Le Load Balancing, ou l’équilibrage de charge, est une technique qui permet de distribuer les connexions des clients entre plusieurs serveurs. Cette méthode est très utile pour garantir la disponibilité et la scalabilité des applications en redirigeant le trafic vers différents serveurs disponibles.
Qu’est-ce qu’un Load Balancer ?
Un Load Balancer peut être une solution logicielle ou matérielle, installée sur un appareil, qui répartit les connexions des clients entre une série de serveurs. Il agit comme un “Reverse-Proxy”, représentant les serveurs d’application pour le client via une adresse IP virtuelle (VIP). Cette technologie est connue sous le nom de Server Load Balancing (SLB) et est conçue pour les pools de serveurs d’application dans un seul emplacement ou un réseau local (LAN).
Image: Load Balancer (Crédit: Fournisseur)
Les Load Balancers sont utilisés pour garantir la disponibilité et la scalabilité de l’application. Ils permettent de faire évoluer l’application au-delà de la capacité d’un seul serveur. Le Load Balancer dirige le trafic vers un pool de serveurs disponibles en utilisant différents algorithmes d’équilibrage de charge. Si plus de ressources sont nécessaires, des serveurs supplémentaires peuvent être ajoutés.
Les Load Balancers vérifient l’état de l’application sur le serveur pour déterminer sa disponibilité. Si la vérification échoue, le Load Balancer retire cette instance de l’application de son pool de serveurs disponibles. Lorsque l’application est à nouveau en ligne, la vérification de l’état confirme sa disponibilité et le serveur est réintégré dans le pool de disponibilité.
Puisque le Load Balancer se situe entre le client et le serveur d’application et gère la connexion, il a la possibilité d’exécuter d’autres fonctionnalités. Le Load Balancer peut effectuer la commutation de contenu, offrir une sécurité basée sur le contenu telle que les pare-feux d’applications Web (WAF) et des améliorations d’authentification telles que l’authentification à deux facteurs (2FA).
Quelles sont les fonctionnalités prises en charge par un Load Balancer ?
Le Load Balancer vise à garantir la disponibilité, la scalabilité et la sécurité de l’application. En tant que Reverse-Proxy, le Load Balancer agit comme une soupape multifonctionnelle pour diriger et contrôler le trafic entre les clients et les serveurs.
Les fonctionnalités du Load Balancer incluent :
- Détection automatique des pannes de serveur et redirection du trafic client
- Permet la maintenance des serveurs sans aucune interruption
- Récupération d’urgence automatisée pour les sites de sauvegarde
- Ajout et suppression de serveurs d’application sans interruption
- Surveillance et blocage des contenus malveillants
Comment fonctionne un Load Balancer ?
Un Load Balancer est un Reverse Proxy. Il présente au client une adresse IP virtuelle (VIP) qui représente l’application. Le client se connecte à la VIP et le Load Balancer, à l’aide de ses algorithmes, décide s’il doit rediriger la connexion vers une instance d’application spécifique sur un serveur. Le Load Balancer gère et surveille la connexion pendant toute sa durée.
Pensez à un agent sportif qui négocie un nouveau contrat pour un athlète de haut niveau. L’agent reçoit la demande de l’athlète et la transmet à une équipe intéressée spécifique. L’équipe répond avec des informations (une offre) que l’agent transmet ensuite au client. Cela continue jusqu’à ce qu’une solution soit trouvée.
C’est essentiellement la fonction principale du Load Balancer, le Server Load Balancing (SLB). Selon son rôle dans la conversation, l’agent peut fournir des fonctionnalités supplémentaires. Il peut décider d’autoriser ou de refuser certaines informations (sécurité). Il peut s’assurer que la personne avec qui il parle est réellement l’athlète concerné (authentification). Si la ligue sportive actuelle ne fonctionne pas, l’agent peut rediriger les conversations vers une autre ligue en fonction de la disponibilité ou de l’emplacement (GSLB).
Quels sont les types de Load Balancers disponibles ?
Pour comprendre les types de Load Balancers, il est important de comprendre leur évolution.
Load Balancers pour les serveurs réseau
Les Load Balancers sont apparus au milieu des années 1990 pour faire face à l’augmentation du trafic sur Internet. Ils offraient des fonctionnalités de base pour regrouper les ressources des serveurs afin de répondre à cette demande. Le Load Balancer gérait les connexions en se basant sur l’en-tête du paquet. Plus précisément, il prenait en compte le tuple à 5 éléments : l’adresse IP source, l’adresse IP de destination, le port source, le port de destination et le protocole IP. C’est ainsi que sont nés les Load Balancers pour les serveurs réseau, ou équilibrage de charge de niveau 4.
Load Balancers pour les applications
Avec le développement technologique, les Load Balancers se sont perfectionnés. Ils sont devenus plus avancés et ont commencé à offrir des fonctionnalités spécifiques aux contenus et des systèmes de commutation de contenu. Les Load Balancers pour les applications prenaient en compte des éléments tels que l’URL, l’en-tête HTTP et d’autres informations pour prendre des décisions de répartition de charge. Ce sont les Load Balancers d’application, ou équilibrage de charge de niveau 7.
