Load balance: entenda o balanceamento de cargas

Na gestão da infraestrutura de TI, um dos desafios para garantir o melhor funcionamento dos processos e sistemas é buscar novas técnicas e metodologias. Uma vez implementadas, elas otimizam o uso das soluções digitais e a rotina da equipe. Entre tais processos, vale destacar o load balance.

Continue a leitura para conhecer o conceito e suas aplicações!

O que é load balance ou balanceamento de cargas?

O balanceamento de carga é o processo de dispersar uniformemente o tráfego de rede em vários servidores para evitar o excesso de trabalho. 

Na gestão de TI, gerentes e administradores de rede usam o balanceamento de carga entre os servidores da empresa para garantir um fluxo de trabalho suave. Além disso, o load balancing permite identificar os servidores usados e a frequência.

Outro ponto é que, as ferramentas de load balancing ajudam sites populares a distribuir o tráfego de entrada para garantir a funcionalidade adequada. Quando a empresa entende o que é load balance e como usar, ela evita tempo de inatividade do site, garantindo uma experiência positiva para os visitantes. 

Dessa maneira, sem o load balancer, os clientes podem ser perdidos apenas porque a rede não está equilibrada adequadamente para suportar o tráfego.

As empresas que usam software de balanceamento de carga têm condições de automatizar a distribuição dos recursos, manejando a divisão do tráfego entre sites, aplicativos e servidores. Tais soluções permitem que as empresas avancem no sentido de:

• Monitorar o tráfego de rede;
• Dispersar os recursos conforme demanda;
• Ajustar as cargas de trabalho para compensar o tráfego;
• Utilizar serviços de backup em caso de falha ou tempo de inatividade do servidor.

Como o balanceamento de cargas funciona?

O balanceamento de carga é um processo que distribui o tráfego de rede de entrada de forma uniforme por um grupo de servidores ou recursos de back-end. Este processo garante que nenhum servidor possua carga excessiva e diminui o risco de desempenho insatisfatório ou interrupções. 

Quando recebe o pedido de um usuário, o load balancer decide para qual servidor do seu pool irá direcionar a solicitação. Muitas vezes, a orientação é para o servidor que está, naquele momento, sob menor pressão.

Os critérios para a decisão do direcionamento envolvem o número atual de conexões, o tempo de resposta do servidor ou sua capacidade geral. 

Ao distribuir uniformemente as solicitações, o load balance ajuda a manter a velocidade e a confiabilidade da rede, garantindo que cada solicitação do usuário seja processada de forma eficiente. 

Para companhias que lidam com grandes volumes de tráfego da web, entender o que é load balancing é crucial. Dessa forma, os profissionais e gestores de TI podem manter a alta disponibilidade e desempenho para serviços da web. 

Na prática, implementação de vários algoritmos de load balancer otimiza o processo de distribuição e aumenta a estabilidade da rede.

Algoritmos de balanceamento de carga

Na definição do load balance, estão incluídas, também, regras e métodos que distribuem eficientemente o tráfego de rede em vários servidores. Os algoritmos são divididos em duas categorias, com abordagens exclusivas adequadas para cada ambiente de rede. Confira a seguir! 

Balanceamento de cargas estático

No load balancing, os algoritmos estáticos distribuem o tráfego sem considerar o estado atual dos servidores. Geralmente, eles usam regras predeterminadas.

Balanceamento de cargas dinâmico

De outro modo, os algoritmos dinâmicos são mais responsivos. Por isso, consideram a carga e o desempenho em tempo real de cada servidor. 

A partir desta avaliação, os algoritmos de load balance dinâmicos tomam decisões mais embasadas sobre a distribuição de tráfego.

Implementação do load balance na prática

Agora que você já conhece o que é load balance, é importante estudar também as etapas para implementar o balanceamento de carga com sucesso, sabendo como manter e gerenciar o processo. Saiba mais:

1. Determine as necessidades de longo prazo 

Os benefícios do balanceamento de carga podem demorar um pouco para serem mensurados. Para escolher o método correto de load balance para um negócio específico, é importante identificar as necessidades de rede de longo prazo. Isso evitará a necessidade de mudanças posteriormente.

2. Avalie e faça uma previsão da carga potencial 

Nem sempre é fácil, mas é fundamental que os gestores de TI estimem o tráfego de rede esperado. Dessa forma, é possível escolher o algoritmo ideal para equilibrar seu tráfego de forma eficaz.

3. Defina um orçamento 

Se uma empresa escolhe um método de load balancer com base em software ou hardware, ela precisa tomar algumas decisões de compra. O cálculo do orçamento para o projeto deve ser organizado com antecedência, para que o setor financeiro possa se preparar para esses custos.

4. Elabore escopos de manutenção 

O load balance apenas começa com os processos de implementação, exigindo manutenção e gerenciamento consistentes. As empresas devem elaborar o orçamento e alocar a carga de trabalho. Essa clareza permite que os materiais de load balance sejam mantidos.

