لود بالانسر چیست و انواع آن کدامند؟

با گسترش روز افزون خدمات آنلاین و پیچیده‌تر شدن زیرساخت‌های فناوری اطلاعات، نیاز به راهکارهایی برای مدیریت مؤثر لود ترافیکی سرورها بیش از پیش احساس می‌شود. یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین این راهکارها، فناوری لود بالانسینگ (Load Balancing) است. این فناوری به ‌عنوان ابزاری حیاتی، وظیفه‌ توزیع خودکار و هوشمندانه لود کاری بین چندین سرور یا منبع را بر عهده دارد تا عملکرد، امنیت و پایداری سرویس‌ها تضمین شود.

لود بالانسرها می‌توانند به ‌صورت سخت‌افزاری، نرم‌افزاری یا ترکیبی از هر دو پیاده‌سازی شوند و در بهینه‌سازی تجربه کاربری، جلوگیری از اختلال در سرویس‌دهی و ارتقاء مقیاس‌پذیری سیستم‌ها نقش اساسی دارند. در این مقاله شرح می‌دهیم که لود بالانسر چیست و به بررسی جامع مفهوم لود بالانسینگ، شیوه‌ عملکرد آن، انواع الگوریتم‌ها، مزایا و کاربردهای سرویس لود بالانسر پلتفرم ابری زیرساخت یکپارچه مگان Megan  در زیرساخت‌های مدرن فناوری اطلاعات خواهیم پرداخت.

لود بالانسر چیست؟

لودبالانسر یک ابزار نرم‌افزار یا سخت‌افزار است که بر روی سیستمی نصب می‌شود تا ترافیک ورودی کاربران را میان مجموعه‌ای از سرورهای مجازی به صورت متوازن توزیع کند. این ابزار به‌ عنوان یک پروکسی معکوس (Reverse Proxy) عمل کرده و از طریق یک آدرس IP مجازی (VIP)، سرورهای پشتیبان را به کاربران معرفی می‌کند.

این فناوری که با عنوان سرور لود بالانسینگ (SLB) نیز شناخته می‌شود، برای مدیریت ترافیک میان چند سرور کاربردی در بسترهایی مانند وبسایت‌ها یا شبکه‌های محلی (LAN) به کار می‌رود. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های SLB، فراهم‌سازی قابلیت دسترسی بالا و مقیاس‌پذیری سیستم است، به طوری که در صورت افزایش لود کاری یا نیاز به منابع بیشتر، لود بالانسر با بهره‌گیری از الگوریتم‌های خاص، لود ترافیکی را به شکل بهینه بین سرورها توزیع کرده و در صورت لزوم، سرورهای جدیدی را به مجموعه اضافه می‌کند.

از دیگر قابلیت‌های مهم لود بالانسر پلتفرم ابری زیرساخت یکپارچه مگانMegan، بررسی وضعیت سلامت سرورها است. این فرآیند شامل پایش مداوم وضعیت سرویس‌ها روی هر سرور است. اگر یکی از برنامه‌ها در دسترس نباشد، لود بالانسر آن را به طور موقت از چرخه سرویس‌دهی خارج می‌کند و پس از اطمینان از بازیابی آن، مجدداً سرور را در بین منابع فعال قرار می‌دهد.

علاوه بر توزیع ترافیک، Load Balancer می‌تواند وظایف پیشرفته‌تری نیز انجام دهد. از جمله این وظایف می‌توان به هدایت ترافیک بر اساس نوع محتوا، پیاده‌سازی فایروال برای محافظت از برنامه‌های تحت وب (WAF) و بهبود فرایندهای احراز هویت اشاره کرد. چرا که این ابزار نقطه‌ اتصال میان سرویس گیرنده و برنامه‌ی کاربردی محسوب می‌شود و امکان مدیریت دقیق ارتباطات را فراهم می‌آورد.

