Cân bằng tải là gì?

1. Trước tiên chúng ta cùng tìm hiểu qua thiết bị cân bằng tải là gì?

– Thiết bị cân bằng tải  là một giải pháp giúp sử dụng tối đa băng thông, thời gian đáp ứng nhanh  làm giảm khả năng quá tải máy chủ và  đường truyền internet .

– Cân bằng tải còn chia đều các lưu lượng truy cập vào các máy chủ có cùng tính năng trong hệ thống, giảm quá tải trên 1 máy chủ và mất kết nối khi có 1 máy chủ gặp sự cố.

– Thiết bị có thể ghép nhiều đường truyền internet thành 1 đường truyền có băng thông lớn hơn và có tính dự phòng khi có sự cố trên 1 đường truyền để đảm bảo hệ thống luôn được kết nối internet

– Hệ thống của chúng ta cũng an toàn hơn khi thiết bị có khả năng ngăn chặn các cuộc tấn công trên mạng hoặc các dịch vụ qua các cổng mà không được cấp phép.

2. Tác dụng đến hệ thống mạng internet

•  Hệ thống không dùng cân bằng tải
  

– Khi chúng ta đăng ký dịch vụ mạng thì nhà mạng sẽ cung cấp cho chúng ta 1 modem ,nhưng modem đó có đáp ứng nhu cầu  cho doanh nghiệp của mình không, nếu doanh nghiệp của các bạn có số lượng máy tính nhiều thì modem đó chắc chắn sẽ không đáp ứng đủ.

– Văn phòng có trên 40 máy tính thì các bạn sẽ cảm nhận được ngay tốc độ mạng bị giảm sút nghiêm trọng mặc dù các bạn đã thuê đường truyền có băng thông cao.

– Hiện giờ rất nhiều các doanh nghiệp sử dụng nhiêu đường truyền internet để mở trộng băng thông và tăng tính dự phòng, nhưng khi không sử dụng cân bằng tải thì việc chuyển đổi có thể phải làm bằng tay, đấy là chưa kể sẽ không sử dụng hết băng thông của nhiều đường truyền. có thể các doanh nghiệp sử dụng mỗi bộ phận 1 đường truyền nhưng điều đó làm cho việc liên hệ giữa các máy tính hoặc với máy chủ , máy in thì thật là khó khăn.

• Hệ thống có dùng cân bằg tải
  

– Nhiều máy cùng sử dụng internet nhưng tốc độ mạng không bị giảm sút nghiêm trọng.

– Khi sử dụng nhiều đường truyền internet chúng ta có thể khai thác hết khả năng băng thông mà mình đăng ký.

– Có thể cộng dồn băng thông để tạo thành 1 đường truyền có tốc độ cao hơn

– Vì chúng một hệ thống nên việc liên hệ giữa máy chủ và các máy với nhau đượng thông suốt

– Việc quản lý và bảo trì hệ thống mạng được đơn giản hơn rất nhiều

3. Lợi ích của cân bằng tải

• Tăng khả năng đáp ứng, tránh tình trạng quá tải trên máy chủ, đảm bảo tính linh hoạt và mở rộng cho hệ thống.
• Tăng độ tin cậy và khả năng dự phòng cho hệ thống: sử dụng cân bằng tải giúp tăng tính HA (High Availability) cho hệ thống, đồng thời đảm bảo cho người dùng không bị gián đoạn dịch vụ khi xảy ra lỗi sự cố lỗi tại một điểm cung cấp dịch vụ.
• Tăng tính bảo mật cho hệ thống: thông thường khi người dùng gửi yêu cầu dịch vụ đến hệ thống, yêu cầu đó sẽ được xử lý trên bộ cân bằng tải, sau đó thành phần cân bằng tải mới chuyển tiếp các yêu cầu cho các máy chủ bên trong. Như vậy có thể ngăn chặn người dùng giao tiếp trực tiếp với các máy chủ, ẩn các thông tin và cấu trúc mạng nội bộ, ngăn ngừa các cuộc tấn công trên mạng hoặc các dịch vụ không liên quan đang hoạt động trên các cổng khác.
• Khả năng mở rộng: sự tăng vọt đột biến bất thường của traffics gây ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất server, cân bằng tải cung cấp khả năng thêm nhiều server hơn vào nhóm để quản lý các lượng request ngày càng tăng.

4. Các loại Load balancer

Load balancer (cân bằng tải) thường được nhóm thành 2 loại: Layer 4 và Layer 7

• Cân bằng tải Layer 4: hoạt động dựa trên dữ liệu tìm thấy trong các giao thức mạng và giao vận layer (IP, TCP, FTP, UDP).
• Cân bằng tải Layer 7: phân phối các yêu cầu dựa trên dữ liệu được tìm thấy trong các giao thức layer ứng dụng như HTTP. Layer 7 có thể phân phối thêm các requests dựa trên dữ liệu cụ thể của ứng dụng như HTTP header, cookies hoặc dữ liệu trong chính thông báo ứng dụng, chẳng hạn như giá trị của một thông số cụ thể.

5. Nguyên lí hoạt động thiết bị cân bằng tải

•  Sản phẩm sẽ tạo ra một địa chỉ IP ảo với mạng bên ngoài, địa chỉ này sẽ được bản đồ hóa với các địa chỉ máy chủ bên trong. Nhờ lớp IP này mà các thiết bị bên ngoài sẽ khó có thể truy cập đến máy chủ bên trong giúp đường truyền tải được ổn định, mạnh mẽ.

6. Cân bằng tải có thể xử lý loại giao thức dữ liệu nào?

• HTTP: chuẩn cân bằng HTTP trực tiếp yêu cầu dựa trên cơ chế HTTP chuẩn. Bộ cân bằng tải đặt các tiêu đề X-Forwarded-For, X-Forwarded-Proto, và X-Forwarded-Port để cung cấp các thông tin về các yêu cầu gốc tới hệ thống backend.
• HTTPS: cân bằng HTTPS hoạt động tương tự như HTTP với sự bổ sung mã hóa. Mã hóa được xử lý theo một trong hai cách: một là duy trì mã hóa với việc cho phép SSL đi từ đầu đến cuối hệ thống, hai là đặt bộ giải mã trên hệ thống cân bằng tải và gửi dữ liệu không mã hóa đến cuối hệ thống.
• TCP: với các ứng dụng không sử dụng HTTP hoặc HTTPS lưu lượng TCP cũng có thể được cân bằng. Chẳng hạn như lượng truy cập vào một cụm cơ sở dữ liệu có thể được mở rộng trên tất cả các máy chủ.
• UDP: một số hệ thống đã hỗ trợ cân bằng tải cho giao thức Internet cốt lõi như DNS và syslogd sử dụng UDP.