Qual terá sido o prejuízo para um site de e-commerce que saiu do ar por sobrecarga em plena Black Friday? Isso poderia ter sido evitado se a empresa tivesse adotado uma estratégia de load balance.

Também chamado de balanceamento de carga, o load balance faz com que o tráfego de dados na rede seja distribuído da melhor maneira possível entre todos os recursos disponíveis, assegurando um desempenho uniforme e a redução dos riscos de sobrecarga.

Para saber mais sobre a importância do load balance e como fazê-lo, acompanhe este artigo.

O que é o Load Balance?

O balanceamento de carga é uma técnica que se utiliza de um software ou um dispositivo de hardware para fazer com que o tráfego de requisições vindo da rede e de aplicações de entrada seja distribuído de forma equilibrada para um cluster de servidores.

Assim, reduz-se a carga individual de cada servidor, garantindo aos usuários da rede um desempenho contínuo, com bom tempo de resposta e baixíssima probabilidade de sobrecarga.

Com a opção de ser ativado automaticamente ou conforme a necessidade do gestor de rede, o load balance utiliza como base os protocolos de roteamento de rede.

Em última instância, os protocolos de roteamento de rede definem de que forma o roteador deve estabelecer o caminho a ser percorrido pelas informações até o seu destino final.

Os protocolos de roteamento mais comuns são:

• O RIP (Routing Information Protocol),
• O RIPv2,
• O EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol),
• O IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) e
• O OSPF (Open Shortest Path First).

Há também técnicas baseadas em rotas e mecanismos de direcionamento de pacotes, configuradas manualmente.

Dessa forma, os dispositivos de rede têm a capacidade de escolher múltiplos caminhos para enviar e receber pacotes de dados.

Qual a importância do Load Balance?

O load balance tem um papel-chave para serviços de rede.

Ele amplia a disponibilidade de toda a infraestrutura, melhorando a performance dos dispositivos e reduzindo sua carga de trabalho.

Assim, os usuários podem aproveitar melhor os recursos e ter menos problemas no seu dia a dia.

Com a possibilidade de escalar recursos automaticamente, as chances de uma aplicação web ter estreitamento de desempenho caem drasticamente.

Além disso, evita-se que serviços fiquem indisponíveis nos momentos em que há maior demanda pelos mesmos.

Como resultado, a confiabilidade das aplicações é ampliada, dando à empresa um nível de competitividade mais elevado.

Como o Load Balance funciona?

O load balance pode ser configurado para funcionar de forma estática ou dinâmica.

O balanceamento estático

No balanceamento estático, a distribuição do tráfego será feita com base no destino final dos dados.

Se uma rede possuir três sistemas com um caminho para cada, por exemplo, o tráfego para cada um deles será sempre pelas mesmas rotas.

Essa abordagem tem como maior vantagem a manutenção da ordem de envio e recebimento de pacotes.

Porém, caso um único serviço tenha uma ampliação de demanda, a banda reservada para os outros links pode ficar subutilizada.

Em outras palavras, o balanceamento estático não leva em consideração o status de momento dos dispositivos da rede.

Então, para evitar que isso ocorra, técnicas de cache são aplicadas, otimizando o fluxo de dados.

O balanceamento dinâmico

Por outro lado, o load balance dinâmico consegue manter uma distribuição mais igualitária dos acessos.

A cada transferência de dados, os pacotes serão distribuídos de maneira uniforme entre todos os links disponíveis.

Em primeiro lugar, o load balance dinâmico depende de uma análise contínua da infraestrutura de rede, computação e das requisições feitas pelos usuários.

A partir dos dados coletados nessa análise, métodos de balanceamento identificarão a melhor maneira de atender às demandas, distribuindo o tráfego automaticamente.

O load balance tem como base três princípios:

• Distribuir as requisições de usuários e a carga de trabalho da rede da maneira mais eficaz possível entre múltiplos servidores;
• Garantir o máximo de disponibilidade e confiabilidade para os serviços de rede do negócio, enviando o tráfego apenas para os servidores que estejam disponíveis e aptos a receber requisições;
• Dar mais flexibilidade para escalar a infraestrutura quando necessário.

Os métodos de balanceamento de carga

Existem diferentes métodos de balanceamento de carga, cada um com seu critério e algoritmo próprio para a determinação do destino a ser dado a cada requisição que chega para processamento.

