Was ist softwarebezogener Lastausgleich?

Softwarebezogener Lastausgleich beschreibt die Art und Weise, wie Administratoren Netzwerkdatenverkehr an verschiedene Server weiterleiten. Lastausgleichsfunktionen werten Client-Anforderungen aus, indem sie Merkmale auf Anwendungsebene (IP-Adresse, HTTP-Header und Inhalt von Anforderungen) untersuchen. Anschließend überprüfen sie Server und bestimmen, an welche Server die jeweiligen Anforderungen gesendet werden sollen.

Softwarebezogener Lastausgleich wird in der Regel als Funktion von Application Delivery Controllern (ADCs) angeboten, die auf standardmäßigen Servern oder virtuellen Maschinen ausgeführt werden. Bei hardwarebasierten Lastausgleichsgeräten (Hardware Load Balancing Devices, HLDs) handelt es sich um eigenständige Hardware, die Lastausgleichssoftware ausführt. Sie wird normalerweise als Teil eines Paares bereitgestellt, falls ein Lastausgleichsgerät ausfällt. Der softwarebezogene Lastausgleich bietet dieselben Funktionen wie HLDs, jedoch sind dafür keine dedizierten Lastausgleichsgeräte erforderlich. Lastausgleichssoftware kann auf normalen oder sogar virtuellen Servern ausgeführt werden.

Software- und hardwarebezogener Lastausgleich funktionieren genau gleich – dabei wird Datenverkehr gemäß ausgewählten Algorithmen auf einen Pool von Servern verteilt.

Durch die Verteilung von Workloads auf mehrere Server mittels Lastausgleich werden Netzwerke effizienter und zuverlässiger. Lastausgleichsfunktionen steigern die Netzwerkkapazität, da verfügbare Server effizienter genutzt werden. Infolgedessen wird der Netzwerkbetrieb beschleunigt, da Workloads nicht auf überlasteten Servern hängen bleiben, während andere Server überhaupt nicht genutzt werden. Lastausgleich gewährleistet auch unterbrechungsfreie Betriebszeiten bei Serverausfällen, indem Datenverkehr von ausgefallenen Servern auf funktionsfähige Server umgeleitet wird.

Softwarebezogener Lastausgleich kann direkt auf einem Server installiert oder als Load Balancer as a Service (LBaaS) erworben werden. Bei LBaaS-Angeboten sind Serviceanbieter für Installation, Konfiguration und Management der Lastausgleichssoftware verantwortlich. Softwarebezogene Lastausgleichsfunktionen können On- oder Off-Premises platziert werden.

Wie bei Servern gibt es physische oder virtuelle Lastausgleichs-Appliances. Physische (hardwarebezogener Lastausgleich) und virtuelle (softwarebezogener Lastausgleich) Appliances werten Client-Anforderungen und Servernutzung in Echtzeit aus und senden unterschiedlichen Servern Anforderungen auf Basis verschiedener Algorithmen. Wohin Datenverkehr gesendet wird, hängt von den jeweiligen Lastausgleichsrichtlinien ab, die von Administratoren festgelegt werden.

Lastausgleichsfunktionen verwenden eine der folgenden Methoden, um zu bestimmen, wohin Netzwerkdatenverkehr gesendet werden soll:

• Round-Robin-Algorithmus: Der Round-Robin-Algorithmus ist die einfachste Lastausgleichsmethode. Dabei werden Anforderungen einfach einer Liste verfügbarer Server in derselben Reihenfolge zugeteilt.
• „Least-Connections“-Algorithmus: Die „Least-Connections“-Methode ist ein bisschen komplexer. Anforderungen werden an die am wenigsten ausgelasteten Server oder die Server gesendet, die zu einem bestimmten Zeitpunkt die geringste Anzahl an Workloads verarbeiten.
• „Least-Time“-Algorithmus: Der „Least-Time“-Algorithmus geht noch einen Schritt weiter und wählt Server basierend auf der schnellsten Verarbeitungsgeschwindigkeit und den wenigsten aktiven Anforderungen aus. Dieser Ansatz kann auch gewichtete Lastausgleichsalgorithmen umfassen, die durchweg Server mit mehr Kapazität, Computing-Leistung oder Arbeitsspeicher bevorzugen.
• Hashbasierter Algorithmus: Schließlich gibt es noch den hashbasierten Algorithmus, bei dem Lastausgleichs-Appliances den Quell- und Ziel-IP-Adressen von Clients und Servern eindeutige Hash-Schlüssel zuweisen. Dadurch wird sichergestellt, dass erneute Anforderungen durch dieselben Anwender an die zuvor verwendeten Server weitergeleitet werden. Außerdem behalten Server alle Daten bei, die in vorherigen Sitzungen eingegeben wurden.

Der softwarebezogene Lastausgleich wird immer beliebter, da er mehrere Vorteile gegenüber dem hardwarebezogenen Lastausgleich bietet:

• Skalierbarkeit: Der größte Vorteil von softwarebezogenem Lastausgleich gegenüber hardwarebasierten Lastausgleichsgeräten ist Skalierbarkeit. Softwarebezogene Lastausgleichsfunktionen können virtuelle Server je nach Bedarf hinzufügen oder entfernen und automatisch sowie in Echtzeit auf Schwankungen im Netzwerkdatenverkehr reagieren.
• Flexibilität: Der softwarebezogene Lastausgleich ist außerdem flexibler als der hardwarebezogene Lastausgleich, da er mit einer Vielzahl von Umgebungen kompatibel ist. Er kann für standardmäßige Desktop-Betriebssysteme, Cloud-Umgebungen, Bare-Metal-Systeme, virtuelle Server und Container programmiert werden. Hardwarebasierte Lastausgleichslösungen sind weniger flexibel, da sie nicht programmierbar sind.
• Kosten: Unternehmen können mithilfe von softwarebezogenem Lastausgleich Geld sparen, insbesondere bei LBaaS. Selbst wenn IT-Organisationen ihre eigenen softwarebezogenen Lastausgleichslösungen erwerben, werden die Kosten in der Regel als OpEx und nicht als CapEx betrachtet, wie es beim hardwarebezogenen Lastausgleich der Fall ist.
• Einfache Bereitstellung: Während die Installation von hardwarebasierten Lastausgleichslösungen schwierig und teuer sein kann, profitieren Sie beim softwarebezogenen Lastausgleich von einer einfachen, bedarfsorientierten Bereitstellung, mit der Sie Zeit und Geld sparen.
• Sicherheit: Letztendlich bietet Lastausgleichssoftware zwischen Clients und Servern eine zusätzliche Sicherheitsschicht, wobei verdächtige Pakete abgewiesen werden, bevor sie die jeweiligen Server erreichen.

Obwohl der softwarebezogene Lastausgleich scheinbar einige klare Vorteile gegenüber dem hardwarebezogenen Lastausgleich bietet, müssen IT-Organisationen dennoch die Vor- und Nachteile von hardware-, software- und servicebasierten Lastausgleichsfunktionen gegen die individuellen Anforderungen ihres Unternehmens abwägen. Unternehmen, die sich zwischen software- und hardwarebezogenem Lastausgleich entscheiden, sollten auch die jeweiligen Vorteile im Kontext des Budgetmanagements berücksichtigen. Bei ordnungsgemäßer Konfiguration und Verwaltung kann jede Art von Lastausgleich zu effizienteren, zuverlässigeren Netzwerken beitragen.