آموزش تنظیم Load Balancing در سرورهای سازمانی

پیاده‌سازی Load Balancing در زیرساخت‌های IT سازمانی

در دنیای امروز، سازمان‌ها به طور فزاینده‌ای به فناوری اطلاعات وابسته هستند. Load Balancing یا توزیع بار، به عنوان یک راهکار کلیدی، نقش مهمی در بهبود عملکرد، پایداری و مقیاس‌پذیری زیرساخت‌های IT از جمله سرورها ایفا می‌کند. شما می‌توانید بهترین راهکارها در این زمینه را از شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات پشتیبان شبکه دریافت کنید. در این مطلب به بررسی اهمیت پیاده‌سازی Load Balancing در سرورها و نکات تنظیم آن می‌پردازیم.

منظور از Load Balancing در سرورها چیست؟

توازن بار یا Load Balancing در سرورها به فرایندی گفته می‌شود که وظایف پردازشی و درخواست‌های کاربران را بین چندین سرور توزیع می‌کند تا از فشار بیش از حد بر روی یک سرور جلوگیری شود. این کار باعث افزایش کارایی، کاهش تاخیر و بهبود سرعت پاسخ‌دهی سرورها می‌شود. برای درک بهتر، می‌توان آن را به صف پرداخت در یک فروشگاه تشبیه کرد؛ اگر تنها یک صندوق باز باشد، مشتریان باید مدت زیادی منتظر بمانند، اما با باز شدن چندین صندوق، صف‌ها کوتاه‌تر شده و فرآیند پرداخت سریع‌تر انجام می‌شود. در دنیای اینترنت نیز Load Balancing با توزیع درخواست‌ها میان سرورهای مختلف، تجربه‌ی کاربری بهتری فراهم کرده و از کندی و اختلال در خدمات جلوگیری می‌کند.

توزیع و توازن بار در سروها چگونه انجام می‌شود؟

عملکرد Load Balancing به این صورت است که از ابزار یا نرم‌افزاری به نام “Load Balancer” برای توزیع بار بین سرورها استفاده می‌شود. این ابزار می‌تواند به‌صورت سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری پیاده‌سازی شود. در نوع سخت‌افزاری، نیاز به دستگاه اختصاصی برای توازن بار داریم، در حالی که در نوع نرم‌افزاری، این قابلیت می‌تواند روی سرور، ماشین مجازی یا حتی در فضای ابری اجرا شود.

وقتی یک درخواست از کاربر به سرور ارسال می‌شود، Load Balancer آن را به یکی از سرورها اختصاص می‌دهد و این فرآیند برای هر درخواست به طور مکرر انجام می‌شود. برای انتخاب سرور مناسب، Load Balancer از الگوریتم‌هایی استفاده می‌کند که در دو دسته کلی استاتیک و داینامیک قرار دارند.

مقایسه Load Balancer سخت‌افزاری و نرم‌افزاری

معیار	Load Balancer نرم‌افزاری	Load Balancer سخت‌افزاری
قیمت	بسیار مقرون‌به‌صرفه (رایگان یا لایسنس ارزان مانند HAProxy)	گران‌قیمت – نیاز به خرید تجهیزات فیزیکی
مقیاس‌پذیری	بالا – قابل اجرا در محیط‌های ابری یا سرورهای معمولی	بسیار بالا – مناسب دیتاسنترهای بزرگ و با ترافیک سنگین
نیاز به منابع زیرساختی	وابسته به قدرت پردازش سرور میزبان	نیازمند رک و منبع تغذیه مستقل
پیچیدگی در پیاده‌سازی	متوسط – نیاز به دانش CLI و تنظیمات نرم‌افزاری	پیچیدگی بالا – نیاز به پیکربندی فنی سخت‌افزار و شبکه
انعطاف‌پذیری	بسیار بالا – قابل تنظیم برای هر نوع معماری	کمتر – وابسته به قابلیت‌های پیش‌فرض دستگاه
بروزرسانی و نگهداری	ساده – فقط نیاز به به‌روزرسانی نرم‌افزار	دشوارتر – نیاز به خاموشی و تعمیر سخت‌افزار
مثال‌ها	Nginx، HAProxy، Traefik، Apache mod_proxy_balancer	F5 BIG-IP، Cisco ACE، Citrix NetScaler

---

پیکربندی Load Balancing در سرورها

همان‌طور که گفتیم توزیع بار یا Load Balancing در سرورها تکنیکی است که برای توزیع ترافیک ورودی بین چندین سرور استفاده می‌شود. این کار باعث بهبود عملکرد، پایداری و مقیاس‌پذیری برنامه‌ها و وب‌سایت‌ها می‌شود. برای پیکربندی Load Balancing در سرورها باید مراحل زیر را دنبال کنید:

• انتخاب نوع Load Balancer: با توجه به نیازهای خود، نوع Load Balancer مناسب را انتخاب کنید
• نصب و پیکربندی ابزار: Load Balancer را نصب و پیکربندی کنید. برای این کار مستندات مربوط به Load Balancer مورد نظر به شما کمک می‌کنند
• تنظیم سرورها: سرورهایی که قرار است ترافیک بین آن‌ها توزیع شود نیز باید تنظیم شوند
• پیکربندی قوانین Load Balancing: باید قوانینی را برای توزیع ترافیک بین سرورها تعیین کرد. برای مثال، الگوریتم Round Robin برای توزیع مساوی ترافیک بین سرورها یکی از راهکارها است
• آزمایش Load Balancing: پس از پیکربندی Load Balancing، آن را آزمایش کنید تا از عملکرد صحیح آن مطمئن شوید

کدام Load Balancer را برای پیکربندی انتخاب کنیم؟

انتخاب یک Load Balancer مناسب بستگی به نیازهای سازمان، میزان ترافیک، نوع زیرساخت و بودجه دارد. برخی از سازمان‌ها به یک راهکار سخت‌افزاری نیاز دارند که عملکرد بالایی ارائه دهد، در حالی که برخی دیگر به دنبال انعطاف‌پذیری نرم‌افزارهای ابری هستند. برای انتخاب درست، باید عواملی مانند مقیاس‌پذیری، نوع بار کاری، نیازهای امنیتی و هزینه‌های نگهداری را در نظر گرفت. در ادامه، انواع مختلف Load Balancer را بررسی می‌کنیم.

مدل Load Balancer شبکه‌ای Layer 4

مدل Load Balancer شبکه‌ای که در دهه ۹۰ میلادی معرفی شد، ترافیک شبکه را بر اساس اطلاعات هدر بسته‌ها مانند آدرس IP مبدا و مقصد، پورت مبدا و مقصد و پروتکل IP توزیع می‌کند. این روش سرعت بالایی دارد، اما قادر به تحلیل محتوای درخواست‌ها نیست و تنها برای مدیریت اتصالات شبکه مناسب است.

مدل Load Balancer برنامه‌ای Layer 7

مدل Load Balancer برنامه‌ای پیشرفته‌تر از مدل Layer 4 است و برای تصمیم‌گیری در مورد نحوه توزیع درخواست‌ها، به محتوای درون بسته‌ها مانند URL، هدر HTTP و اطلاعات کوکی توجه می‌کند. این قابلیت به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا سیاست‌های مسیریابی پیچیده‌تری را اجرا کنند، مانند ارسال درخواست‌های مربوط به صفحات خاص به سرورهای مشخص.

مدل Load Balancer جهانی

سیستم Global Server Load Balancing یا GSLB بیشتر بر پایه DNS کار می‌کند و برای مدیریت ترافیک بین چندین دیتاسنتر یا موقعیت جغرافیایی استفاده می‌شود. این روش از الگوریتم‌های خاصی برای توزیع درخواست‌ها در سطح جهانی بهره می‌برد و به بهبود پایداری و عملکرد سیستم‌های توزیع‌شده کمک می‌کند.

مدل Load Balancer سخت‌افزاری

یکی از راهکارهای Load Balancing در سرورها استفاده از مدل Load Balancer سخت‌افزاری است. این مدل در قالب یک دستگاه فیزیکی عرضه می‌شود که مستقیما در دیتاسنتر نصب شده و وظیفه مدیریت و توزیع ترافیک را با سرعت بالا و عملکرد پایدار انجام می‌دهد. این مدل برای سازمان‌هایی که نیاز به راهکارهای قدرتمند و بدون وابستگی به سرورهای نرم‌افزاری دارند، مناسب است.

مدل Load Balancer نرم‌افزاری و مجازی

با گسترش فناوری‌های ابری و مجازی‌سازی، Load Balancerهای نرم‌افزاری محبوبیت بیشتری پیدا کرده‌اند. این ابزارها انعطاف‌پذیر هستند و می‌توان آن‌ها را در محیط‌های ابری، ماشین‌های مجازی و سیستم‌های DevOps ادغام کرد. همچنین هزینه کمتری نسبت به سخت‌افزارهای اختصاصی دارند.

