| .. | ||
| README.md | ||
Лабораторная работа №7
Задание
Написать небольшое эссе (буквально несколько абзацев) своими словами (пожалуйста не пользуйтесь гуглом :). А помогут Вам в этом вопросы из списка:
- Какие алгоритмы и методы используются для балансировки нагрузки?
- Какие открытые технологии существуют для балансировки нагрузки?
- Как осуществляется балансировка нагрузки на базах данных?
- 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.