Apkrovos balansavimo įrenginiai prieglobos svetainėse: kas jie yra ir kada jų reikia

Apkrovos balansavimo įrenginys prieglobos sistemoje automatiškai paskirsto gaunamas užklausas keliems serveriams, kad svetainės greitai reaguotų į apkrovą ir išliktų prieinamos. Apkrovos balansavimo įrenginį prieglobos svetainėse naudoju, kai yra duomenų srauto pikas, augantys projektai arba griežti prieinamumo tikslai.

Centriniai taškai

Toliau pateikti pagrindiniai punktai padės greitai apžvelgti svarbiausius dalykus. Privalumai ir taikymo scenarijus.

• PrieinamumasNaudotojai nepastebi atskirų serverių sutrikimų.
• VeikimasTrumpesnis įkrovimo laikas dėl išmanaus paskirstymo.
• Mastelis: Lanksčiai papildykite arba sumažinkite serverio išteklius.
• Techninė priežiūraAtnaujinimai be prastovos naudojant tikslinį valdymą.
• ApsaugaSegmentavimas ir DDoS apsauga kaip papildomas sluoksnis.

Kas yra apkrovos balansavimo įrenginys žiniatinklio prieglobos sistemoje?

Apkrovos balansavimo įrenginys priima visą gaunamą srautą ir protingai paskirsto užklausas tarp kelių Serveris. Naudoju jį, kad atskirčiau naudotojo prieigą nuo atskiro žiniatinklio serverio ir užtikrinčiau nuoseklų Apkrovos paskirstymas saugus. Jei galinis serveris sugenda, naujas užklausas persiunčiu sveikiems egzemplioriams ir taip pasiekiu aukštą pasiekiamumo lygį. Šis mechanizmas lieka nematomas lankytojams, kurie patiria tik greitą atsakymą ir nuolatinį reakcijos laiką. Tokia architektūra padeda man vykdyti augančius projektus, sezonines kampanijas ir žiniasklaidos renginius be kliūčių.

Kaip apkrovos balansavimo įrenginys paskirsto užklausas

Platinimas pagrįstas išbandytais ir patikrintais Algoritmai pavyzdžiui, "Round Robin", "Least Connections", svertinės procedūros ir konkretaus turinio taisyklės. Taip pat naudoju sveikatos patikrinimus, kad į fondą būtų įtraukti tik prieinami serveriai ir automatiškai apeinamos sugedusios sistemos; tai pastebimai padidina Prieinamumas. Atsižvelgdamas į naudojimo atvejį, pasirenku metodą, kuris atitinka modelį, sesijos elgseną ir galinės dalies našumą. Išsamesnį įvadą rasite kompaktiškame Apkrovos balansavimo metodaikuriuose paaiškinamos tipinės šių metodų stipriosios pusės. Praktikoje derinu taisykles, sesijos lipnumą ir spartinančiąją atmintinę, kad ir dinaminis turinys, ir statiniai ištekliai būtų pateikiami greitai.

4 sluoksnio ir 7 sluoksnio apkrovos balansavimas

Skiriu apkrovos balansavimą 4 sluoksnis (transporto lygis) ir 7 sluoksnis (taikymo lygmuo). L4 veikia paketų ir (arba) sujungimų pagrindu (TCP/UDP) ir yra labai lankstus. EfektyvusDėl to jis tinka labai didelio pralaidumo, duomenų bazėms, paštui ar ne HTTP protokolams. L7 supranta HTTP/Santraštę, slapukus ir kelius, maršruto parinkimą pagal turinį, WAF taisykles, spartinimą ir glaudinimą. Interneto aplinkoje dažnai derinu abu šiuos metodus: L4 - greitaveikai ir L7 - suspaudimui. smulkių granulių Kontrolė ir saugumas.

Sesijų valdymas ir būsenos nustatymas

Sesijos turi įtakos platinimo metodo pasirinkimui. Jei reikia, lipnias sesijas susieju su slapukais, IP slaptažodžiais arba antraštės slaptažodžiais, kad naudotojus laikinai susiečiau su egzemplioriumi. Tai padeda sąlyginis Tačiau programėlės kelia pavojų: netolygus pasiskirstymas, "karštieji taškai" ir sudėtingas mastelio keitimas. Todėl, kur įmanoma, stengiuosi, be būsenos duomenų bazės: Sesijos perkeliamos į "Redis/Memcached", naudotojo būsenos - į duomenų bazes, o autentifikavimas - į pasirašytus žetonus (pvz., JWT). Tai leidžia man laisvai pridėti, atsieti ar pakeisti egzempliorius.