Global Server Load Balancing
Le Global Server Load Balancing (GSLB) est une autre technologie, différente de l’équilibrage de charge traditionnel de niveau 4 à 7. Le GSLB est basé sur le DNS et agit en tant que proxy DNS, fournissant des réponses en temps réel basées sur les algorithmes de répartition de charge. La meilleure façon de comprendre le GSLB est de le considérer comme une technologie DNS dynamique qui gère et surveille plusieurs sites via des configurations et des vérifications d’état. La plupart des solutions d’équilibrage de charge proposent désormais le GSLB en tant que fonctionnalité intégrée.
Hardware vs. Software vs. Load Balancing virtuel
Les Load Balancers ont été initialement conçus comme des solutions matérielles. Le matériel offre une application simple qui fournit des fonctionnalités axées sur les performances. Les Load Balancers basés sur le matériel sont conçus pour être installés dans les centres de données. Ce sont des solutions clés en main qui n’ont pas besoin des dépendances requises par les solutions logicielles, comme les hyperviseurs et le matériel COTS.
Avec l’évolution des technologies réseau, les technologies logicielles, définies par logiciel, de virtualisation et de cloud ont gagné en importance. Les solutions d’équilibrage de charge logicielles offrent plus de flexibilité et la possibilité de s’intégrer aux solutions d’orchestration de virtualisation. Certaines environnements, tels que le cloud, nécessitent des solutions logicielles. Les environnements logiciels utilisent souvent des processus DevOps et/ou CI/CD. Les Load Balancers logiciels sont mieux adaptés à ces environnements en raison de leur flexibilité et de leur intégration.
Elastic Load Balancer
Les solutions Elastic Load Balancer (ELB) sont beaucoup plus avancées et offrent une capacité évolutive basée sur les besoins de trafic spécifiques. L’équilibrage de charge élastique ajuste le trafic vers une application lorsque les besoins changent au fil du temps. De plus, les instances de Load Balancing sont mises à l’échelle automatiquement en fonction des besoins. L’algorithme d’équilibrage de charge élastique utilise le routage des requêtes pour distribuer le trafic applicatif entrant sur plusieurs instances ou les mettre à l’échelle en fonction des besoins, ce qui améliore la tolérance aux pannes de vos applications.
Quels sont les algorithmes d’équilibrage de charge ?
Les algorithmes d’équilibrage de charge sont des formules qui déterminent vers quel serveur doivent être envoyées les connexions des clients. Les algorithmes peuvent être très simples, comme le Round-Robin, ou plus avancés, tels que ceux basés sur des agents ou adaptatifs. Dans tous les cas, le but de l’algorithme est de diriger la connexion client vers le serveur d’application le mieux adapté.
L’algorithme le plus souvent recommandé est le Least Connection. Cet algorithme est conçu pour envoyer la connexion vers le serveur offrant les meilleures performances, en fonction du nombre de connexions qu’il gère actuellement. L’algorithme “Least Connections” prend en compte la longueur de chaque connexion en considérant uniquement les connexions actives sur le serveur.
Voici quelques exemples d’algorithmes d’équilibrage de charge :
- Least Connection
- Round Robin
- Weighted Round Robin
- Weighted Least Connection
- Agent-Based Adaptive Load Balancing
- Fixed Weight Chained Failover
- Weighted Response Time
- Source IP Hash
- Software Defined Networking (SDN) Adaptive
Qu’est-ce qu’un Load Balancer Kemp ?
Le LoadMaster Load Balancer de Kemp a été conçu pour optimiser l’équilibrage de charge. LoadMaster est une solution logicielle également disponible en tant qu’appliance matérielle. Kemp se concentre sur les technologies-clés de l’équilibrage de charge afin de garantir un processus de configuration et de gestion simplifié. Cet accent permet de réaliser des économies significatives sur le coût total de possession (TCO) sur toute la durée de vie de la technologie.
Kemp propose une assistance de premier ordre grâce à une organisation étendue d’experts disponibles 24 heures sur 24 pour les clients. Kemp a constitué une équipe d’experts en équilibrage de charge et en réseau au fil des années et est devenu l’une des principales entreprises technologiques avec plus de 100 000 installations réparties dans 138 pays.
Pourquoi choisir le Load Balancer Kemp ?
Kemp LoadMaster est le principal équilibrage de charge sur le marché d’aujourd’hui. Des équilibreurs de charge abordables sont disponibles en tant qu’équilibreurs de charge virtuels ou matériels.
Kemp LoadMaster est certifié par les principaux fournisseurs, notamment Microsoft, Cisco, Dell, VMware, SAP et Citrix.
Kemp propose des solutions d’équilibrage de charge pour différents domaines, tels que l’email d’entreprise, les communications unifiées, les outils de collaboration, les applications ERP/CRM et autres applications de flux de travail, les contenus web, les systèmes de commerce électronique et les applications d’approvisionnement en libre-service.