مدل Load Balancer الاستیک

ابزارهای Elastic Load Balancer مخصوص فضای ابری طراحی شده و به‌طور خودکار می‌توانند مقیاس‌پذیری را با توجه به میزان ترافیک تنظیم کنند. این مدل برای سازمان‌هایی که نیاز به مدیریت هوشمند و خودکار ترافیک دارند، گزینه‌ای ایده‌آل است. همچنین ابزارهای Elastic Load Balancer با افزایش یا کاهش حجم درخواست‌ها، ظرفیت سرورها را تنظیم می‌کنند تا عملکرد بهینه‌ای ارائه شود.

ابزارهای رایج Load Balancing

انتخاب ابزار مناسب برای پیاده‌سازی توازن بار (Load Balancing) به عواملی مانند مقیاس پروژه، زیرساخت فعلی، نیاز به قابلیت‌های پیشرفته و نوع ترافیک (HTTP، TCP، UDP) بستگی دارد. در ادامه، به دو دسته کلی از ابزارها اشاره می‌کنیم: ابزارهای نرم‌افزاری متن‌باز و سرویس‌های ابری تجاری.

---

ابزارهای نرم‌افزاری متن‌باز و پرکاربرد

1. Nginx

• ویژگی‌ها: سبک، سریع، قابلیت Load Balancing در لایه ۷ (HTTP) و لایه ۴ (TCP/UDP)
• مزایا: پشتیبانی از Reverse Proxy، SSL termination، caching و health checks
• مثال استفاده: مناسب برای وب‌سایت‌ها، APIها، میکروسرویس‌ها و محیط‌های Docker/Kubernetes

2. HAProxy

• ویژگی‌ها: بسیار پایدار و قدرتمند برای لایه ۴ و ۷، دارای امکانات پیشرفته مانند تنظیم Session persistence، SSL offloading، logging حرفه‌ای
• مزایا: محبوب در دیتاسنترها و شرکت‌های بزرگ به‌دلیل کارایی بالا و کنترل دقیق
• مثال استفاده: مناسب برای سرورهای وب پر ترافیک و زیرساخت‌هایی با حساسیت بالا به قطعی

---

3. Traefik

• ویژگی‌ها: Load Balancer مدرن با پشتیبانی بومی از Docker، Kubernetes و سرویس‌های cloud-native
• مزایا: پیکربندی خودکار از طریق Label، داشبورد گرافیکی، پشتیبانی از HTTPS خودکار با Let’s Encrypt
• مثال استفاده: مخصوص تیم‌های DevOps و محیط‌های میکروسرویس‌محور با نیاز به دیپلوی سریع و ساده

---

سرویس‌های ابری برای Load Balancing

1. AWS Elastic Load Balancer (ELB)

• ویژگی‌ها: ارائه ۳ مدل: Application (ALB)، Network (NLB) و Gateway Load Balancer
• مزایا: یکپارچه با Auto Scaling و CloudWatch، مناسب برای اپلیکیشن‌های مقیاس‌پذیر
• کاربرد: پروژه‌های سازمانی با معماری ابری کامل (Cloud Native)

---

2. Azure Load Balancer

• ویژگی‌ها: ارائه Load Balancer در لایه ۴ (Basic و Standard) و Application Gateway برای لایه ۷
• مزایا: انعطاف‌پذیر برای سناریوهای داخلی و خارجی، مانیتورینگ از طریق Azure Monitor
• کاربرد: سیستم‌هایی که روی Azure IaaS یا PaaS اجرا می‌شوند

---

3. Google Cloud Load Balancer

• ویژگی‌ها: Global Load Balancer با پشتیبانی از HTTPS، TCP، SSL Proxy
• مزایا: عملکرد بالا، توزیع جهانی ترافیک، ترکیب با CDN و امنیت Cloud Armor
• کاربرد: اپلیکیشن‌هایی که نیاز به تحویل سریع از نزدیک‌ترین نقطه جغرافیایی دارند

load balancing در سرورها با دریافت خدمات پشتیبان شبکه از شرکت کامکو

انتخاب و پیاده‌سازی یک Load Balancer مناسب، نقش کلیدی در بهبود عملکرد، کاهش زمان تاخیر و افزایش پایداری سرورها دارد. با توجه به تنوع مدل‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، سازمان‌ها نیاز به یک راهکار سفارشی و بهینه دارند که متناسب با نیازهایشان باشد. شما می‌توانید راهکار را از بهترین شرکت خدمات شبکه های کامپیوتری دریافت کنید.

شرکت کامکو با ارائه خدمات مشاوره، اجرا و پشتیبانی شبکه، به کسب‌وکارها کمک می‌کند تا توازن بار سرورهای خود را با بالاترین بازدهی و امنیت مدیریت کنند. اگر به دنبال یک زیرساخت پایدار، بهینه و مقیاس‌پذیر برای شبکه خود هستید، با همکاران ما در کامکو تماس بگیرید.

سوالات متداول