• Slapukų panašumas: greitai nustatomas, bet atsargiai, kai naudotojai pasiskirstę netolygiai.
• IP/galvutės hash: patikimas, bet atsargiai naudokite su NAT šliuzais ir tarpiniais serveriais.
• Išorinė sesijų saugykla: švariai keičiasi, reikia savo prieinamumo.
• JWT: palengvina atgalines duomenų bazes, reikalauja kruopštaus raktų kaitaliojimo ir galiojimo laikotarpių.

Keisdamas versijas, naudoju Prijungimas Išleidimas ir įšilimo etapai (lėtas paleidimas), kad naujos versijos gautų duomenų srautą tik tada, kai talpyklos yra užpildytos ir JIT kompiliatoriai yra įšilę.

Sveikatos patikrinimai, perjungimas esant trikčiai ir techninės priežiūros langai

Aš naudoju aktyvus ir pasyvus Patikrinimai: TCP arba TLS rankų sukrėtimas, HTTP/gRPC patikrinimai su būsenos kodais, neprivalomi turinio patikrinimai. Slenkstinės vertės (pvz., 3 nesėkmės iš eilės) apsaugo nuo nesėkmių, o atnaujinimo kriterijai užtikrina tvarkingą grįžimą į fondą. Atnaujinimams egzempliorius žymiu kaip nusausintiLeisiu ryšiams pasibaigti ir neleisiu kurti naujų sesijų. Strategiškai planuoju avarijos atkūrimą kaip aktyvų / aktyvų (kelių zonų apkrova) arba aktyvų / pasyvų (karštas rezervinis režimas), priklausomai nuo vėlavimo ir sąnaudų sistemos. Sintetiniais bandymais stebiu visą kelią - ne tik sveikatos patikrinimo URL.

Kada tikslinga jį naudoti

Naudoju apkrovos balansavimo įrenginį, kai dėl rinkodaros kampanijų, išleidžiamų leidinių ar sezoninių reiškinių Eismo-svyravimai. Internetinėms parduotuvėms, SaaS platformoms, žiniasklaidos portalams ir bendruomenėms trumpas atsako laikas yra labai svarbus verslui, o prastovos kainuoja ir pajamas, ir pasitikėjimą. Buferis. Jei projektas sparčiai auga, darbo metu integruoju naujus serverius ir horizontaliai plečiu be prastovų. Tarptautinėms tikslinėms grupėms naudingas paskirstymas netoliese esančiuose serveriuose, todėl sumažėja vėlavimas ir laikas iki pirmojo baito. Taip pat naudoju segmentuotas galines struktūras, kad organizuotai įgyvendinčiau saugumo ir atitikties reikalavimus.

Platinimo metodų palyginimas

Kiekvienas apkrovos paskirstymo metodas turi savo Stipriosios pusėskurį pasirenku priklausomai nuo programos profilio. "Round Robin" gerai tinka vienarūšiams serveriams, o "Least Connections" idealiai tinka, kai sesijoms reikia skirtingo procesoriaus ir operatyviosios atminties kiekio. Taikant svertinius metodus atsižvelgiama į aparatinės įrangos galią, todėl galingesnės sistemos gali apdoroti daugiau užklausų. Turiniu pagrįstas maršrutizavimas tinka, jei medijos, API ir dinaminiai puslapiai turi veikti atskirai. DNS grindžiamas balansavimas papildo sluoksnį, nukreipdamas užklausas į skirtingus regionus ar duomenų centrus ir taip optimizuodamas Panaudojimas paskirstyti.

