Kiến thức cơ bản về Network Load Balancing

Để lưu lượng mạng trên nhiều liên kết WAN, server và máy ảo được phân bố đều đặn thì rất cần đến Network Load Balancing. Trong bài viết dưới đây BKHOST sẽ trả lời những câu hỏi liên quan đến Network Load Balancing để bạn được rõ.

Network Load Balancing là gì?

Network Load Balancing hay còn được gọi là bộ cân bằng tải mạng làm nhiệm vụ như một “cảnh sát giao thông” phân phối dung lượng và tốc độ đều đặn cho Server. Những yêu cầu gửi từ Client đến Server được định tuyến hợp lý, khoa học đảm bảo Server không làm việc quá sức. Đồng thời Network Load Balancing còn chuyển lưu lượng sang Server khỏe mạnh khi một Server nào đó gặp sự cố.

Cloud Network Load Balancing phân phối yêu cầu của Client trên nhiều Server nhằm tạo sự linh hoạt cho Server và đảm bảo độ tin cậy cao. Global server load balancer (GSLB) là một trong những bộ cân bằng tải mạng được sử dụng nhiều để hướng người dùng truy cập tới các nhóm Server được phân bổ ở nhiều vị trí địa lý. GSLB mang đến cho người dùng trải nghiệm phản hồi nhanh và hạn chế việc quá tải trong khi truy cập mạng.

Để phân phối lưu lượng Network Load Balancing sử dụng các biến chẳng hạn như cổng đích và địa chỉ IP. Network Load Balancing hoạt động ở lớp 4 của OSI nên chỉ xem xét thông tin lớp mạng có trong các gói mà chúng định hướng. Dưới đây là những lợi ích mà Network Load Balancing mang lại:

• Hàng triệu yêu cầu được điều tiết chuyển tới các Server mỗi giây để được xử lý nhanh gọn, kịp thời.
• Hỗ trợ địa chỉ IP tĩnh, chỉ định một địa chỉ IP linh hoạt cho mạng con và hỗ trợ đăng ký target.
• Giám sát tình trạng dịch vụ để lên phương án phân bổ lưu lượng hợp lý.
• Hỗ trợ các yêu cầu định tuyến tới nhiều ứng dụng trên một phiên bản EC2. Ngoài ra sử dụng nhiều cổng cùng một nhóm mục tiêu để đăng ký từng địa chỉ IP hoặc phiên bản.

Kiến trúc Network Load Balancing

Network Load Balancing hoạt động ở lớp 4 OSI và mỗi giây trôi qua xử lý hàng triệu yêu cầu. Những mục tiêu đã đăng ký ban đầu sẽ được Bộ cân bằng tải phân phối lưu lượng truy cập tới liên tục, đều đặn.

Để tránh sự cố có thể xảy ra bạn có thể bật nhiều Availability Zones (vùng khả dụng) cho Network Load Balancing. Điều này cũng đảm bảo mỗi Availability Zones được bật có ít nhất một mục tiêu trong nhóm mục tiêu sẽ được chuyển lưu lượng đến.

Load Balancing in Networking là gì?

Phân phối lưu lượng mạng đồng đều cho các mục tiêu và đảm bảo không một Server nào tắc nghẽn là chức năng của Load Balancing in Networking. Việc trải đều công việc Load Balancing đã tăng tính linh hoạt, khả dụng và bảo mật cho ứng dụng.

Kỹ thuật Load Balancing in Networking

Để sử dụng Network Load Balancing hiệu quả bạn nên áp dụng một số phương pháp và công nghệ sau:

Network Load Balancing SSL

Lớp cổng bảo mật SSL là công nghệ bảo mật tiêu chuẩn để thiết lập liên kết mã hóa giữa Server Web với trình duyệt. Trước khi chuyển lưu lượng tới mục tiêu Network Load Balancing sẽ giải mã SSL hay còn gọi là chấm dứt SSL. Bằng cách lưu các Server Web không cần giải mã Network Load Balancing sẽ giúp cải thiện hiệu suất ứng dụng hiệu quả.

Tuy nhiên ứng dụng có khả năng bị tấn công khi chấm dứt SSL vì Network Load Balancing sẽ truyền lưu lượng chưa mã hóa tới Server Web. Trường hợp Network Load Balancing và Server Web nằm trong một trung tâm dữ liệu thì rủi ro này được giảm nhẹ. Để tăng tính bảo mật thì tốt nhất là truyền qua SSL dù phương án này tiêu tốn nhiều năng lượng CPU.

Chuyển đổi dự phòng Network Load Balancing

Chuyển đổi dự phòng Network Load Balancing diễn ra tự động nhằm loại bỏ và thay thế những máy ảo không đáp ứng được yêu cầu. Đây là một phương án hay nhằm đảm bảo hệ thống luôn hoạt động trôi chảy, không xảy ra bất cứ sự cố nào.

