ่านกลุ่มไฟร์วอลล์เครือข่ายเพื่อเพิ่มความปลอดภัย

ประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน

Load balancer ปรับปรุงประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันโดยการเพิ่มเวลาในการตอบสนองและลดเวลาแฝงของเครือข่าย มันจะทำงานสำคัญๆ หลายอย่างดังต่อไปนี้

• กระจายการใช้งานอย่างสม่ำเสมอระหว่างเซิร์ฟเวอร์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน
• เปลี่ยนเส้นทางคำขอของไคลเอ็นต์ไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่ใกล้กว่าเพื่อลดเวลาแฝง

• ทำให้มั่นใจในความเสถียรและประสิทธิภาพของทรัพยากรการประมวลผลทางกายภาพและแบบเสมือน

อัลกอริทึมของ Load Balancer คือชุดของกฎที่ Load Balancer ปฏิบัติตาม เพื่อกำหนดเซิร์ฟเวอร์ที่ดีที่สุดสำหรับแต่ละคำขอของไคลเอ็นต์ อัลกอริทึมของ Load Balancer แบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ

Static Load Balancing

อัลกอริทึมของ Static Load Balancing เป็นไปตามกฎที่กำหนดไว้ และเป็นอิสระจากสถานะปัจจุบันของเซิร์ฟเวอร์ ต่อไปเป็นตัวอย่างของ Static Load Balancing

รอบ - วิธี Robin

เซิร์ฟเวอร์มีที่อยู่ IP ที่จะบอกลูกค้าว่าจะส่งคำขอไปที่ใด ที่อยู่ IP เป็นตัวเลขที่ยาวและยากที่จะจดจำ เพื่อให้ง่าย Domain Name System จะจับคู่ชื่อเว็บไซต์กับเซิร์ฟเวอร์ เมื่อคุณป้อน aws.amazon.com ลงในเบราว์เซอร์ของคุณ คำขอจะส่งไปที่เนมเซิร์ฟเวอร์เราก่อน จากนั้นจะส่งที่อยู่ IP ของเรากลับไปยังเบราว์เซอร์ของคุณ

ในวิธี Round-Robin เนมเซิร์ฟเวอร์ที่รับผิดชอบจะทำการ Load Balancing แทนฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์เฉพาะทาง เนมเซิร์ฟเวอร์จะส่งกลับที่อยู่ IP ของเซิร์ฟเวอร์ที่แตกต่างกันในเซิร์ฟเวอร์ฟาร์มทีละช่วงหรือในแบบ Round-Robin

Weighted Round-Robin Method(การวนต่อเนื่องแบบถ่วงเฉลี่ย)

ในการ Load Balancing แบบวนต่อเนื่องแบบถ่วงเฉลี่ย คุณสามารถกำหนดน้ำหนักที่แตกต่างกันให้กับแต่ละเซิร์ฟเวอร์ตามลำดับความสำคัญหรือตามความจุ เซิร์ฟเวอร์ที่มีน้ำหนักสูงกว่าจะได้รับการรับส่งข้อมูลแอปพลิเคชันที่เข้ามามากขึ้นจากเนมเซิร์ฟเวอร์

วิธีแฮช IP

ในวิธีการแฮช IP, Load Balancer จะทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า Hashing บนที่อยู่ IP ของไคลเอ็นต์ มันจะแปลงที่อยู่ IP ของไคลเอ็นต์ จากนั้นจะจับคู่กับเซิร์ฟเวอร์แต่ละเครื่อง

Dynamic Load Balancing 

อัลกอริทึมของ Dynamic Load Balancing จะตรวจสอบสถานะปัจจุบันของเซิร์ฟเวอร์ก่อนที่จะกระจายการรับส่งข้อมูล ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างบางส่วนของอัลกอริทึมของ Dynamic Load Balancing

Least Connection Method

การเชื่อมต่อเป็นช่องทางการสื่อสารแบบเปิดระหว่างไคลเอ็นต์และเซิร์ฟเวอร์ เมื่อไคลเอ็นต์ส่งคำขอแรกไปยังเซิร์ฟเวอร์ จะมีการตรวจสอบสิทธิ์และสร้างการเชื่อมต่อระหว่างกัน ใน Least Connection Method, Load Balancer จะตรวจสอบว่าเซิร์ฟเวอร์ใดมีการเชื่อมต่อที่ใช้งานน้อยที่สุด และส่งการรับส่งข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์เหล่านั้น วิธีการนี้อนุมานว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดต้องใช้พลังงานการประมวลผลที่เท่าเทียมกันสำหรับเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมด

Weighted Least Connection Method

อัลกอริทึมของ Weighted Least Connection Method อนุมานว่าเซิร์ฟเวอร์บางเครื่องสามารถรองรับการเชื่อมต่อที่ใช้งานได้มากกว่าเซิร์ฟเวอร์อื่น ดังนั้นคุณสามารถกำหนดน้ำหนักหรือความสามารถที่แตกต่างกันให้กับแต่ละเซิร์ฟเวอร์และ Load Balancer จะส่งคำขอไคลเอ็นต์ใหม่ไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่มีการเชื่อมต่อน้อยที่สุดตามกำลังการผลิต

Least Response Time Method

เวลาตอบสนอง คือ เวลาทั้งหมดที่เซิร์ฟเวอร์ใช้ในการประมวลผลคำร้องขอ และทำการส่งการตอบสนอง Least Response Time Method รวมเวลาตอบสนองของเซิร์ฟเวอร์และการเชื่อมต่อที่ใช้งานอยู่เพื่อกำหนดเซิร์ฟเวอร์ที่ดีที่สุด Load balancer ใช้อัลกอริทึมนี้เพื่อให้บริการที่รวดเร็วขึ้นสำหรับผู้ใช้ทุกคน

Resource-Based Method

ในวิธีการของ Resource-Based Method นั้น Load Balancer จะกระจายการรับส่งข้อมูลโดยการวิเคราะห์โหลดของเซิร์ฟเวอร์ปัจจุบัน ซอฟต์แวร์พิเศษที่เรียกว่าเอเจนต์จะทำงานบนเซิร์ฟเวอร์แต่ละเครื่อง และคำนวณการใช้ทรัพยากรของเซิร์ฟเวอร์ เช่น ความสามารถในการประมวลผลและหน่วยความจำ จากนั้น Load Balancer จะตรวจสอบซอฟต์แวร์เอเจนต์เพื่อหาทรัพยากรฟรีที่เพียงพอก่อนที่จะกระจายการรับส่งข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์นั้น

Load balancer เป็นหนึ่งในสองประเภท คือ ประเภทฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

Hardware Load Balancer

Hardware Load Balancer เป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่สามารถประมวลผลและเปลี่ยนเส้นทางของการรับส่งข้อมูลกิกะไบต์ไปยังเซิร์ฟเวอร์หลายร้อยเครื่องได้อย่างปลอดภัย คุณสามารถเก็บไว้ในศูนย์ข้อมูลของคุณและใช้ การจำลองระบบเสมือนในการสร้าง Load Balancer แบบดิจิตอลหรือแบบเสมือนหลายๆ ตัวที่คุณสามารถจัดการได้จากส่วนกลาง

Software Load Balancer

Software Load Balancer เป็นแอปพลิเคชันที่ทำหน้าที่ในการ Load Balancing ทั้งหมด คุณสามารถติดตั้งบนเซิร์ฟเวอร์ใดๆ หรือเข้าถึงในฐานะเป็นบริการของบุคคลที่สามที่มีการจัดการเต็มรูปแบบ

การเปรียบเทียบ Hardware Load Balancer กับ Software Load Balancer

Hardware Load Balancer จำเป็นต้องมีการลงทุนเริ่มต้น การกำหนดค่า และการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง คุณยังอาจใช้อุปกรณ์เหล่านี้อย่างเต็มประสิทธิภาพไม่ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณซื้อเพียงตัวเดียวเพื่อรับมือกับการเข้าชมที่พุ่งสูงขึ้นในช่วงเวลาเร่งด่วน หากปริมาณการรับส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเกินความจุปัจจุบันอย่างกะทันหัน จะส่งผลต่อผู้ใช้จนกว่าคุณจะซื้อและตั้งค่า Load Balancer อื่น

ในทางตรงกันข้าม Software Load Balancer มีความยืดหยุ่นมากกว่า พวกเขาสามารถเพิ่มทรัพยากรได้อย่างง่ายดายและเข้ากันได้ดีกว่ากับสภาพแวดล้อมการประมวลผลบนคลาวด์ที่ทันสมัย นอกจากนี้ยังมีค่าใช้จ่ายน้อยลงในการตั้งค่า จัดการ และการใช้งานเมื่อเวลาผ่านไป