Load balance: tipos de implementação 

Cada tipo de balanceador de carga tem vantagens únicas. Por isso, os times de TI devem escolher o load balancing com base em fatores como ambiente de rede, requisitos de desempenho, necessidades de escalabilidade e previsões orçamentárias. Os principais tipos de implementação são:

Implementação por software

Esse modelo de implementação é executado em máquinas virtuais ou em ambientes de nuvem. Eles oferecem maior flexibilidade e escalabilidade. Sendo assim, são recomendados para cargas de trabalho dinâmicas ou em mudança.

O load balance de software usa um balanceador de carga digital de ambiente virtual. Tais softwares podem ser instalados diretamente em servidores internos ou terceirizados.

Como qualquer outro load balancer, ele visa distribuir o tráfego de rede usando um software, que permite expandir para melhorar a escalabilidade conforme necessário. Para saber ainda mais sobre softwares como uma solução de TI, confira nosso conteúdo: SaaS: você sabe o que é Software as a Service?

Implementação por hardware

Na implementação de load balance por hardware, os dispositivos físicos são projetados para um desempenho robusto em cenários de alto tráfego. Eles oferecem confiabilidade, porém com um custo mais alto e limitações de implantação física. 

O load balancing por hardware usa um balanceador de carga físico mantido no local. Ele atua como o intermediário entre o tráfego de entrada e os servidores da empresa.

Normalmente, as empresas definem regras personalizadas no hardware para otimizar a distribuição de tráfego. Como os balanceadores de carga de hardware são físicos, eles exigem muita atenção para implementação e manutenção. 

Algumas empresas podem ter problemas com dispositivos de balanceamento de carga de hardware à medida que tentam dimensionar e expandir sua base de servidores. 

Para saber ainda mais sobre hardware como uma solução de TI, confira nosso conteúdo:

Hardware as a Service: o que é e por que usar? Entenda!

Métodos de load balance

Para as equipes de TI que pretendem investir na implementação de load balance, é importante conhecer os diferentes métodos, bem como suas características e suas diferenças. Confira: 

Master/Slave

Em sua estrutura, é formado por um servidor principal (master) no data center principal, combinado com um servidor intermediário (slave), em seu data center.

Nesta abordagem, todas as requisições são direcionadas para um servidor master. Dessa maneira, diante de um problema com o servidor principal, ele encaminha as requisições para um servidor Slave, que atua como intermediário.

Round Robin

Na prática, o load balance round robin direciona solicitações em sequência para todos os servidores, garantindo uma distribuição igual ao longo do tempo. 

É possível, por exemplo, usar a metodologia round-robin para distribuir a carga de uma consulta sobre índices duplicados.

Hash

Um load balance com função de hash garante que dados semelhantes sejam mapeados para o mesmo nó em um cluster de servidores. 

Por exemplo, um algoritmo de hash pode distribuir dados de forma eficaz em um cluster, sem exigir um serviço de balanceamento de carga separado.

O algoritmo de load balance de hash de URL é semelhante ao hash de IP de origem. Contudo, este é baseado na URL na solicitação do usuário, garantindo que as requisições para um URL específico sejam sempre enviadas para o mesmo servidor de back-end.

IP Hash

Esse tipo de load balance usa um algoritmo baseado no endereço IP de origem e destino do cliente e do servidor. Na sequência, ele gera uma chave hash exclusiva, que aloca o usuário a um servidor específico. 

O load balancer IP Hash pode, inclusive, assegurar que o cliente seja direcionado para o mesmo servidor que estava usando antes. O recurso é para o usuário se reconectar a sessão após um tempo de inatividade.

Vantagens da implementação do load balance

O load balance oferece inúmeros benefícios cruciais para manter operações de rede eficientes, confiáveis e robustas. Estes incluem:

Balanceamento de tráfego e redundância 

Se um servidor falhar, o load balancing redireciona o tráfego para outros servidores, garantindo a disponibilidade contínua do serviço.

Facilidade na manutenção do sistema

Quando os servidores são colocados off-line para atualizações, o load balanced pode redirecionar o tráfego para outros servidores sem interromper o serviço.

Melhor escalabilidade e desempenho

O load balancer facilita a escala de recursos em resposta a cargas de tráfego variáveis. A ferramenta garante um desempenho consistente durante os horários de pico e sob as mudanças nas demandas.

Disponibilidade e diminuição de falhas

Outra vantagem do load balance é que ele aumenta a disponibilidade do servidor, evitando que servidores individuais fiquem sobrecarregados. 

Dessa forma, e nenhum ponto único de falha perturba todo o sistema. Ele também reduz os tempos de resposta e melhora o desempenho geral do software.

Soluções de TI com Ingram Micro

Como vimos até aqui, compreender o que é load balance, bem como suas vantagens e práticas de implementação é uma forma de revisar e pensar em como otimizar a infraestrutura de TI.

Com os diferentes algoritmos de load balance, a empresa obtém ferramentas indispensáveis para o sucesso no gerenciamento moderno de redes e serviços da web, garantindo um serviço suave e ininterrupto para os usuários.

Para conhecer e implementar esta e outras soluções de TI, você pode contar com a expertise da Ingram Micro. Conheça nosso catálogo de serviços e produtos. Aproveite também para acessar outros conteúdos do blog! Conheça nossas soluções!