Network Load Balancing và bảo mật

Khi nhiều tổ chức chuyển sang dùng Cloud thì Network Load Balancing càng trở nên quan trọng với an ninh mạng. Hệ thống sẽ được Network Load Balancing bảo vệ trước các cuộc tấn công từ chối dịch vụ DDoS. Ngoài khả năng bảo mật thì các loại phần mềm cân bằng tải mạng còn giúp giúp người dùng tiết kiệm chi phí vì không cần bảo trì và dùng tới các phần cứng chống độc hại.

Thuật toán Load Balancing

Mỗi thuật toán Load Balancing sẽ được sử dụng phù hợp với từng trường hợp để điều phối lưu lượng mạng một cách hợp lý. Dưới đây là 3 loại thuật toán Load Balancing được dùng phổ biến nhất:

• Least Connection: Thuật toán này hướng lượng truy cập tới Server có ít kết nối đang hoạt động nhất.
• Round Robin: Với thuật toán này Server khả dụng đầu tiên sẽ nhận được lưu lượng và sau đó Server được xếp vào cuối hàng đợi.
• Least Response: Với thuật toán này Server nào có thời gian phản hồi trung bình thấp nhất và ít kết nối hoạt động nhất sẽ nhận được lưu lượng truy cập.

Network Load Balancing Cluster là gì?

Đặc điểm của Network Load Balancing Cluster là tính sẵn sàng cao và khả năng dự phòng nhưng lại không phân phối công việc. Trong khi đó Load Balancing lại phân phối khối lượng công việc đồng đều cho các Server để cải thiện hiệu suất. Riêng với phân cụm Server và các Server kết hợp với nhau để hoạt động giống như một thực thể.

Để quản lý khối lượng công việc lớn cả Network Load Balancing và phân cụm Server đều phối hợp với nhiều Server. Tuy nhiên Load Balancing được tích hợp sẵn trong kiến trúc còn các cụm Server lại đòi hỏi phần cứng giống hệt nhau.

Các cụm Network Load Balancing kết hợp với phần mềm cân bằng tải để tạo sự cân bằng công việc giữa tất cả các Server trong cụm. Với các cụm hiệu suất cao việc thực hiện tác vụ diễn ra nhanh chóng đồng thời hỗ trợ tốt cho các dự án tiêu tốn nhiều tài nguyên.

Ưu điểm và nhược điểm của Network Load Balancing

Network Load Balancing sở hữu những ưu điểm sau:

• Network Load Balancing hoạt động ở lớp 4 OSI, cân bằng tải lưu lượng cho cả UDP và TCP.
• Hỗ trợ kết thúc phiên TLS để bảo toàn địa chỉ IP nguồn.
• Với những ứng dụng nhạy cảm Network Load Balancing cung cấp độ trễ thấp.
• Định tuyến các yêu cầu từ một khách hàng tới một mục tiêu.
• Địa chỉ IP phía Client và các cổng nguồn cho các kết nối đến được Network Load Balancing giữ nguyên để sử dụng cho quá trình kế tiếp.
• Network Load Balancer cung cấp địa chỉ IP tĩnh cho Availability Zones (vùng khả dụng) hoặc mạng con.
• Chỉ định một IP đàn hồi cho Availability Zones (vùng khả dụng) hoặc mạng con.
• Hỗ trợ kết nối TCP lâu dài, bền bỉ phù hợp cho chơi game, quảng cáo…
• Tự động chuyển lưu lượng sang mục tiêu khác khi mục tiêu hiện tại hoạt động không bình thường.
• Network Load Balancer tạo điều kiện để các ứng dụng giảm chi phí băng thông.
• Với cùng một API, Network Load Balancer cho phép người dùng tiến hành kiểm tra, hỗ trợ, làm việc với các nhóm mục tiêu dễ dàng.

Hạn chế của Network Load Balancer:

Không hỗ trợ giảm tải SSL là hạn chế lớn nhất của Network Load Balancer. Trong khi đó các loại cân bằng tải tuân thủ OIS lớp 7 như cân bằng tải ứng dụng, cân bằng tải cổ điển lại hỗ trợ giảm tải SSL.

Một số trường hợp lý tưởng nhất để dùng Network Load Balancer gồm:

• Khi các yêu cầu TCP gửi đến tăng đột biến với số lượng khủng.
• Khi cần hỗ trợ địa chỉ IP tĩnh, linh hoạt.
• Khi cần hỗ trợ nhiều cổng ở phiên bản EC2.

Tổng kết về Network Load Balancing