نحوه عملکرد لود بالانسر چگونه است؟

اکنون که دانستید لود بالانسر چیست می‌خواهیم شما را با نحوه کار آن آشنا کنیم. لود بالانسر در واقع نوعی پروکسی معکوس است که با استفاده از یک آدرس IP مجازی (VIP)، به عنوان واسطه‌ای میان کاربران و سرورهای پشتیبان عمل می‌کند. زمانی که کاربر به VIP متصل می‌شود، لود بالانسر با توجه به الگوریتم‌های خاص خود تصمیم می‌گیرد که درخواست کاربر را به کدام نمونه از برنامه‌ها در سرورهای مختلف هدایت کند. در تمام طول این فرآیند، لود بالانسر همچنان اتصال را مدیریت و نظارت می‌کند تا از صحت و پایداری آن اطمینان حاصل شود.

برای درک بهتر فرآیند لود بالانسینگ، تصور کنید وارد یک رستوران شلوغ شده‌اید. در بدو ورود، به جای اینکه خودتان مستقیماً سر میز بنشینید، یک میزبان (host) در ورودی رستوران ایستاده که وظیفه‌اش هدایت مشتری‌ها به سمت میزهای خالی است. او بررسی می‌کند که کدام پیشخدمت (سرور) آماده‌ی پذیرش مشتری جدید است، کدام میز خالی شده و حتی سعی می‌کند تعادل تعداد مشتری‌ها را میان پیشخدمت‌ها حفظ کند تا کسی بیش از حد شلوغ نباشد و خدمات سریع‌تر ارائه شود.

در اینجا، میزبان رستوران همان نقشی را دارد که لود بالانسر در شبکه ایفا می‌کند. او نه تنها در ابتدا تصمیم‌ می‌گیرد که مشتری به کدام میز برود، بلکه در ادامه اگر پیشخدمتی غیرفعال شود یا مشکلی برای میزی پیش بیاید، می‌تواند مشتری را به بخش دیگری منتقل کند. همچنین اگر تعداد مشتری‌ها ناگهان افزایش پیدا کند، میزبان می‌تواند میزها و کارکنان جدیدی به فرآیند پذیرش اضافه کند تا روند خدمات‌دهی دچار مشکل نشود.

در نهایت، همان‌طور که میزبان رستوران تضمین می‌کند هر مشتری به موقع و با کیفیت مناسب خدمات دریافت کند، Load Balancer نیز همین وظیفه را در سیستم‌های شبکه‌ای بر عهده دارد. این سرویس توزیع هوشمندانه و پایدار ترافیک برای حفظ سرعت، امنیت و دسترس‌پذیری خدمات را به بهترین نحو انجام می‌دهد.

انواع لود بالانسرها کدام‌اند؟

در ادامه به شرح انواع لود بالانسر چیست و چه کاربردی دارند می‌پردازیم.

لود بالانسر سرور شبکه  (Network Server Load Balancers)

لود بالانسرهای سرور شبکه نخستین‌بار در میانه‌های دهه ۱۹۹۰ معرفی شدند. زمانی که ترافیک اینترنت با سرعتی چشم‌گیر در حال افزایش بود و نیاز به مدیریت مؤثر منابع سرور به یک ضرورت تبدیل شده بود. هدف اولیه این ابزارها، تجمیع توان پردازشی چندین سرور برای پاسخ‌دهی بهتر به حجم بالای درخواست‌ها بود. این نوع لود بالانسرها ترافیک را بر اساس اطلاعات موجود در هدر بسته‌های شبکه(header packet)  مدیریت می‌کردند.