Procedūra	Idėja	Stiprumas	Tipiškas naudojimas
"Round Robin" turas	Paskirstymas savo ruožtu	Paprastas vienodas pasiskirstymas	Vienarūšiai žiniatinklio serverių telkiniai
Mažiausiai jungčių	Pageidautina mažiausiai aktyvių jungčių	Geras pajėgumų panaudojimo balansas	Skirtinga užklausos trukmė
Svertinis	Stipresni serveriai gauna didesnį srautą	Veiklos rezultatais grindžiamas paskirstymas	Heterogeninė aparatinė įranga
Turiniu pagrįstas	Maršrutizavimas pagal URL / tipą	Aiškiai atskirti takai	API, medijos, dinaminės peržiūros
DNS pagrindu	Atsakymas su skirtingu paskirties IP	Regioninė kontrolė	Kelių regionų, kelių DC

Pasaulinis veikimo nuotolis ir vėlavimas

Jei noriu pasiekti naudotojus visame pasaulyje, naudoju Georouting ir DNS taisykles, kad nukreiptų užklausas į artimiausius serverius. Taip sumažinamas vėlavimas, apkrova paskirstoma regionams ir pagerinama pristatymo kokybė piko metu. Kartu su CDN spartinančiąja talpykla sumažinu kilmės sistemų apkrovą ir gerokai pagreitinu statinį turinį. Jei norite gilintis į regionines strategijas, patarimų rasite Geografinis apkrovos balansavimas. Taip sukurta infrastruktūra, kuri užtikrina greitą pristatymą, protingą atleidimą iš darbo ir mažesnį Butelio kakleliai suvienytas.

Protokolai ir specialūs atvejai

Be klasikinio HTTP, atsižvelgiu į WebSocketsilgas apklausas ir serverio siunčiamus įvykius. Siekiant užtikrinti, kad ryšiai išliktų stabilūs, svarbūs neveikimo laiko limitai, palaikymo ir didžiausi galimi antraščių dydžiai. Dėl HTTP/2 ir HTTP/3/QUIC Atkreipiu dėmesį į multipleksavimą, prioritetų nustatymą ir švarų TLS/QUIC derinimą. gRPC naudingi L7 balansavimo įrenginiai, kurie supranta būsenos kodus. Siuntimui naudoju srautinio perdavimo ir dydžio apribojimus, o PROXY arba X-Forwarded-For antraštėje nustatau Kliento IP galinėje dalyje, įskaitant švarų patvirtinimą, kad būtų išvengta klastojimo.

Techninė ir programinė įranga bei DNS sprendimai

Skiriu dedikuotus Techninė įranga-įrenginiai, lankstūs programinės įrangos apkrovos balansavimo įrenginiai ir DNS variantai. Techninė įranga tinka labai didelio pralaidumo ir stacionarių duomenų centrų aplinkoms, o programinė įranga puikiai tinka debesų ir konteinerių aplinkoms. Sistemoje "Kubernetes" derinu įėjimo valdiklius, paslaugų tinklelį ir automatinį mastelio keitimą, kad srautas būtų dinamiškai paskirstytas į kapsules. DNS balansavimas papildo daugiaregionio tinklo sąranką, tačiau nesprendžia smulkiagrūdžio sesijų paskirstymo TCP/HTTP lygmeniu. Pasirinkimą darau atsižvelgdamas į pralaidumą, protokolus, veiklos modelį, automatizavimą ir norimą Lankstumas.

Diegimo strategijos ir eismo pokyčiai

Mažos rizikos leidinių atveju remiuosi Mėlyna/žalia ir Kanarėlės-pavyzdys. Iš pradžių į naująją versiją nukreipiu nedidelį srautą, stebiu KPI ir palaipsniui didinu akcijas. Antraštėmis arba slapukais pagrįstas nukreipimas leidžia atlikti tikslinius vidaus naudotojų bandymus. Naudodamas šešėlinį srautą, atspindžiu realias užklausas naujoje aplinkoje nedarydamas įtakos naudotojams. Svarbu, kad būtų galima kontroliuojamai perjungti versijas pirmyn ir atgal, svarbu ryšio ištrynimas, apšilimas ir aiškūs grįžimo atgal keliai.

Automatizavimas ir konfigūracija kaip kodas

"Git" versijuoju apkrovos balansavimo įrenginio konfigūracijas, naudoju šablonus ir patvirtinimą, kad pakeitimus būtų galima atkartoti. Paslaptis (TLS raktus, sertifikatus) tvarkau atskirai, juos rotuoju ir saugiai saugau. Automatizuoju infrastruktūros pakeitimus, kad diegimą, mastelio keitimą ir sertifikatų atnaujinimą būtų galima atlikti automatiškai. nuspėjamas lieka. Pakeitimų valdymas su tarpusavio peržiūra, etapiniais testais ir automatiniais patikrinimais sumažina klaidingų konfigūracijų skaičių ir padeda išvengti "sniego dribsnių" konfigūracijų.

