# Лабораторная работа №7

## Задание

Написать небольшое эссе (буквально несколько абзацев) своими словами (пожалуйста не пользуйтесь гуглом :). А помогут Вам в этом вопросы из списка:

1. Какие алгоритмы и методы используются для балансировки нагрузки?
2. Какие открытые технологии существуют для балансировки нагрузки?
3. Как осуществляется балансировка нагрузки на базах данных?
4. Реверс-прокси как один из элементов балансировки нагрузки.

## Результат

Для вводной части стоит ввести толкование.

**Балансировка нагрузки** -  метод распределения сетевого трафика и задач между сетевыми устройствами. Применяется, когда вертикальное масштабирование достигает потолка, и начинает задействоваться горизонтальное, частью чего и является балансировщик нагрузки, распределяющий трафик. 

### Методы и алгоритмы балансировки нагрузки

Существует много различных методов и алгоритмов балансировки нагрузки, но универсального варианта - нет. Подбор нужного метода или алгоритма исходит из специфики проекта, а также целей, которые он преследует.

Например, алгоритм **Round Robin** - достаточно простой алгоритм, равномерно и циклично распределяющий запросы по серверам, однако возникает проблема, что не у всех серверов одинаковые ресурсы, тогда можно использовать усовершенствованную версию алгоритма - **Weighted Round Robin**, в котором каждому серверу присваивается весовой коэффициент, следовательно сервер с большим весом обрабатывает больше запросов.  

Кроме проблемы ресурсов **RR**, которую может исправить **WRR**, есть и проблема учета количества активных подключений, заключающаяся в перегрузке сервера с длительными активными подключениями. 
Проблему можно решить с помощью алгоритма **Least Connections**. Он учитывает количество подключений, поддерживаемых серверами в текующий момент времени, перенаправляя запросы на менее нагруженные сервера. Для этого алгоритма также существует и весовой вариант **Weighted Least Connections**.

### Открытые технологии балансировки нагрузки

**Открытые технологии** - это технологии, которые предоставляются сообществу с открытым доступом к исходному коду, документациям и прочему.

Например, **Nginx** - веб-сервер и реверс прокси с функциями балансировщика нагрузки. Поддерживающий алгоритмы **RR**, **leastconn** и **IP Hash**.

Также для контейнеризированных приложений есть **Kubernetes Ingress Controller** - контроллер, который управляет входящими запросами и балансирует нагрузку приложений, размещенных в **kubernetes**

### Балансировка нагрузки на базах данных

Балансировка нагрузки базы данных требует к себе особого подхода, так как базы данных требуют согласованность и синхронизацию данных.

Для решения проблемы используют: 
- **Шардинг** - распределение данных между несколькими БД по определенному ключу;
- **Запись с репликами** - подход, при котором запросы на запись отправляются в мастер базу, а чтение уже на реплики;
- **Прокси-серверы** - управляют соединениями, обеспечивают балансировку нагрузки и другие функции для повышения производительности и отказоустойчивости. Например, **Pgpool-II** для PostgresSQL или **MySQL Proxy** для MySQL.

### Реверс-прокси как элемент балансировки нагрузки. 

Выше уже были представлены примеры реверс-прокси, однако не были рассмотрены предоставляемые функции:

- **Маршрутизация запросов** - передача запросов на соответствующие сервера в зависимости от алгоритма балансировки;
- **Кеширование** - хранение часто запрашиваемых данных;
- **SSL-терминация** - шифрование и расшифровка данных на уровне прокси;
- **Сжатие и оптимизация трафика** - уменьшение объема передаваемых данных.