لود بالانسرهای لایه‌ شبکه برای مسیردهی درخواست‌ها از یک روش خاص استفاده می‌کنند. آن‌ها از ترکیب پنج مؤلفه‌ کلیدی شامل آدرس IP مبدأ، آدرس IP مقصد، پورت مبدأ، پورت مقصد و پروتکل IP استفاده می‌کنند که به آن “هش ۵ تایی” گفته می‌شود. این داده‌ها به لود بالانسر کمک می‌کنند تا جریان‌های ارتباطی را به ‌صورت دقیق بین سرورهای موجود توزیع کند. این نوع لود بالانسر که با عنوان لود بالانسر لایه‌ی ۴ نیز شناخته می‌شود، تصمیم‌گیری‌های خود را بر پایه اطلاعات لایه انتقال (Transport Layer) انجام می‌دهد و برای توزیع هوشمندانه درخواست‌ها در زیرساخت‌های گسترده شبکه‌ای به کار می‌رود.

لود بالانسر اپلیکیشن  (Application Load Balancers)

با گذشت زمان و پیشرفت فناوری‌های شبکه، لود بالانسرها نیز دستخوش تحولاتی قابل توجه شدند. نسل جدید این ابزارها توانایی درک محتوا      (Content Awareness) و حتی تغییر آن را به دست آورده‌اند. برخلاف لود بالانسرهای ابتدایی که تنها به هدر بسته‌ها توجه می‌کردند، لود بالانسرهای امروزی قادرند به درون محتوای درخواست‌ها نفوذ کرده و بر اساس آن تصمیم‌گیری کنند.

این نوع از لود بالانسرها می‌توانند اطلاعاتی نظیر آدرس URL، هدرهای HTTP و سایر داده‌های موجود در سطح اپلیکیشن را بررسی کرده و بر مبنای آن‌ها، لود ترافیکی را میان سرورها توزیع کنند. به همین دلیل، آن‌ها را لود بالانسر لایه‌ی ۷ یا Application Load Balancer می‌نامند، چرا که در بالاترین لایه‌ی مدل OSI یعنی لایه‌ی کاربرد (Application Layer) فعالیت می‌کنند. این نوع لود بالانسرها قابلیت‌های پیشرفته‌تری در اختیار دارند و برای محیط‌هایی با نیازهای خاص و پیچیده‌ی پردازشی، گزینه‌ای عالی به شمار می‌آیند.

لود ‎بالانسر سخت‌افزاری، لودبالانسر نرم‌افزاری، لود بالانسر مجازی

در ابتدا، لود بالانسرها به ‌صورت سخت‌افزاری طراحی و به بازار عرضه شدند. این نوع لود بالانسرها دستگاه‌هایی بودند که برای نصب در دیتاسنترها به ‌کار می‌رفتند و به عنوان راه‌حل‌هایی مستقل و قابل اطمینان، بدون نیاز به وابستگی خاص به سایر زیرساخت‌ها یا نرم‌افزارها عمل می‌کردند.

با پیشرفت فناوری و ورود مفاهیمی مانند نرم‌افزار محوری، مجازی‌سازی و رایانش ابری، لود بالانسرها نیز از شکل سخت‌افزاری سنتی فاصله گرفتند و به سمت نسخه‌های نرم‌افزاری و مجازی حرکت کردند. لود بالانسرهای نرم‌افزاری با قابلیت استقرار در بسترهای مختلف، انعطاف‌پذیری بالاتری را ارائه می‌دهند و می‌توان آن‌ها را متناسب با نیازهای متغیر، به‌ راحتی پیکربندی و به‌روزرسانی کرد.

از سوی دیگر، لود بالانسرهای مجازی نیز در محیط‌های ابری و مبتنی بر مجازی‌سازی بسیار پرکاربرد شده‌اند. این نوع لود بالانسرها معمولاً به‌ عنوان بخشی از زیرساخت ابری عمل می‌کنند و با ابزارهای توسعه‌ی مدرن مانند DevOps و فرآیندهای CI/CD به‌ خوبی یکپارچه می‌شوند. در نتیجه، انتخاب بین سخت‌افزار، نرم‌افزار یا نسخه‌های مجازی Load Balancer، به نیاز سازمان و نوع زیرساخت آن بستگی دارد.

