Was bedeutet Load Balancing und wie funktioniert ein Load Balancer?

Was bedeutet Load Balancing

Ein Load Balancer kann als Software oder Hardware auf einem Gerät eingesetzt werden, das die Verbindungen von Clients zwischen einer Reihe von Servern verteilt. Ein Load Balancer fungiert als "Reverse-Proxy", der die Anwendungsserver für den Client über eine virtuelle IP-Adresse (VIP) darstellt. Diese Technologie wird als Server Load Balancing (SLB). bezeichnet. SLB ist für Pools von Anwendungsservern an einem einzigen Standort oder in einem lokalen Netz (LAN) konzipiert.

Load Balancer werden eingesetzt, um die Verfügbarkeit und Skalierbarkeit der Anwendung zu gewährleisten. Die Anwendung kann über die Kapazität eines einzelnen Servers hinaus skaliert werden. Der Load Balancer leitet den Datenverkehr durch verschiedene Lastausgleichsalgorithmen an einen Pool verfügbarer Server weiter. Wenn mehr Ressourcen benötigt werden, können zusätzliche Server hinzugefügt werden.

Load Balancer überprüfen die Anwendung auf dem Server, um ihre Verfügbarkeit festzustellen. Schlägt die Zustandsprüfung fehl, nimmt der Load Balancer diese Instanz der Anwendung aus seinem Pool verfügbarer Server heraus. Wenn die Anwendung wieder online ist, bestätigt die Zustandsprüfung ihre Verfügbarkeit und der Server wird wieder in den Verfügbarkeits-Pool aufgenommen.

Da der Load Balancer zwischen dem Client und dem Anwendungsserver sitzt und die Verbindung verwaltet, hat er die Möglichkeit, weitere Funktionen auszuführen. Der Load Balancer kann Inhalte umschalten, inhaltsbasierte Sicherheit wie Web Application Firewalls (WAF) und Authentifizierungsverbesserungen wie die Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) bieten.

Haben Sie eine spezielle Frage zum Load Balancing? Erfahren Sie mehr:

• Was bedeutet Load Balancing?
• Was unterstützt ein Load Balancer?
• Wie funktioniert ein Load Balancer?
• Welche Arten von Load Balancern gibt es?
• Was sind Load Balancing Algorithmen?
• Was ist ein Kemp Load Balancer?

Was unterstützt ein Load Balancer?

Der Load Balancer soll die Verfügbarkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit der Anwendung gewährleisten. Als Reverse-Proxy fungiert der Load Balancer als multifunktionales Ventil, um den Datenverkehr zwischen den Clients und Servern zu lenken und zu kontrollieren.

Load Balancer Einsatzmöglichkeiten

• Automatisches Erkennen von Serverausfällen und Umleiten des Client-Datenverkehrs
• Ermöglicht die Wartung von Servern ohne jegliche Beeinträchtigung
• Automatisierte Notfallwiederherstellung für Backup-Sites
• Hinzufügen und Entfernen von Anwendungsservern ohne Unterbrechung
• Überwachung und Blockierung bösartiger Inhalte

Wie funktioniert ein Load Balancer?

Ein Load Balancer ist ein Reverse Proxy. Er präsentiert dem Client eine virtuelle IP-Adresse (VIP), die für die Anwendung steht. Der Client stellt eine Verbindung zum VIP her, und der Load Balancer entscheidet mit Hilfe seiner Algorithmen, ob er die Verbindung an eine bestimmte Anwendungsinstanz auf einem Server weiterleitet. Der Load Balancer verwaltet und überwacht die Verbindung während der gesamten Dauer.

Stellen Sie sich einen Sportagenten vor, der einen neuen Vertrag für einen Spitzensportler aushandelt. Der Agent nimmt die Anfrage des Sportlers entgegen und sendet sie an ein bestimmtes interessiertes Team. Das Team antwortet mit Informationen (einem Angebot), die der Agent dann an den Kunden zurückleitet. Das geht eine Weile so weiter, bis eine Lösung gefunden ist.