Integracija į prieglobą ir veikimą

Prieglobos aplinkoje dažnai užsakau valdomus pasiūlymus, kurie Stebėsenasveikatos patikrinimai ir saugumas. Aš daugiausia dėmesio skiriu taikomosios programos logikai, o platforma tvarko maršrutizavimą, atnaujinimus ir sertifikatus. Vienas Optimalus apkrovos paskirstymas išmatuojamai sutrumpina atsako laiką ir padaro pajėgumų planavimą labiau nuspėjamą. Aiškus diegimo procesas ir toliau išlieka svarbus: išbandau konfigūracijas etapais, stebiu KPI, lėtai didinu našumą ir turiu parengtus grįžimo planus. Naudodamasis registravimu, įspėjimais ir švariais paleidimo sąsiuviniais, supaprastinu procesą. Techninė priežiūra kasdienėje veikloje.

Stebimumas, KPI ir klaidų biudžetai

Nuolat matuoju naudotojo ir sistemos rodiklius ir susieju juos su žurnalais bei pėdsakais. SLOs (pvz., P95 atsako laikas) ir klaidų biudžetai suteikia man aiškias gaires. Įspėjimus įjungiu tik tada, kai pažeidžiamos naudotojų peržiūros arba biudžetai, todėl jie lieka galioti. vadovaujantys veiksmai. Paskirstytas sekimas naudojant koreliacijos ID padeda rasti kliūtis visame kelyje. Sintetinis stebėjimas tikrina galinius taškus, įskaitant DNS, TLS ir CDN.

• RPS/QPS ir lygiagretumas kiekvienam egzemplioriui
• P95/P99 vėlavimas, laikas iki pirmojo baito
• 5xx tarifas, atšaukimo ir (arba) nutraukimo tarifai
• Pakartojimo, atsisakymo ir eilės ilgiai
• Naudojimas: CPU, RAM, tinklas, atviri ryšiai
• Spartinančiosios atmintinės pataikymo rodiklis ir klaidos vienam eurui/išlaidų centrui

Atitiktis, duomenų apsauga ir tinklo ribos

Aš atsižvelgiu į Duomenų apsauga ir duomenų buvimo vieta: žurnalų kiekis sumažinamas iki minimumo, jie anonimizuojami ir saugomi su atitinkamais saugojimo terminais. Saugomose srityse tarp apkrovos balansavimo įrenginio ir galinių serverių naudoju mTLS ir, jei reikia, klientų sertifikatus. TLS perkėlimą derinu su dabartiniais šifrų rinkiniais, OCSP susegimu ir HSTS politika. Fiksuoti išeinantys IP palengvina trečiųjų šalių sistemų leidimus. Dvigubas stekasIPv6 išplečia veikimo spindulį; "Anycast" pagerina visuotinį ryšį.

Saugumas: TLS perkėlimas, apsauga nuo DDoS ir WAF

Apkrovos balansavimo įrenginys gali perimti TLS rankų suvedimo ir sertifikatų valdymą; tai TLS iškrovimas palengvina galinių serverių darbą ir sumažina vėlavimą, kai vienu metu vyksta daug sesijų. Kartu su žiniatinklio programų ugniasiene filtruoju kenkėjiškas užklausas ankstyvuoju etapu ir neleidžiu joms užimti galinių serverių išteklių. Prieš srovę veikiantys DDoS mechanizmai padeda apsisaugoti nuo tūrinių atakų, nes srautas ribojamas arba atmetamas prieš jam patenkant į programą. Greičio ribojimas, botų valdymas ir IP reputacija taip pat padidina atsparumą. Taip sukuriamas apsaugos sluoksnis, kuris optimizuoja našumą ir Apsauga kartu.