لود بالانسر سرور جهانی (Global Server Load Balancing)

لود بالا نسر سرور جهانی یا GSLB (Global Server Load Balancing) نوعی پیشرفته از فناوری توزیع لود کاری است که عملکردی متفاوت از لود بالانسرهای سنتی لایه ۴ و ۷ دارد. برخلاف لود بالانسرهای معمولی که در سطح شبکه یا اپلیکیشن عمل می‌کنند،  GSLB مبتنی بر سیستم نام دامنه (DNS) فعالیت می‌کند و نقش یک پروکسی DNS را ایفا می‌نماید. این ابزار با بهره‌گیری از الگوریتم‌های خاص، در لحظه تصمیم می‌گیرد که کاربران باید به کدام سایت یا دیتاسنتر هدایت شوند.

GSLB نه تنها امکان توزیع هوشمند لود کاری را بین چندین موقعیت جغرافیایی فراهم می‌کند، بلکه از طریق بررسی‌های مداوم وضعیت سلامت سایت‌ها و تنظیمات خاص، قادر است بهترین مقصد را برای هدایت درخواست‌ها انتخاب کند. به دلیل رشد سریع زیرساخت‌های جهانی و نیاز به دسترس‌پذیری بالا، استفاده از GSLB در بسیاری از محیط‌های مدرن شبکه‌ای به یک انتخاب رایج و کلیدی تبدیل شده است.

لودبالانسر الاستیک    (Elastic Load Balancers)

لود بالانسر الاستیک (ELB) نوعی پیشرفته از لود بالانسرها است که برای محیط‌های رایانش ابری طراحی شده و نسبت به انواع سنتی، از پیچیدگی و هوشمندی بیشتری برخوردار است. این نوع Load Balancer برای پلتفرم‌هایی به‌ کار می‌رود که نیاز به مقیاس‌پذیری پویا و پاسخ‌گویی سریع به تغییرات ترافیک در هر لحظه دارند.

ELB قادر است با افزایش یا کاهش لود کاری، به ‌صورت خودکار منابع را گسترش داده یا کاهش دهد. این ویژگی، آن را به گزینه‌ای بی‌نظیر برای برنامه‌هایی تبدیل کرده است که حجم ترافیک آن‌ها در طول زمان نوسان دارد. عملکرد ELB بر پایه الگوریتم‌های پیشرفته‌ مسیریابی درخواست استوار است که ترافیک ورودی را به ‌طور هوشمند بین چندین نمونه از برنامه توزیع می‌کند یا در صورت نیاز آن‌ها را مقیاس‌بندی می‌نماید.

نتیجه‌ی این فرآیند، افزایش تحمل خطا، پایداری بیشتر و بهبود کارایی کلی برنامه‌ها در محیط‌های ابری است، به ‌گونه‌ای که حتی در شرایط لود بالا، عملکرد سرویس بدون اختلال ادامه می‌یابد.

الگوریتم لود بالانسر چیست؟

الگوریتم‌های Load Balancer مجموعه‌ای از قواعد و فرمول‌ها هستند که تعیین می‌کنند هر اتصال ورودی از سوی کاربران، به کدام یک از سرورهای موجود در شبکه هدایت شود. این الگوریتم‌ها بسته به نوع کاربرد و نیازهای عملکردی سیستم، می‌توانند از مدل‌های ساده تا بسیار پیشرفته متغیر باشند. هدف اصلی آن‌ها، تضمین توزیع بهینه‌ی لود کاری میان سرورها و هدایت درخواست‌ها به مناسب‌ترین سرور جهت افزایش کارایی و پایداری برنامه‌های کاربردی است.

