Lastausgleichsstrategien und -techniken, die Sie kennen müssen, um die Netzwerkeffizienz zu verbessern

Techniken zum Lastausgleich

In diesem Abschnitt werden wir einige häufig verwendete Lastausgleichstechniken besprechen, zusammen mit ihrer Funktionsweise, Vor- und Nachteilen und Beispielen für ihre Anwendung.

1. Rundenturnier

Round Robin ist die einfachste  Methode des Lastenausgleichs. Bei dieser Technik werden Anfragen nacheinander an alle verfügbaren Server verteilt, ohne andere Faktoren wie die aktuelle Serverauslastung oder die Antwortzeit des Servers zu berücksichtigen.

So funktioniert’s:

1. Der Load Balancer erhält eine Anforderung vom Client.
2. Der Load Balancer wählt den nächsten Server in der Liste in der richtigen Reihenfolge aus.
3. Der Load Balancer sendet eine Anfrage an den ausgewählten Server.
4. Der Server verarbeitet die Anforderung und sendet die Antwort an den Client.

Überschuss:

• Einfach und leicht zu implementieren.
• Fair für alle Server.

Mangel:

• Die aktuelle Serverauslastung oder die Antwortzeit des Servers werden nicht berücksichtigt.
• Ein schwächerer Server kann überlastet werden, wenn andere, stärkere Server vorhanden sind.

Anwendungsbeispiel:

• Websites mit statischem und vorhersehbarem Traffic.
• Einfache Webanwendung mit einer ausgewogenen Arbeitslast zwischen den Servern.

2. Geringste Verbindungen

Die Option „Kleinste Verbindungen“ ist eine Lastausgleichstechnik , bei der der Server mit der geringsten Anzahl von Verbindungen ausgewählt wird, um neue Anforderungen zu verarbeiten. Diese Technik zielt darauf ab, die Arbeitslast gleichmäßig zu verteilen und eine Überlastung eines bestimmten Servers zu vermeiden.

So funktioniert’s:

1. Der Load Balancer erhält eine Anforderung vom Client.
2. Der Load Balancer wählt den Server mit der geringsten Anzahl von Verbindungen aus.
3. Der Load Balancer sendet eine Anfrage an den ausgewählten Server.
4. Der Server verarbeitet die Anforderung und sendet die Antwort an den Client.

Überschuss:

• Verteilen Sie Arbeitslasten gleichmäßig auf die Server.
• Vermeiden Sie die Überlastung bestimmter Server.

Mangel:

• Ein Server, der gerade viele Anforderungen abgeschlossen hat, verfügt möglicherweise immer noch über weniger Ressourcen als andere Server, obwohl er über weniger Verbindungen verfügt.
• Berücksichtigt nicht die Antwortzeit des Servers.

Anwendungsbeispiel:

• Webanwendungen mit dynamischen und unvorhersehbaren Workloads.
• Anwendungen, die empfindlich auf Reaktionszeiten reagieren, z. B. VoIP-Anwendungen oder Online-Spiele.

3. IP-Hash

IP-Hashing ist eine Lastausgleichstechnik , bei der der Hash der IP-Adresse des Clients zur Auswahl eines Servers verwendet wird. Diese Technik stellt sicher, dass alle Anforderungen vom selben Client immer an denselben Server weitergeleitet werden, was die Leistung und Stabilität der Verbindung verbessern kann.

So funktioniert’s:

1. Der Load Balancer erhält eine Anforderung vom Client.
2. Der Load Balancer berechnet den Hash der IP-Adresse des Clients.
3. Der Load Balancer wählt den Server basierend auf dem Hash-Wert aus.
4. Der Load Balancer sendet eine Anfrage an den ausgewählten Server.
5. Der Server verarbeitet die Anforderung und sendet die Antwort an den Client.

Überschuss:

• Stellt sicher, dass alle Anforderungen vom selben Client immer an denselben Server weitergeleitet werden.
• Verbessern Sie die Verbindungsleistung und -stabilität.
• Einfach zu implementieren.

Mangel:

• Wenn der ausgewählte Server ausfällt, schlagen alle Anforderungen desselben Clients fehl.
• Die aktuelle Serverauslastung oder die Antwortzeit des Servers werden nicht berücksichtigt.

Anwendungsbeispiel:

• Eine Webanwendung mit vielen Benutzern, die sich häufig an- und abmelden.
• Eine Webanwendung, die Cookies verwendet, um Sitzungsdaten zu speichern.

4. Kürzeste Reaktionszeit

Die kürzeste Antwortzeit ist eine Lastenausgleichstechnik , bei der der Server mit der kürzesten Antwortzeit ausgewählt wird, um neue Anforderungen zu verarbeiten. Diese Technik zielt darauf ab, die beste Benutzererfahrung zu bieten, indem die Wartezeit minimiert wird.

So funktioniert’s:

1. Load Balancer messen regelmäßig die Antwortzeit jedes Servers.
2. Der Load Balancer erhält eine Anforderung vom Client.
3. Der Load Balancer wählt den Server mit der kürzesten Antwortzeit aus.
4. Der Load Balancer sendet eine Anfrage an den ausgewählten Server.
5. Der Server verarbeitet die Anforderung und sendet die Antwort an den Client.

Überschuss:

• Bieten Sie die beste Benutzererfahrung, indem Sie Wartezeiten minimieren.
• Geeignet für Anwendungen, die empfindlich auf die Reaktionszeit reagieren.

Mangel:

• Erfordert eine regelmäßige Messung der Server-Antwortzeiten, was den Overhead erhöhen kann.
• Ein Server, der gerade viele Anfragen abgeschlossen hat, kann immer noch eine langsamere Antwortzeit haben, obwohl er über mehr Ressourcen verfügt.

Anwendungsbeispiel:

• Echtzeit-Webanwendungen, wie z. B. Handels-Apps oder Online-Spiele.
• Leistungskritische Webanwendungen, wie z. B. E-Commerce-Websites.