Os principais métodos utilizados são:

• Mínima Conexão: seleciona o serviço que estiver com o menor número de conexões ativas no momento;
• Menor Tempo de Resposta: seleciona o serviço com menos  conexões ativas e menor tempo de resposta;
• Round Robin: define a lista dos serviços disponíveis e a partir dela distribui as requisições de forma rotativa;
• Menor Largura de Banda: seleciona o serviço com menor tráfego, medido em Megabits por segundo (Mbps);
• Menor Número de Pacotes: seleciona o serviço com a menor quantidade de pacotes recebidos em determinado período de tempo;
• Carga Personalizada: procura primeiro por um serviço que não esteja manipulando uma transação ativa. Caso não encontre, seleciona o serviço com o menor carregamento.

O que ocorre quando algum equipamento fica indisponível?

Se algum servidor ou equipamento tornar-se indisponível, o load balance deve redistribuir o tráfego automaticamente pelo restante da rede.

A análise contínua da infraestrutura da rede e dos equipamentos detectará a indisponibilidade e prosseguirá com seu método de distribuição, contando apenas com os equipamentos que permanecerem disponíveis.

Assim que os serviços do servidor com problemas forem restaurados, ele voltará a constar como equipamento disponível, passando a receber novamente as requisições.

Dessa forma, com o menor impacto possível, os usuários tendem a perceber uma uniformidade no desempenho dos sistemas.

Load Balance via hardware ou via software?

O load balance pode ser feito via hardware ou software. A escolha entre uma ou outra solução deve ser feita conforme o perfil da infraestrutura e dos serviços de rede do negócio.

O Load Balance via hardware

O load balance via hardware utiliza ferramentas que são integradas à infraestrutura de rede, geralmente roteadores, switches ou mesmo dispositivos específicos contendo software dedicado.

Essas ferramentas são instaladas entre a rede acessada pelos usuários e o conjunto de servidores que receberá as requisições.

Suas funcionalidades são definidas pelos protocolos e recursos desenvolvidos pelo fabricante do aparelho.

Entre as vantagens do uso do load balance via hardware, podemos citar:

• Alto desempenho, pelo fato de o dispositivo conter um software dedicado;
• Menor propensão a falhas.

Em contrapartida, a principal desvantagem do load balance via hardware está no custo, sob diferentes aspectos:

• No custo da aquisição;
• No custo da manutenção;
• Na necessidade de pagar por provisionamento extra de recursos para o caso de picos de utilização.

Se a empresa escolher essa solução, é importante investir em um equipamento flexível, com funcionalidades que aumentem a capacidade do gestor para ter o melhor balanceamento possível.

O Load Balance via software

O load balance via software utiliza a infraestrutura de rede atual para direcionar o tráfego. Em geral, ele é executado diretamente no servidor, no hipervisor ou ainda na nuvem.

As principais vantagens da implementação via software são:

• O custo consideravelmente menor em relação à solução por hardware;
• A escalabilidade, feita de forma muito mais flexível;
• A possibilidade do uso dos recursos da nuvem, com a virtualização de servidores e o uso em um hipervisor.

Por outro lado, o load balance via software tende a apresentar um desempenho um pouco abaixo da solução via hardware.

Balanceamento de Carga com Data Center Virtual

Uma ferramenta que pode apoiar o balanceamento de carga de seu site/blog/sistema é o Data Center Virtual.

Além da segurança que proporciona devido à utilização de VPN, Firewall em camada anterior às instâncias e controle de regras, o balanceamento com data center virtual também controla o fluxo de dados entre as VM’s, através do recurso de “Source NAT”.

Com efeito, o sistema é apontado para determinado IP (Source NAT) da rede participante e então, o gerenciador do sistema configura cada nó (Instância) para receber as conexões.

Potencializando o Load Balance via CloudFlare

Para ambientes que precisam de uma escalabilidade ainda maior, tanto em recursos físicos quanto em abrangência geográfica, o Load Balance do CloudFlare é ideal.

Combinado com o Data Center Virtual, ele expande os horizontes do balanceamento de carga, gerenciando múltiplos nós do sistema.

O CloudFlare pode ser configurado como Master/Master, Master/Slave ou até mesmo com personalização de tráfego, sendo útil também para infraestruturas heterogêneas.

Os clientes Host One podem contar com total apoio técnico para implementar Load Balance através do Cloud Flare em sua estrutura de Data Center Virtual.

Conclusão

Em conclusão, podemos definir que adotar uma solução de load balance é obrigatório, se quisermos evitar uma indisponibilidade do site ou do sistema da empresa, principalmente se o risco dessa indisponibilidade vier do aumento de tráfego.

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