یکی از رایج‌ترین و پرکاربردترین این الگوریتم‌ها، Least Connection است. این الگوریتم، برای شرایطی طراحی شده که در آن مدت ‌زمان اتصال کاربران متفاوت است و معیار اصلی انتخاب سرور، تعداد اتصالات فعالی است که هر سرور در همان لحظه مدیریت می‌کند. در این مدل، اتصال جدید به سروری ارجاع داده می‌شود که کمترین تعداد اتصال فعال را بدون در نظر گرفتن نوع یا مدت آن اتصال دارد.

به‌عبارت ساده، الگوریتم Least Connection با پایش لحظه‌ای وضعیت سرورها، به‌صورت دینامیک و هوشمند لود کاری را توزیع می‌کند و از تمرکز بیش از حد لود کاری روی یک سرور خاص جلوگیری می‌کند.

انواع الگوریتم‌های لود‎بالانسر عبارتند از:

• Least Connection
• Round Robin
• Weighted Round Robin
• Weighted Least Connection
• Agent Based Adaptive Load Balancing
• Chained Failover (Fixed Weighted)
• Weighted Response Time
• Source IP Hash
• Software Defined Networking (SDN) Adaptive

لود بالانسر مگان Megan از چه مواردی پشتیبانی می‌کند؟

در بخش لود بالانسر چیست دانستیم که این سرویس ابزاری حیاتی برای حفظ دسترس‌پذیری، مقیاس‌پذیری و امنیت برنامه‌ها در زیرساخت‌های شبکه‌ای است. این ابزار به‌ عنوان یک پروکسی معکوس (Reverse Proxy)، نقش واسطه‌ای چند منظوره را بین کاربران نهایی و سرورهای مختلف، از جمله سرورهای اختصاصی، ایفا می‌کند و جریان ترافیک را به‌ صورت هوشمند کنترل و هدایت می‌کند.

لود بالانسر از مواردی که در زیر نام می‌بریم پشتیبانی می‌کند:

• تشخیص خودکار خرابی سرورها و انتقال ترافیک کاربران به سرورهایی که همچنان فعال و دردسترس هستند.
• امکان تعمیر و نگهداری سرورها بدون نیاز به توقف سرویس یا ایجاد اختلال در عملکرد کلی سیستم.
• بازیابی خودکار در برابر حوادث طبیعی یا اختلالات زیرساختی با هدایت ترافیک به سایت‌های پشتیبان.
• افزودن یا حذف سرورهای جدید در معماری برنامه بدون نیاز به قطع سرویس یا ایجاد وقفه در عملکرد کاربران.
• پایش مداوم ترافیک ورودی و مسدود کردن فعالیت‌های مخرب مانند حملات یا محتوای آسیب‌زا.

در مجموع، لود بالانسر نقش مهمی در ایجاد زیرساختی پایدار، امن و قابل توسعه برای برنامه‌ها و سرویس‌های آنلاین ایفا می‌کند.

مزایای خرید سرویس لود بالانسر مگان چیست؟

1. بهبود زمان در دسترس بودن  (Uptime)

یکی از مهم‌ترین مزایای لود بالانسینگ، افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن سرویس‌ها است. اگر یکی از سرورها دچار خرابی یا اختلال شود، سرویس لود بالانسر مگان به‌ صورت خودکار تشخیص می‌دهد و درخواست‌ها را به سرورهای سالم هدایت می‌کند.

• در نتیجه، کاربران حتی در شرایط بحرانی هم بدون قطعی به برنامه یا سرویس شما دسترسی خواهند داشت.
• همچنین در هنگام تعمیر، نگهداری یا ارتقاء سرورها، می‌توان بدون توقف سرویس، ترافیک را به سرورهای دیگر هدایت کرد.
• این فرآیند باعث می‌شود نیاز به توقف کلی سرویس (Downtime) به حداقل برسد و تجربه‌ی کاربری بدون اختلال حفظ شود.

2. مقیاس‌پذیری مطمئن برنامه‌ها  (Scalability)

لود بالانسر مانند یک مدیر هوشمند لود ترافیک ورودی کاربران را به طور متوازن و کارآمد میان چند سرور توزیع می‌کند.

