Cân bằng tải là gì? Cân bằng tải hoạt động như thế nào
Trong thời đại số, khi lưu lượng truy cập website ngày càng tăng cao, việc đảm bảo trải nghiệm người dùng tốt và độ ổn định của hệ thống là điều vô cùng quan trọng. Thiết bị cân bằng tải chính là giải pháp tối ưu để giải quyết vấn đề này. Vậy cân bằng tải là gì? Cùng tìm hiểu thông qua bài viết bên dưới nhé.
Contents
Cân bằng tải là gì?
Cân bằng tải là quá trình phân phối lưu lượng mạng đến nhiều máy chủ hoặc cụm máy chủ. Việc phân phối này đảm bảo không có máy chủ nào bị quá tải, tối ưu hóa hiệu quả mạng, giảm thiểu độ trễ và cung cấp trải nghiệm người dùng liền mạch.
Cân bằng tải sử dụng một thiết bị vật lý ảo để xác định theo thời gian thực máy chủ nào trong nhóm có thể đáp ứng tốt nhất yêu cầu của khách hàng từ đó phân phối lưu lượng truy cập phù hợp. Ngoài ra, nó còn có khả năng chuyển đổi dự phòng. Khi một máy chủ bị lỗi, cân bằng tải sẽ lập tức chuyển hướng lượng dữ liệu đó sang máy chủ dự phòng, giảm thiểu tác động đến người dùng cuối.
Cân bằng tải hoạt động như thế nào?
Cân bằng tải là một kỹ thuật mạng phân phối lưu lượng truy cập tới nhiều máy chủ thông qua một địa chỉ IP ảo (VIP). Khi một yêu cầu được gửi đến VIP, thiết bị cân bằng tải sẽ sử dụng các thuật toán như Round Robin, Least Connections để chọn một máy chủ phù hợp và chuyển tiếp yêu cầu đến đó. Máy chủ này sẽ xử lý yêu cầu và gửi kết quả trả về cho thiết bị cân bằng tải, sau đó được chuyển tiếp đến người dùng. Quá trình này diễn ra liên tục và tự động, giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.
Lợi ích của cân bằng tải
Khả năng mở rộng
Bằng cách sử dụng cân bằng tải, bạn có thể mở rộng trang web của mình để xử lý một lượng lớn khách truy cập. Cân bằng tải có nhiệm vụ sẽ phân phối các yêu cầu và tăng dung lượng máy chủ khi cần. Điều này đặc biệt hữu ích khi trang web của bạn nhận được nhiều lưu lượng truy cập của khách hàng và cần nhiều tài nguyên hơn để xử lý tất cả các yêu cầu.
Tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên
Cân bằng tải sẽ đảm bảo mỗi máy chủ được sử dụng hết công suất, giúp bạn tiết kiệm chi phí phần cứng. Ngoài ra, nếu một trong các máy chủ của bạn bị quá tải và bắt đầu chậm lại hoặc hỏng, bộ cân bằng tải sẽ phát hiện ra vấn đề này và di chuyển các yêu cầu để không có tình trạng truy cập nào bị ảnh hưởng.
Hiệu suất được nâng cao
Bộ cân bằng tải phân phối các yêu cầu trên nhiều máy chủ để xử lý nhiều yêu cầu cùng lúc. Có nghĩa là nhiều máy chủ phụ trợ có thể xử lý một yêu cầu của người dùng duy nhất, giúp bạn có nhiều thông lượng hơn (số yêu cầu được xử lý mỗi giây).
Điều này có thể mang lại hiệu suất tốt hơn cho người dùng vì các yêu cầu của họ sẽ được xử lý nhanh hơn, đặc biệt là khi có nhiều yêu cầu đồng thời từ người dùng truy cập vào một ứng dụng hoặc trang web.
Tính khả dụng cao
Bộ cân bằng tải cung cấp tính khả dụng cao bằng cách đảm bảo ứng dụng của bạn luôn khả dụng với người dùng. Nếu một trong các máy chủ của cụm của bạn ngoại tuyến, máy chủ khác vẫn sẽ xử lý các yêu cầu. Điều này có nghĩa là thời gian chết được giảm hoặc loại bỏ và bạn có thể tránh được tình trạng ngừng dịch vụ do lỗi hệ thống.
Tăng tính bảo mật
Bộ cân bằng tải còn tích hợp lớp bảo vệ bổ sung. Khi phát hiện có xâm nhập bất thường gây ra lỗi máy chủ, chúng có thể được sử dụng như một vũ khí hữu ích để chống lại các cuộc tấn công . Hơn nữa, cân bằng tải có thể theo dõi lưu lượng truy cập và loại bỏ thông tin có hại.
