O que é balanceamento de carga por software?

O balanceamento de carga por software é como os administradores roteiam o tráfego de rede para diferentes servidores. Os balanceadores de carga avaliam as solicitações do cliente examinando as características no nível do aplicativo (o endereço IP, o cabeçalho HTTP e o conteúdo da solicitação). O balanceador de carga analisa os servidores e determina para qual servidor a solicitação deve ser enviada.

O balanceamento de carga por software é normalmente oferecido como uma função do controlador de fornecimento de aplicativos (ADC, pela sigla em inglês) que é executado em um servidor padrão ou uma máquina virtual. Um dispositivo de balanceamento de carga por hardware (HLD, pela sigla em inglês) é uma parte independente do hardware que executa o software de balanceamento de carga. Ele é tradicionalmente implantado como parte de um par, no caso de falha de um dispositivo de balanceamento de carga. O balanceamento de carga por software oferece a mesma funcionalidade de um HLD, mas não requer um dispositivo de balanceamento de carga dedicado. O software de balanceamento de carga pode ser executado em um servidor comum ou virtual.

O balanceamento de carga por software funciona da mesma maneira que de hardware, distribuindo o tráfego entre um pool de servidores de acordo com o algoritmo escolhido.

A distribuição de cargas de trabalho em vários servidores por meio do balanceamento de carga pode tornar uma rede mais eficiente e confiável. O balanceamento de carga aumenta a capacidade de uma rede porque usa os servidores disponíveis de forma mais eficiente. Como resultado, o balanceamento de carga acelera a execução da rede, pois as cargas de trabalho não ficam presas em um servidor sobrecarregado enquanto outros servidores permanecem ociosos. O balanceamento de carga também garante tempo de atividade ininterrupto em caso de falha de um servidor, direcionando o tráfego do servidor com falha para servidores funcionais.

Os balanceadores de carga baseados em software podem ser instalados diretamente em um servidor ou adquiridos como balanceadores de carga como serviço (LBaaS, pela sigla em inglês). Com o LBaaS, o provedor de serviços é responsável por instalar, configurar e gerenciar o software de balanceamento de carga. O balanceador de carga baseado em software pode estar no local ou fora dele.

Assim como os servidores, os appliances de balanceamento de carga podem ser físicos ou virtuais. Os appliances físicos (balanceamento de carga por hardware) e virtuais (software) avaliam as solicitações do cliente e o uso do servidor em tempo real e as enviam para diferentes servidores com base em uma variedade de algoritmos. O local para onde o tráfego é enviado depende da política de balanceamento de carga definida pelo administrador.

Os balanceadores de carga usam um dos seguintes métodos para determinar para onde enviar o tráfego de rede:

• Algoritmo de repetição alternada: é o método mais simples de balanceamento de carga. Ele simplesmente move as solicitações por uma lista de servidores disponíveis na mesma ordem.
• Algoritmo de menos conexões: é um pouco mais sofisticado. Ele envia solicitações para os servidores menos ocupados ou que estão processando menos cargas de trabalho em um determinado momento.
• Algoritmo de menor tempo: esse algoritmo é mais avançado e escolhe os servidores com base na velocidade de processamento mais rápida e no menor número de solicitações ativas. Essa abordagem pode integrar algoritmos de balanceamento de carga ponderada que dão preferência a servidores com maior capacidade, processamento ou memória.
• Algoritmo baseado em hash: Por fim, há o algoritmo baseado em hash, em que o appliance de balanceamento de carga atribui uma chave de hash exclusiva aos endereços IP de origem e de destino do cliente e do servidor. Isso garante que, se o mesmo usuário retornar e fizer outra solicitação, essa solicitação será direcionada para o mesmo servidor que ele estava usando antes. Além disso, o servidor retém todos os dados inseridos durante as sessões anteriores.

O balanceamento de carga por software está ganhando popularidade porque oferece várias vantagens em relação ao de hardware:

• Dimensionamento: a maior vantagem dos balanceadores de carga por software sobre o hardware é o dimensionamento. Os balanceadores de carga por software podem adicionar ou descartar servidores virtuais de acordo com a demanda, respondendo automaticamente e em tempo real às flutuações no tráfego de rede.
• Flexibilidade: os balanceadores de carga por software também são mais flexíveis do que os de hardware porque são compatíveis com uma variedade de ambientes. Eles podem ser programados para funcionar com sistemas operacionais de desktop padrão, ambientes de nuvem, bare metal, servidores virtuais e contêineres. Os balanceadores de carga por hardware não são tão flexíveis porque não são programáveis.
• Custo: as organizações podem economizar dinheiro com balanceadores de carga por software, especialmente se usarem LBaaS. Mesmo que uma organização de TI adquira seus próprios balanceadores de carga por software, o custo normalmente é considerado OPEX em vez de CAPEX, categoria em que os balanceadores de carga por hardware seriam incluídos.
• Facilidade de implantação: os balanceadores de carga por hardware podem ser difíceis e caros de instalar, mas os de software são fáceis de implantar sob demanda, economizando dinheiro e tempo.
• Segurança: por fim, o software de balanceamento de carga que fica entre o cliente e o servidor oferece uma camada extra de segurança com a capacidade de rejeitar pacotes suspeitos antes que eles cheguem ao servidor.

Embora o balanceamento de carga por software pareça oferecer algumas vantagens claras sobre o de hardware, uma organização de TI deve ponderar os prós e contras das opções de hardware, software e como serviço com base nas necessidades exclusivas de seus negócios. As organizações que consideram balanceadores de carga por software ou de hardware também devem avaliar os benefícios de cada um no contexto do gerenciamento de orçamento. Qualquer tipo de balanceamento de carga, quando configurado e gerenciado adequadamente, pode tornar uma rede mais eficiente e confiável.