• این ویژگی به کسب ‌وکارها اجازه می‌دهد تا در زمان رشد یا افزایش ترافیک، بدون نگرانی از کندی یا اختلال، سرورهای جدید را اضافه کنند.
• با استفاده از الگوریتم‌های پویا مثل Round Robin، Least Connection و غیره لود بالانسر می‌تواند ترافیک را پیش‌بینی و بهینه مدیریت کند.
• در نتیجه، برنامه‌ها توان پاسخگویی به هزاران یا حتی میلیون‌ها کاربر همزمان را خواهند داشت بدون آنکه یک سرور بیش ‌از حد بارگیری شود.

3. بهبود عملکرد شبکه و سرعت پاسخگویی

با توزیع مناسب لود کاری میان سرورها، Load Balancer تاخیر شبکه را کاهش می‌دهد و به اجرای سریع‌تر درخواست‌های کاربران کمک می‌کند.

• این تقسیم لود کاری باعث می‌شود هر سرور با حداکثر کارایی خود کار کند و لود اضافی نداشته باشد.
• همچنین می‌توان لود بالانسر را به گونه‌ای پیکربندی کرد که کاربران به نزدیک‌ترین سرور از نظر جغرافیایی هدایت شوند. این ویژگی که به آن Geo Load Balancing گفته می‌شود، به طور مستقیم باعث کاهش زمان پاسخ (Latency) می‌گردد.
• در نتیجه، تجربه‌ کاربری بهبود یافته و کاربران، سرعت و کیفیت بهتری را از خدمات پلتفرم ابری زیرساخت یکپارچه مگان Megan دریافت خواهند کرد.

4. افزایش امنیت و محافظت در برابر حملات سایبری

لود بالانسرهای مدرن مگان Megan معمولاً دارای قابلیت‌های امنیتی داخلی نیز هستند و می‌توانند نقش یک لایه محافظتی مهم در زیرساخت شما ایفا کنند.

• آن‌ها توانایی مقابله با حملاتی مثل DDoS یا حمله‌ محروم‌سازی از سرویس را دارند که در آن، مهاجم با ارسال حجم زیادی از درخواست‌ها، قصد از کار انداختن سیستم را دارد.
• سرویس لود بالانسر ما با شناسایی رفتار غیرعادی و توزیع ترافیک مخرب به سرورهای پشتیبان یا پاک‌سازی آن‌ها، از بروز اختلال در سیستم اصلی جلوگیری می‌کند.
• این ویژگی به‌ خصوص برای برنامه‌های حساس و پرترافیک مثل سرویس‌های بانکی، فروشگاه‌های آنلاین، یا وبسایت‌های دولتی حیاتی است.

کلام آخر

در این مقاله توضیح دادیم که لود بالانسر چیست و انواع آن کدامند. سرویس لود بالانسر پلتفرم ابری زیرساخت یکپارچه مگان Megan، راهکاری هوشمند، پایدار و مقیاس‌پذیر برای مدیریت ترافیک شبکه و تضمین عملکرد بی‌وقفه‌ برنامه‌های شماست. با بهره‌گیری از پیشرفته‌ترین الگوریتم‌های توزیع لود کاری، پشتیبانی از چندین پروتکل، قابلیت تشخیص خودکار خطا و امکان هدایت ترافیک بهینه، مگان تضمین می‌کند که سرویس‌های شما در هر شرایطی در دسترس، سریع و امن باقی بمانند. چه در حال مدیریت یک استارتاپ کوچک باشید و چه زیرساختی در مقیاس سازمانی، پلتفرم ابری مگان ابزاری مطمئن برای ارتقاء تجربه کاربران و رشد پایدار کسب ‌و‌کارتان خواهد بود.

همین امروز با مشاوران ما تماس بگیرید و یا از طریق لینک my.megan.ir  وارد پنل کاربری خود شوید.