Load Balancing là gì? Các loại Load Balancing và lợi ích

Load Balancing là gì? Câu hỏi này không đơn thuần là một định nghĩa kỹ thuật mà đã trở thành yếu tố không thể thiếu để quản lý và tối ưu hóa môi trường mạng trong bối cảnh ngày càng gia tăng về sự phụ thuộc của con người vào các ứng dụng và dịch vụ trực tuyến. Trong bài viết này, hãy cùng CMC Cloud tìm hiểu Load Balancing là gì, lợi ích, phân loại và cách thức hoạt động của nó.

Load Balancing là gì

Load Balancing (Dịch sang tiếng việt: Cân bằng tải) là một kỹ thuật được sử dụng trong các mạng máy tính và hệ thống phân tán để phân phối lưu lượng truy cập mạng, dữ liệu hoặc các tác vụ tính toán trên nhiều tài nguyên, ví dụ như máy chủ, để đảm bảo sử dụng tài nguyên hiệu quả, tối ưu hóa hiệu suất và ngăn quá tải trên bất kỳ tài nguyên nào.

Lợi ích của Load Balancing

Các doanh nghiệp quản lý nhiều máy chủ được hưởng lợi rất nhiều từ Load Balancing. Những lợi ích chính của việc sử dụng cân bằng tải là:

Tối ưu thời gian Uptime 99.9%

Load Balancing phân phối lưu lượng truy cập đến các máy chủ, đảm bảo rằng không một máy chủ nào bị quá tải truy cập, giảm nguy cơ ngừng hoạt động do sự cố hoặc quá tải của máy chủ.

Tính linh hoạt

Tính linh hoạt của Load Balancing thể hiện qua khả năng tự động điều chỉnh, mở rộng dễ dàng và tương thích đa nền tảng, giúp đảm bảo hiệu suất tối ưu và khả năng phát triển linh hoạt trong môi trường mạng và ứng dụng. 

Tăng cường bảo mật cho Datacenter

Load Balancing không chỉ giúp cân bằng tải và tối ưu hóa hiệu suất, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường bảo mật cho data center. Các khả năng bảo mật như bảo vệ chống tấn công DDoS, giảm tải SSL, phát hiện các cuộc tấn công ứng dụng web và quản lý chứng chỉ SSL/TLS cùng nhau giúp bảo vệ dữ liệu và đảm bảo tính khả dụng của hệ thống một cách toàn diện.

Lợi ích của Load Balancing

Các loại Load Balancing là gì

Cân bằng tải Layer 4 (L4)

Cân bằng tải layer 4 hoạt động ở tầng vận chuyển (Layer 4) của mô hình OSI (Kết nối hệ thống mở). Lớp này chịu trách nhiệm quản lý giao tiếp đầu cuối giữa các thiết bị trên mạng và cung cấp các dịch vụ như phát hiện lỗi, kiểm soát luồng và phân đoạn dữ liệu. 

Cân bằng tải Layer 7 (L7)

Cân bằng tải Layer 7 hoạt động ở lớp cao nhất của mô hình OSI. Loại cân bằng tải này liên quan đến việc phân tích nội dung của lưu lượng mạng và đưa ra quyết định định tuyến dựa trên thông tin dành riêng cho ứng dụng, chẳng hạn như URL, cookie và tiêu đề HTTP.

Cân bằng tải máy chủ toàn cầu GSLB

GLSB được sử dụng để phân phối lưu lượng mạng đến trên nhiều trung tâm dữ liệu hoặc cụm máy chủ nằm ở các vùng địa lý khác nhau. GSLB chủ yếu được dùng để đạt được mức sử dụng tài nguyên tối ưu, cải thiện hiệu suất ứng dụng và nâng cao tính khả dụng cũng như độ tin cậy của dịch vụ cho người dùng trên khắp thế giới.

Các loại Load Balancing

Thuật toán được dùng trong hệ thống Load Balancing  

Dưới đây là các thuật toán thường được dùng trong hệ thống Load Balancing:

• Round robin: Round-robin là một thuật toán chọn từng máy chủ theo trình tự. Vì vậy, Load Balancer bắt đầu đi từ máy chủ số 1 trong danh sách tương ứng với yêu cầu đầu tiên. Sau đó, nó di chuyển xuống danh sách theo thứ tự cho đến khi đến máy chủ cuối cùng và bắt đầu lại từ đầu.
• Weighted round robin: Tương tự như thuật toán Round Robin, WRR cũng có thể xử lý yêu cầu theo cấu hình của từng server. Mỗi máy chủ được tính điểm dưới dạng số nguyên (giá trị trọng số Weight- mặc định là 1). Một máy chủ có dung lượng gấp đôi máy chủ khác sẽ được đánh số cao hơn và nhận được số lượng yêu cầu từ bộ cân bằng tải nhiều gấp đôi.
• Least connections: Yêu cầu được chuyển tiếp đến máy chủ có ít kết nối nhất trong hệ thống. Thuật toán này được coi là thuật toán động vì nó cần đếm số lượng kết nối đang hoạt động mà máy chủ có.
• Least response time: Đây là thuật toán dựa trên việc tính toán thời gian phản hồi (response time) của từng máy chủ. Thuật toán này chọn máy chủ có thời gian phản hồi nhanh nhất. Thời gian phản hồi được xác định bằng thời gian giữa việc gửi gói tin đến máy chủ và nhận gói tin phản hồi.
• IP Hash: Thuật toán này xác định kết nối chính xác từ IP máy khách đến máy chủ phụ trợ trực tiếp.

Thuật toán dùng trong Load Balancing

Cách thức hoạt động của Load Balancing

Khi một yêu cầu được gửi đến hệ thống, nó sẽ được chuyển tiếp đến Load Balancer. Tùy thuộc vào thuật toán được định cấu hình trên Load Balancer, yêu cầu này sẽ được chuyển đến backend thích hợp để xử lý. Sau khi được xử lý, phản hồi từ backend sẽ được trả về cho Load Balancer và trả lại cho người dùng.

Load Balancer xác định backend có online hay không thông qua một quy trình gọi là Healthcheck. Sau một khoảng thời gian, Load Balancer sẽ gửi tín hiệu đến phần phụ trợ để xem nó có còn hoạt động không. Nếu một backend không phản hồi, Load Balancer sẽ xóa nó khỏi nhóm. Tùy thuộc vào phần mềm/phần cứng được sử dụng làm Load Balancer, bạn có thể định cấu hình tần suất gửi các bài kiểm tra tình trạng đến các backend.

Cách thức hoạt động của Load Balancing

Trong thế giới số hóa ngày nay, việc duy trì hiệu suất, tính khả dụng và đáp ứng nhanh chóng của các ứng dụng và dịch vụ trở thành một yêu cầu thiết yếu. Đây là nơi mà khái niệm "Load Balancing" trở nên vô cùng quan trọng. “Load Balancing là gì” không chỉ là một khái niệm kỹ thuật mà còn là một giải pháp toàn diện giúp tối ưu hóa khả năng hoạt động của hệ thống thông tin.
CMC Cloud - Giải pháp Điện toán đám mây Toàn diện & Linh hoạt nhất. Cho phép tùy biến sử dụng và quản trị 25+ dịch vụ

• Website: https://cmccloud.vn
• Facebook: https://facebook.com/cmccloud.vn
• Hotline: 1900.2010