Dies ist die Hauptfunktion des Load Balancer, des Server Load Balancing (SLB). Der Agent kann je nach seiner Rolle in der Konversation zusätzliche Funktionen bereitstellen. Er kann entscheiden, ob er bestimmte Details zulässt und/oder verweigert (Sicherheit). Er kann sich vergewissern, dass die Person, mit der er spricht, tatsächlich der betreffende Sportler ist (Authentifizierung). Wenn die aktuelle Sportliga nicht funktioniert, kann der Agent die Gespräche je nach Verfügbarkeit oder Standort an eine andere Liga weiterleiten (GSLB).

Welche Arten von Load Balancern gibt es?

Um die Arten von Load Balancern zu verstehen, muss man die Geschichte verstehen.

Load-Balancer für Netzwerkserver

Load Balancer kamen Mitte der 1990er Jahre auf den Markt, um die Zunahme des Datenverkehrs im Internet zu bewältigen. Load Balancer verfügten über grundlegende Funktionen zur Bündelung von Serverressourcen, um dieser Nachfrage gerecht zu werden. Der Load Balancer verwaltete die Verbindungen auf der Grundlage des Paketkopfes. Konkret wurde das 5er-Tupel - Quell-IP, Ziel-IP, Quell-Port, Ziel-Port und IP-Protokoll - betrachtet. Dies ist der Einstieg in den Network Server Load Balancer oder Layer-4-Lastausgleich.

Load-Balancer für Anwendungen

Mit der technologischen Entwicklung wurden auch die Load Balancer weiterentwickelt. Sie wurden fortschrittlicher und boten nun auch Content Awareness und Content Switching. Diese Load Balancer blicken über den Paketkopf hinaus auf die Nutzlast des Inhalts. Diese Load Balancer betrachten den Inhalt wie die URL, den HTTP-Header und andere Dinge, um Entscheidungen über die Lastverteilung zu treffen. Dies sind die Application Load Balancer oder Layer 7 Load Balancer.

Globaler Server Load Balancing

Das Global Server Load Balancing (GSLB) ist eigentlich eine andere Technologie als der herkömmliche Layer 4-7-Lastausgleich. GSLB basiert auf DNS und fungiert als DNS-Proxy, der Antworten auf der Grundlage von GSLB-Lastausgleichsalgorithmen in Echtzeit liefert. Am einfachsten ist es, sich GSLB als eine dynamische DNS-Technologie vorzustellen, die mehrere Standorte durch Konfigurationen und Zustandsprüfungen verwaltet und überwacht. Die meisten Load Balancing Solutions bieten heute GSLB als Bestandteil ihrer Funktionalität an.

Hardware Load Balancing

Load Balancer wurden ursprünglich als Hardware-Lösungen entwickelt. Hardware bietet eine einfache Anwendung, die die Funktionalität mit Schwerpunkt auf der Leistung liefert. Hardware Load Balancer sind für die Installation in Rechenzentren konzipiert. Es handelt sich um schlüsselfertige Lösungen, die nicht die Abhängigkeiten benötigen, die softwarebasierte Lösungen erfordern, wie z. B. Hypervisoren und COTS-Hardware.

Software und Virtual Load Balancing

Im Zuge der Weiterentwicklung von Netzwerktechnologien haben Software-definierte, Virtualisierungs- und Cloud-Technologien an Bedeutung gewonnen. Software Load Balancing bietet Flexibilität und die Möglichkeit zur Integration in Virtualisierungs-Orchestrationslösungen. Einige Umgebungen wie die Cloud erfordern Softwarelösungen. In softwarebasierten Umgebungen werden häufig DevOps- und/oder CI/CD-Prozesse eingesetzt. Software-Load-Balancer sind für diese Umgebungen aufgrund ihrer Flexibilität und Integration besser geeignet.

Elastic Load Balancer

Elastic Load Balancer (ELB) Solutions sind weitaus ausgereifter und bieten Cloud-Computing-Betreibern eine skalierbare Kapazität auf der Grundlage der jeweiligen Verkehrsanforderungen. Elastic Load Balancing skaliert den Datenverkehr zu einer Anwendung, wenn sich der Bedarf im Laufe der Zeit ändert. Außerdem werden die Load Balancing-Instanzen automatisch und nach Bedarf skaliert. Da der Elastic Load Balancing Algorithmus für das Request Routing verwendet, um den eingehenden Anwendungsverkehr auf mehrere Instanzen zu verteilen oder diese nach Bedarf zu skalieren, erhöht er die Fehlertoleranz Ihrer Anwendungen.

Was sind Load-Balancing-Algorithmen?

Load-Balancing-Algorithmen sind Formeln, mit denen bestimmt wird, an welchen Server die einzelnen Client-Verbindungen gesendet werden sollen. Die Algorithmen können sehr einfach sein, wie z. B. Round-Robin, oder sie können fortschrittlich sein, wie z. B. agentenbasiert und adaptiv. In jedem Fall besteht der Zweck des Algorithmus darin, die Client-Verbindung an den am besten geeigneten Anwendungsserver zu leiten.

Der am häufigsten empfohlene Algorithmus ist Least Connection. Dieser Algorithmus ist so konzipiert, dass er die Verbindung an den Server mit der besten Leistung sendet, basierend auf der Anzahl der Verbindungen, die er gerade verwaltet. Der Algorithmus "Least connections" berücksichtigt die Länge der einzelnen Verbindungen, indem er nur die derzeit auf dem Server aktiven Verbindungen betrachtet.

Arten von Load Balancing Algorithmen

• Geringste Verbindung
• Round Robin
• Gewichtetes Round Robin
• Gewichtete Least Connection
• Agentenbasierter adaptiver Lastausgleich
• Verkettete Ausfallsicherung (feste Gewichtung)
• Gewichtete Antwortzeit
• Quell-IP-Hash
• Software Defined Networking (SDN) Adaptiv

Was ist ein Kemp Load Balancer?

Die Load Balancing Solution Kemp LoadMaster wurde entwickelt, um den Lastausgleich zu optimieren. LoadMaster ist eine softwarebasierte Lösung, die auch als Hardware-Appliance erhältlich ist. Kemp konzentriert sich auf die Kerntechnologien für den Lastausgleich, um einen vereinfachten Konfigurations- und Verwaltungsprozess zu gewährleisten. Dieser Fokus führt zu erheblichen TCO-Einsparungen über die gesamte Lebensdauer der Technologie.

Kemp bietet erstklassigen Support durch eine umfangreiche Organisation von Experten, die den Kunden rund um die Uhr zur Verfügung stehen. Kemp hat über viele Jahre hinweg ein Team von Load Balancing- und Netzwerkexperten aufgebaut und ist mit über 100.000 Installationen in 138 Ländern zu einem führenden Technologieunternehmen geworden.

Warum Sie den Kemp Load Balancer verwenden sollten?

Kemp LoadMaster ist der führende Load Balancer auf dem heutigen Markt. Erschwingliche Load Balancer sind sowohl als virtuelle Load Balancer als auch als Hardware Load Balancer erhältlich.

Kemp LoadMaster unterstützt die gängigsten Hypervisoren, darunter:

• VMWare
• Hyper-V
• XEN
• KVM

Kemp LoadMaster ist von führenden Anbietern zertifiziert, darunter:

• Microsoft
• Cisco
• Dell
• VMWare
• SAP
• Citrix

Kemp bietet Load Balancing Solutions für:

• Unternehmens-E-Mail
• Vereinheitlichte Kommunikation
• Tools für kollaboratives Arbeiten
• ERP/CRM und andere Workflow-Anwendungen
• Web-Inhalte
• E-Commerce-Systeme
• Anwendungen zur Selbstbeschaffung

Expertenserie

Was bedeutet Load Balancing?

Erfahren Sie mehr über Load Balancing und sehen Sie in diesem Video, wie Sie diese Technologie in Ihrer IT-Architektur nutzen können.