Load Balance: entenda como funciona e aprenda como aplicar

Quem nunca reclamou de lentidão ou até mesmo da interrupção de uma aplicação? A quantidade elevada de acessos a um site, por exemplo, faz com que muitos recursos sejam consumidos ao mesmo tempo, o que pode ser uma das razões para esse problema. Nesse caso, a solução é o Load Balance ou balanceamento de cargas.

No entanto, existem diferentes técnicas para fazer esse balanceamento, como Round-Robin (RR) e master/slave, que podem ser aplicadas em situações diferentes, como para manter a alta disponibilidade ou fazer a distribuição de cargas.

A seguir, mostramos o que é essa tecnologia, como ela funciona e seus principais benefícios. Acompanhe a leitura!

O que é Load Balance

O Load Balance é um componente que tem como principal função manter o equilíbrio entre a carga de trabalho e o direcionamento das requisições de uma aplicação, de um site, ou o que estiver em operação no momento.

Basicamente, o balanceamento de cargas pode ser implementado para hardware, software ou até mesmo uma combinação entre os dois. O Load Balance pode trabalhar de maneiras diferentes.

Round-Robin

Nesse modelo, há uma distribuição por igual entre todos os componentes do cluster. Isso significa que todas as requisições que chegam ao balanceador de cargas são encaminhadas igualmente entre todos os players da composição do servidor. Dessa forma, ele alterna entre os componentes e as requisições.

Quando se trabalha com um servidor Round-Robin, todos os seus componentes são masters. Ou seja, eles estão nos servidores principais. Portanto, todos recebem igualmente as requisições. Além disso, normalmente, todos os players têm exatamente a mesma configuração.

Nesse cenário, caso ocorra alguma falha e algum desses componentes caia, o Load Balance identifica, retira da distribuição e continua a encaminhar as requisições entre os componentes ativos, que estão no ar.

Master/slave

Nesse modelo, as composições master/slave enviam todas as requisições para um servidor master e somente se ocorrer algum problema com esse servidor principal — como uma queda de serviço — ele encaminhará as requisições para um servidor slave, que é um servidor intermediário.

Como funciona essa tecnologia

A nuvem é formada por diversos nós que utilizam diferentes cargas de trabalho, conforme a necessidade de uso do cliente. Como essas solicitações são aleatórias para cada nó, podem ocorrer variações, tanto na quantidade de acesso aos nós quanto na quantidade de carga utilizada. Assim, cada nó pode ser carregado de maneira desigual.

O que o Load Balance faz é exatamente contornar esse problema por meio de seu algoritmo de distribuição de cargas. Existem diversos tipos de algoritmos com esse propósito. Um exemplo é o algoritmo Round-Robin, que atribui frações de tempo de maneira igual e circular a cada processo. Dessa forma, ele consegue manipular todos eles sem que haja uma prioridade.

Saiba em que situações é melhor trabalhar com Master/slave ou com Round-Robin

A opção master/slave é muito utilizada, principalmente em sites e portais com grande número de visitantes, em que há um grande volume de acessos. Assim, esse modelo é interessante para que não haja impacto, como a queda do servidor, por exemplo.

É possível distribuir os visitantes do site ou usuários de uma aplicação de maneira igual por vários servidores. Dessa maneira, pode-se garantir que não haverá queda da produtividade e nem dos componentes por excesso de requisições.

Por isso, esse é o modelo mais usual, já que ao optar por um servidor master tem-se uma redundância geográfica. Isso porque todas as requisições caem no site A, no data center A, que roda a operação. E há o site slave B, em espera em outro data center B, que será utilizado apenas em caso de indisponibilidade do primeiro site A.

Nesse cenário, todas as requisições são deslocadas para o data center B. Essa é uma solução ideal para projetos que têm uma demanda de 5/9 de disponibilidade.

Portanto, se houver uma queda completa — como falta de energia, queda de links ou qualquer outro problema — a operação continua disponível. Isso porque o Load Balance redireciona toda a carga e requisições para o data center B, que fica então, responsável por processar toda a operação.

Já a opção Round-Robin funciona perfeitamente em situações que, mesmo sendo aplicações de missão crítica, não têm necessariamente uma grande densidade de acesso ou um grande volume de requisições. Por isso, as empresas trabalham com apenas um servidor (stand alone).

No entanto, pode haver alguma situação que mude esse cenário, como uma promoção de vendas específica, que atraia muitos visitantes ao site. Dessa forma, com o aumento repentino de acessos, apenas um servidor não é suficiente para atender à demanda.

Por isso, quando há uma possibilidade de escala horizontal, é preciso fazer um balanceamento de carga que disponibilizará recursos adicionais, de modo que todas as requisições possam ser atendidas simultaneamente sem a interrupção do serviço.

Quais os pontos negativos positivos dessa tecnologia

Entre as vantagens de utilizar a tecnologia, podemos destacar a confiabilidade sob os serviços, além da garantia da alta disponibilidade. Bem como há uma maior facilidade para a realização de manutenções, já que o ambiente conta com outros servidores que atenderão todas as requisições.

Também devemos considerar as vantagens em caso de indisponibilidade, que é transparente para o usuário, já que o tráfego é redirecionado a outro servidor automaticamente e por caminhos alternativos.

Como ponto negativo podemos citar a necessidade de que o Load Balance seja sempre monitorado, pois em qualquer falha em sua comunicação pode ocorrer a interrupção do serviço. No entanto, esse ponto é facilmente corrigido com a redundância de seus mecanismos.

Quais as situações em que a tecnologia pode ser aplicada

Cada empresa deve levar em conta suas necessidades e ver qual forma é a mais apropriada para o seu negócio. Por exemplo, deve-se avaliar o custo de fazer a redundância, pois ao disponibilizar dois data centers atendendo o seu site, o investimento será dobrado. Portanto, tudo deve ser feito com muito cuidado.

Além disso, deve-se analisar qual é o custo para o seu negócio por ficar uma hora fora do ar. Suponha que você terá um prejuízo de 10 mil e o custo por ter a redundância seja de 5 mil por mês. Assim, terá que pagar 60 mil em um ano para evitar o prejuízo de 10 mil em uma hora. Nesse cenário, o investimento só valerá a pena se o negócio for extremamente crítico.

Outro ponto a se avaliar é sobre o retorno financeiro que uma implementação multiservidor trará ao seu negócio. Por exemplo, um e-commerce, em uma Black Friday, sem o balanceamento de carga e um ambiente pronto para crescimento de escala pontual, estará completamente fracassado.

Outra situação crítica para o e-commerce é na época do Natal. Nesse caso, o período é um pouco mais longo, já que as pessoas fazem as compras durante um período maior, já a Black Friday é concentrada em um único dia.

Um exemplo dessa solução é o serviço de data center virtual OpenStack da EVEO. Quem contrata esse serviço tem por padrão de funcionamento um Load Balance integrado e sem nenhum tipo de custo adicional, que faz a distribuição de carga em um ambiente multiservidor.

Além disso, a solução permite que seja feita a otimização de softwares específicos. Assim, quem quiser criar uma instância para ser um Load Balance — ou seja, um software que instala um servidor e o configura para que ele seja um Load Balance também — consegue fazer isso com muita facilidade dentro do OpenStack.

O Load Balance é uma tecnologia que tem o propósito de garantir o perfeito funcionamento de um ambiente ou aplicação de forma que qualquer interferência, como queda do servidor ou o aumento da carga de serviço, seja imperceptível para o usuário.

Quer saber mais sobre essa tecnologia? Então, entre em contato com a EVEO e conheça as soluções que temos disponíveis para a sua empresa!