Tipinės kliūtys ir praktiniai patarimai

• Lipnios sesijos gali Karštieji taškai Vietoj to perduokite būsenas arba naudokite nuoseklią koduotę.
• Netinkamas Laiko limitai (klientas, LB, galinė dalis), dėl kurių atšaukiamos ir dubliuojamos užklausos.
• Per daug agresyvus Pakartotiniai bandymai padidinti apkrovos pikus; dirbti su atbuline eiga ir ribomis.
• "Healthcheck" galutinės taškai turi Atstovas (įskaitant priklausomas paslaugas).
• Trūksta Tikrasis IP-Dėl funkcijos "Registravimas" naudojimo sudėtingiau registruoti, riboti greitį ir taikyti WAF taisykles.
• Be "Slow Start" naujas kodas iš karto patenka į pilną apkrovą - Apšilimas planas.
• Reikia įkelti ir didelius kūnus Srautinė transliacija ir aiškios dydžio ribos.
• pajėgumų apribojimai, pvz., atviros jungtys arba Efemeriniai uostai patikrinti laiku.

Išlaidos, planavimas ir mastelio keitimas

Bendras vaizdas apima licencijavimą, srauto apimtį, egzempliorių dydžius, sertifikatų valdymą ir veiklos Išlaidos. Planuoju pajėgumus etapais ir palieku rezervų augimui, kad mastelio didinimas būtų sėkmingas be karštligiškų perkėlimų. Protingas horizontalios plėtros ir efektyvaus spartinančiosios atminties derinys sumažina vienos užklausos sąnaudas. Priimti pagrįstus sprendimus padeda išmatuojami tikslai, pavyzdžiui, atsakymo laikas P95, klaidų lygis ir pralaidumas vienam eurui. Reguliarios peržiūros užtikrina, kad architektūra, Biudžetas ir verslo tikslai dera tarpusavyje.

Perėjimo prie paskirstytosios architektūros kelias

1. Esamos būsenos analizė: būsena, sesijos, įkėlimai, talpyklos, duomenų srautai.
2. Išorinės būsenos (sesijos saugykla, objektų saugykla), struktūros talpyklos.
3. Klonuoti galines dalis ir nuosekliai konfigūruoti, kopijuoti duomenų bazę.
4. Nustatykite apkrovos balansavimo įrenginį, apibrėžkite būklės patikrinimus, įjunkite registravimą ir sekimą.
5. Sumažinkite DNS TTL, Kanarėlės-Pridėti srautą, stebėti KPI.
6. Perjungimas su ryšio nutekėjimu, grįžimas atgal anomalijų atveju.
7. Normalizuokite TTL, atnaujinkite dokumentaciją ir vykdymo instrukcijas, tvarkingai uždarykite senas sistemas.

Sprendimų priėmimas: ar jums dabar reikia apkrovos balansavimo įrenginio?

Pirmasis klausimas, kurį užduodu sau, yra, kiek stiprus Eismo-kreivė svyruoja ir kaip brangiai kainuoja gedimai. Jei apkrovos viršūnės reguliariai viršija vieno serverio pajėgumus, apkrovos balansavimo įrenginys nedelsdamas išsprendžia kliūtis. Jei projektui reikia trumpo įkrovos laiko ir nuspėjamo augimo, paskirstytoji architektūra palaiko kitą žingsnį. Tarptautiniai naudotojai, API apkrova ir medijos pristatymas taip pat kalba paskirstymo keliuose egzemplioriuose naudai. Tiems, kuriems reikia techninės priežiūros be prastovų ir aiškių saugumo zonų, šis metodas taip pat naudingas. Architektūra.

Trumpa santrauka skubantiems

Ein Apkrovos balansavimo įrenginys paskirsto užklausas, apsaugo nuo perkrovos ir užtikrina svetainių atsparumą augimui. Naudoju jį siekdamas užtikrinti prieinamumą, sutrumpinti atsako laiką ir išlaikyti techninės priežiūros langus be prastovų. Metodą parenku atsižvelgdamas į naudojimo modelius, sesijos elgseną ir aparatinės įrangos našumą. Užtikrinu našumą ir apsaugą naudodamas geografinio maršrutizavimo, DNS taisyklių, spartinančiosios atminties ir saugumo funkcijas. Visi, kurie masto pagal planą, rimtai žiūri į stebėseną ir nustato aiškius procesus, ilgainiui gaus daugiau naudos iš savo sistemos. Interneto priegloba iš.