Các loại cân bằng tải
Cân bằng tải phần cứng
Đây là các thiết bị vật lý nằm giữa máy chủ web và người dùng . Chúng có thể mở rộng để xử lý lượng lớn lưu lượng truy cập và có thể được cấu hình để đảm bảo rằng tất cả các yêu cầu được gửi đến một máy chủ khả dụng, điều này rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy và thời gian hoạt động.
Bộ cân bằng tải phần cứng cũng có thể được cấu hình với nhiều địa chỉ IP ảo (VIP), cho phép thiết bị xuất hiện như nhiều máy chủ trong mắt khách hàng.
Cân bằng tải phần mềm
Các máy chủ ảo này chạy trên các máy chủ hiện có và sử dụng tài nguyên được chia sẻ để định tuyến lưu lượng. Cân bằng tải dựa trên phần mềm thường ít tốn kém hơn các giải pháp dựa trên phần cứng, nhưng chúng yêu cầu cấu hình bổ sung trên mỗi máy chủ.
So sánh bộ cân bằng tải phần cứng và phần mềm
Cân bằng tải phần cứng và phần mềm, mỗi loại đều có những ưu và nhược điểm riêng. Phần cứng thường được đánh giá cao về hiệu suất và độ ổn định, phù hợp với những hệ thống yêu cầu cao về khả năng xử lý. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu khá lớn và việc nâng cấp, cấu hình phức tạp hơn. Ngược lại, bộ cân bằng tải phần mềm linh hoạt hơn, dễ cấu hình và chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, hiệu suất có thể bị giới hạn bởi cấu hình phần cứng của máy chủ và đòi hỏi phải có sự quản lý, cập nhật thường xuyên. Việc lựa chọn loại cân bằng tải phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô hệ thống, yêu cầu về hiệu suất, ngân sách và kiến thức kỹ thuật.
Một số thuật toán cân bằng tải
Thuật toán cân bằng tải xác định máy chủ nào nhận được yêu cầu cụ thể của khách hàng. Có hai loại thuật toán cân bằng tải chính: tĩnh và động.
Cân bằng tải tĩnh
Với cân bằng tải tĩnh, bộ cân bằng tải chuyển tiếp các yêu cầu đến các phiên bản ứng dụng mà không kiểm tra trạng thái hiện tại của các phiên bản ứng dụng này. Một số phương pháp cân bằng tải tĩnh là:
- Băm IP: Bộ cân bằng tải tạo ra một khóa băm duy nhất dựa trên cả IP của máy khách và IP của phiên bản ứng dụng. Phương pháp này cho phép máy khách tương tác với cùng một phiên bản ứng dụng nhiều lần qua nhiều phiên, chẳng hạn như giỏ hàng trong thanh toán thương mại điện tử.
- Round Robin: Bộ cân bằng tải sẽ chuyển tiếp các yêu cầu đến các phiên bản ứng dụng theo chu kỳ, phân phối các yêu cầu đều trên các phiên bản.
- Weighted Round Robin: Mỗi phiên bản ứng dụng được gán một trọng số, đóng vai trò là chỉ báo về khả năng xử lý hoặc mức độ ưu tiên của phiên bản đó. Bộ cân bằng tải chuyển tiếp các yêu cầu đến các phiên bản ứng dụng theo trọng số. Phiên bản ứng dụng có số trọng số càng cao thì càng có nhiều yêu cầu được chuyển tiếp đến phiên bản đó.
Cân bằng tải động
Bộ cân bằng tải chuyển tiếp các yêu cầu đến các phiên bản ứng dụng dựa trên trạng thái hiện tại của các phiên bản này. Một số phương pháp cân bằng tải động như:
- Least Connection: Ưu tiên các máy chủ có ít giao dịch đang diễn ra nhất và kiểm tra và gửi lưu lượng đến các máy chủ có ít kết nối mở nhất.
- Weighted least connection: Chuyển tiếp các yêu cầu đến phiên bản ứng dụng dựa trên số lượng kết nối đang hoạt động và trọng số của phiên bản đó.
Kết luận
Với sự gia tăng chóng mặt của lưu lượng truy cập như hiện nay, việc trang bị một thiết bị cân bằng tải là vô cùng cần thiết đối với mỗi doanh nghiệp. Hy vọng rằng những thông tin mà Hoàng Hải chia sẻ đã giúp bạn đọc hiểu thêm về khái niệm cân bằng tải là gì. Nếu có thắc mắc, đừng ngần ngại liên hệ cho chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ.