什麼是軟體負載平衡?
軟體負載平衡是管理員將網路流量路由至不同伺服器的方式。負載平衡器會檢查應用程式層級的特性 (IP 位址、HTTP 標頭和請求的內容),以評估用戶端請求。隨後負載平衡器會檢視伺服器,並判斷要將請求傳送至哪個伺服器。

現代化負載平衡概觀

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這與硬體負載平衡有何不同?
軟體負載平衡通常是做為應用程式交付控制器 (ADC) 的功能提供,而應用程式交付控制器是於標準伺服器或虛擬機上執行。硬體負載平衡裝置 (HLD) 則是執行負載平衡軟體的獨立硬體。傳統上會以成對方式部署負載平衡裝置,以免其中一個負載平衡裝置發生故障。軟體負載平衡可提供與硬體負載平衡裝置相同的功能,但不需要使用專用的負載平衡裝置。負載平衡軟體可以在一般伺服器上執行,甚至也可在虛擬伺服器上執行。
軟體負載平衡如何運作?
軟體負載平衡的運作方式與硬體負載平衡相同,可根據所選的演算法,在伺服器集區中分配流量。
透過負載平衡將工作負載分配到數個伺服器上,即可提高網路的效率和可靠性。負載平衡能以更有效率的方式使用可用的伺服器,所以可提升網路的容量。如此一來,負載平衡就能加快網路執行速度,因為現在不會發生工作負載停滯在過載伺服器上,但其他伺服器卻閒置未用的情況。負載平衡也能將流量從故障的伺服器引導至功能正常的伺服器,以確保在伺服器故障時,不停機時間也不會因此中斷。
負載平衡包含哪些類型?
軟體式負載平衡器可以直接安裝在伺服器上,也可以透過負載平衡器即服務 (LBaaS) 的形式購買。採用負載平衡器即服務,服務供應商就會負責安裝、設定和管理負載平衡軟體。軟體式負載平衡器可位於地端或外部。
如同伺服器一樣,負載平衡應用裝置可以是實體或虛擬應用裝置。實體 (硬體負載平衡) 和虛擬 (軟體負載平衡) 應用裝置都會即時評估用戶端請求和伺服器使用情況,並根據各種演算法將請求傳送至不同的伺服器。流量的傳送位置取決於管理員所設定的負載平衡原則。
負載平衡方法
負載平衡器會使用下列其中一種方法,以判斷要將網路流量傳送至何處:
- 循環演算法:循環演算法是最簡單的負載平衡方法。這項方法會單純地依照相同順序,在一系列可用伺服器之間移動請求。
- 最少連線演算法:最少連線方法稍微複雜一些。這項方法會將請求傳送至最不繁忙的伺服器,或是在特定時刻所處之工作負載最少的伺服器。
- 最少時間演算法:最少時間演算法則又更進一步,其會根據最快的處理速度和最少的有效請求來選擇伺服器。這項方法可整合加權負載平衡演算法,而加權負載平衡演算法則會一致地以具有較高容量、運算能力或記憶體的伺服器為優先。
- 雜湊式演算法:最後是雜湊式演算法,在這項方法中,負載平衡應用裝置會向用戶端和伺服器的來源和目的地 IP 位址,指派唯一的雜湊金鑰。如此可確保在相同使用者返回並提出另一個請求時,可以將該使用者請求引導至先前所使用的相同伺服器。此外,伺服器也會保留在先前工作階段期間輸入的所有資料。
為什麼要使用軟體負載平衡?
軟體負載平衡之所以越來越普及,在於其可提供數項優於硬體負載平衡的優勢:
- 延展性:相較於硬體負載平衡裝置,軟體負載平衡器的最大優勢在於其延展性。軟體負載平衡器可依照需求新增或移除虛擬伺服器,並自動且即時地對網路流量的波動做出回應。
- 靈活性:軟體負載平衡器也能與各種環境相容,因此比硬體負載平衡器更為靈活。您可對其進行程式設計,以與標準桌面平台作業系統、雲端環境、裸機、虛擬伺服器和容器搭配運作。硬體負載平衡器就沒有如此靈活,因為其無法程式化。
- 成本:組織可透過軟體負載平衡器節省成本,尤其是在採用負載平衡即服務的情況下。即使 IT 部門需要自行購買軟體負載平衡器,其成本通常也可視為營運成本,而非資金支出,但硬體負載平衡器則會歸類至資金支出中。
- 易於部署:硬體負載平衡器可能難以安裝且安裝成本高昂,但是軟體負載平衡器卻可以輕鬆地隨選部署,進而節省成本和時間。
- 安全性:最後,位於用戶端與伺服器之間的負載平衡軟體可提供額外的安全性層級,能夠在可疑封包抵達伺服器之前予以拒絕。
雖然相較於硬體負載平衡,軟體負載平衡似乎可提供多項明顯優勢,但 IT 部門必須根據其業務的獨特需求,權衡硬體負載平衡、軟體負載平衡與即服務負載平衡之間的優缺點。組織在考量採用軟體負載平衡器或硬體負載平衡器之際,也應針對預算管理來權衡兩者各自的優勢。只要進行妥善設定和管理,任何類型的負載平衡都能讓網路更有效率、更可靠。
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