Cloud-Struktur, die grundlegend aufgebaut ist, um den Lastausgleich auf den einzelnen Geräten, aus denen das Cloud-Netzwerk besteht, zu optimieren. Load-Balancing-Methoden haben sich seit dem Aufkommen des Cloud-Computing enorm ausgeweitet und verfeinert. Dieses Stück ist jedoch eher eine Einführung, daher konzentrieren wir uns auf die Grundidee des Lastenausgleichs und die Extrapolation in drei Beispieltypen:perzeptiv , schnellste Reaktionszeit , und gewichtetes Round-Robin .
Abschließend kommen wir zu einer grundlegenden Erklärung der primären Herausforderung beim Lastenausgleich in einer Cloud-Umgebung:Heterogenität .
Was ist Load-Balancing?
Load Balancing ermöglicht es Ihnen, die Arbeitsmenge, die auf mehreren verschiedenen Geräten oder Hardwareteilen ausgeführt wird, einfach auszugleichen. Typischerweise werden Lasten auf viele verschiedene Server oder – innerhalb eines einzelnen VPS – auf seine Festplatten und CPUs verteilt. Wenn Sie für den Lastausgleich mehr als ein Gerät oder eine Software verwenden, wird Ihr System durch diese Backup-Ausrüstung durch Redundanz zuverlässiger.
Die wahrscheinlich gebräuchlichste Art und Weise, wie Lastenausgleich verstanden wird, besteht darin, die eingehenden Anforderungen von Besuchern des Internetprotokolls (IP), die auf eine Website oder Anwendung zugreifen, sinnvoll zu trennen. Der Lastausgleich wurde aus verschiedenen Gründen erfunden und verfeinert:bessere Leistung und Geschwindigkeit der einzelnen Geräte, Verringerung der Unterauslastung (Nichtnutzung der Ressourcen auf jedem Computer) als Problem und Verhinderung, dass einzelne Computer ihren Schwellenwert erreichen und potenziell beginnen Anfragen zu löschen.
Load-Balancing ist entscheidend für eine ausgelastete Site oder ein Netzwerk, wenn es schwierig ist, die Menge des Datenverkehrs zu kennen, der auf die Server zugreift. (Sie können sehen, wie sich dieser Prozess auf Cloud Computing und seinen Fokus auf die breite Verteilung von Ressourcen und Arbeit bezieht.)
Wie funktioniert ein Load Balancer?
Normalerweise umfasst die Struktur des Lastenausgleichs mehrere Webserver. Wenn einer von ihnen mit zu viel Gesamtlast überlastet wird, werden die Anforderungen auf eine andere Maschine verschoben, um erfüllt zu werden. Sie können sehen, wie dies die Latenz – die Verzögerungszeit bei der Verarbeitung – verringert, weil Sie im Wesentlichen eine Reihe unterschiedlicher Server in ein großes, ausgewogenes Ganzes verwandeln, wie einen Superserver (aber vielleicht nicht ganz so heldenhaft). Der Load Balancer ermittelt, welche Server die größte Kapazität haben, um eingehende Anfragen zu verarbeiten.
Die Datenanforderung kommt vom Endbenutzer zum Router. (In manchen Situationen fungiert der Router selbst als Load Balancer; für eine Organisation mit hohem Volumen reicht der Router jedoch nicht aus.) Die Anfrage wird vom Router an den Load Balancer gesendet. Der Load Balancer leitet sie dann an das Gerät weiter, das die Anfrage am ehesten am schnellsten erfüllt. Diese Maschine (Server) sendet die Informationen an den Load Balancer, die dann vom Router zurück an den Endbenutzer übertragen werden.
Eine weitere wichtige Funktion des Lastausgleichs besteht darin, dass er den fortgesetzten Betrieb auch im Falle von Problemen ermöglicht, die sonst Unterbrechungen wären:routinemäßige Wartung oder Ausfälle (beachten Sie jedoch, dass Sie die Option auf 100 % Betriebszeit haben). Wenn Ihre Website oder Anwendung von mehreren Servern betrieben wird und einer davon ausfällt, werden Ihre Endbenutzer dies nicht bemerken, da sie kein Problem haben werden. Ihr Backend löst das Problem, indem es die Anfrage an einen anderen Computer in Ihrer Serverfarm sendet.
Globaler Server-Load-Balancing
Eine Art des umfassenderen Lastenausgleichs wird als Global Server Load Balancing oder GSLB bezeichnet. Bei dieser Strategie wird die Arbeit an Serverfarmen in verschiedenen Regionen der Welt gesendet. Auch hier sehen wir große Ähnlichkeiten mit den Kernkonzepten des Cloud Computing.
Drei Load-Balancing-Strategien
Drei Arten des Lastenausgleichs sind Perceptive, Fastest Response Time und Weighted Round Robin. Die erste Methode verwendet Daten aus der Vergangenheit und der Gegenwart, um zu bestimmen, welches Gerät in der gegebenen Situation am wahrscheinlichsten verfügbar ist. Offensichtlich funktioniert „Wahrnehmung“ nur dann gut, wenn der Algorithmus extrem ausgefeilt ist, und es ist immer möglich, auf Probleme zu stoßen, da es immer Ausnahmen von der Regel geben wird.
Fastest Response Time ist eine Echtzeitstrategie. Der Load Balancer pingt grundsätzlich jeden Server an, um festzustellen, welcher die höchste Leistung erbringt. Es ist so, als würde man nach einem Freiwilligen fragen, der die Arbeit erledigt.
Der Weighted Round Robin-Ansatz ermöglicht es einem Server nach dem anderen, die Arbeit zu erledigen, aber er „gewichtet“ auch jedes Gerät entsprechend seiner Leistung. Auch hier können Sie sehen, wie das Konzept der Gewichtung funktioniert gilt für Cloud-Computing.
Load Balancing:Das Spezialthema Cloud Computing
Der Lastausgleich in einer homogenen Umgebung ist relativ einfach, da alles standardisiert ist. Die Atmosphäre wird kontrolliert und die Mathematik ist einfach. Die Art der heterogenen Architektur, die typisch für eine Cloud ist, macht den Lastenausgleich viel komplizierter. Komplizierter wird es durch die Diskrepanz zwischen den verschiedenen Geräten:wie gesund sie sind, wie viel Kapazität sie haben und wo sie sich befinden.
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Komische Worte von Kent Roberts und Kunst von Leena Cruz.