مفاهيم أساسية في تثبيت وتكوين Load balancer

في هذا الموضوع سنشرح المفاهيم الأساسية في تثبيت وتكوين الـ Load balancer…

تعتبر تقنية Load Balancer أساسية في عالم تقنية المعلومات، حيث يتم استخدامها لتوفير خدمات الويب بطريقة سلسة وفعالة. تعتمد هذه التقنية على توزيع حمولة العمل بين عدة خوادم ويب، مما يساعد على تحسين الأداء وتحسين تجربة المستخدم.

في هذا الموضوع، سنتحدث عن المفاهيم الأساسية لتثبيت وتكوين Load Balancer. إذا كنت تريد تعلم كيفية تثبيت وتكوين Load Balancer، فستعتبر هذا الموضوع بمثابة دليلك الشامل.

ما هو الـ Load balancer ؟

يعتبر Load Balancer أحد أهم الحلول التقنية التي تساعد على تحسين أداء الخوادم وتوزيع حمولة العمل بينها. ويعتبر الـ Load Balancer جهازًا أو برنامجًا يتم وضعه أمام مجموعة من الخوادم لتحويل حركة المرور الواردة من العملاء بين هذه الخوادم بطريقة متوازنة وفعالة.

عندما يصل طلب من عميل إلى الخادم الرئيسي، يقوم الـ Load Balancer بتوزيع الحمولة على المخدّمات الفرعية بطريقة متوازنة، وذلك بحسب عدد الطلبات أو الحمولة الحالية على كل خادم. وتتيح هذه التقنية تحسين أداء الخادم وتقليل الزمن اللازم لتلبية الطلبات، كما تزيد من الاستجابة والتوفرية للمستخدمين.

وتعتمد تقنية Load Balancer على عدة أنواع من الأجهزة والبرامج، مثل الـ Hardware Load Balancer والـ Software Load Balancer والـ Application Delivery Controller (ADC). وتختلف هذه الأنواع في الأداء والتكلفة والمرونة وغيرها من العوامل، ويمكن اختيار النوع المناسب حسب احتياجات الموقع أو التطبيق على الويب.

مفاهيم أساسية في تثبيت وتكوين Load balancer

هنالك الكثير من المفاهيم الأساسية التي يجب عليك معرفتها وفهمها في تثبيت وتكوين Load balancer، ومن أهم هذه المفاهيم:

الجدولة (Scheduling):

تعتمد تقنية Load Balancer على الجدولة (Scheduling) لتحديد كيفية توزيع حركة المرور بين الخوادم الفرعية. وتشير الجدولة إلى الخوارزمية التي يستخدمها Load Balancer لتوزيع حمولة العمل بين الخوادم الفرعية بطريقة متوازنة وفعالة.

وتتضمن الجدولة (Scheduling) عدة خوارزميات، أهمها:

Round Robin:

يعد الـ Round Robin أحد أبسط خوارزميات الجدولة (Scheduling) التي يستخدمها Load Balancer لتوزيع حركة المرور بين الخوادم الفرعية. وتتمثل فكرة هذه الخوارزمية في توزيع الحمولة بين الخوادم بشكل متساوٍ، حيث يتم تحويل الطلبات بالتناوب إلى كل خادم في ترتيب محدد.

في هذه الخوارزمية، يتم تحديد قائمة بالخوادم الفرعية المتاحة، ويتم تعيين ترتيب لهذه القائمة. ثم يتم توجيه الطلب الأول إلى الخادم بالترتيب الأول، والطلب الثاني إلى الخادم بالترتيب الثاني، وهكذا. وعندما يصل الترتيب إلى آخر خادم في القائمة، يتم العودة إلى الخادم الأول وتكرار العملية.

وتعد هذه الخوارزمية بسيطة وفعالة، وتتميز بعدة مزايا، مثل:

• سهولة التنفيذ والإدارة.
• توزيع الحمولة بين الخوادم بشكل متوازن وعادل.
• عدم الحاجة إلى معرفة حالة الخوادم الفرعية.

ومع ذلك، فإن هذه الخوارزمية لا تأخذ في الاعتبار الحمل الحالي على كل خادم، مما قد يؤدي إلى توزيع الحمولة بشكل غير متوازن، خاصة إذا كانت الخوادم الفرعية تختلف في القدرة والموارد المتاحة.

Least Connections:

تعتمد خوارزمية Least Connections على عدد الاتصالات الحالية المفتوحة لكل خادم لتحديد كيفية توزيع حركة المرور بين الخوادم الفرعية. فعندما يصل طلب من العميل، يقوم Load Balancer بتحديد الخادم الذي يتمتع بأقل عدد من الاتصالات الحالية المفتوحة، ويتم توجيه الطلب إلى هذا الخادم.

وتعتبر هذه الخوارزمية فعالة لتوزيع الحمولة بشكل متوازن على الخوادم الفرعية، حيث يتم توزيع الحمولة على الخادم الذي لديه أقل عدد من الاتصالات الحالية، وبذلك يتم تحقيق توازن أفضل بين الخوادم.

ويعد استخدام خوارزمية Least Connections مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب توزيع الحمولة بين خوادم متوازنة بطريقة دقيقة، مثل التطبيقات التي تتطلب معالجة البيانات أو الحسابات الثقيلة.

ومع ذلك، فإن هذه الخوارزمية تتطلب مراقبة مستمرة للخوادم الفرعية وعدد الاتصالات المفتوحة عليها، حيث يجب تحديث القائمة بشكل دوري لتحديد الخوادم التي تمتلك أقل عدد من الاتصالات الحالية. كما يتطلب استخدام هذه الخوارزمية معرفة دقيقة بقدرة الخوادم ومواردها المتاحة، حيث يجب توزيع الحمولة بحيث لا تتجاوز قدرة الخادم على معالجتها.

IP Hash:

تعتمد خوارزمية IP Hash على عنوان IP للعميل لتحديد كيفية توزيع حركة المرور بين الخوادم الفرعية. ويتم تعيين قيمة محسوبة على عنوان IP للعميل، ويتم استخدام هذه القيمة لتوجيه الطلبات إلى الخادم الذي يتوافق مع هذه القيمة.

وتتميز هذه الخوارزمية بالسرعة والدقة في توزيع الحمولة بين الخوادم الفرعية، حيث يتم توجيه الطلبات إلى الخادم الذي يتوافق مع عنوان IP للعميل. ويتم تحقيق توازن أفضل بين الخوادم، حيث يتم توزيع الحمولة بنفس النسبة على الخوادم التي تتوافق مع القيمة المحسوبة على عنوان IP للعميل.

ويعد استخدام خوارزمية IP Hash مفيدًا في التطبيقات التي تتطلب توزيع الحمولة بين الخوادم بطريقة دقيقة، مثل التطبيقات التي تتطلب معالجة البيانات أو الحسابات الثقيلة. ويمكن استخدام هذه الخوارزمية في العديد من التطبيقات، مثل الألعاب على الإنترنت والتطبيقات المصرفية والتجارية.

ومع ذلك، فإن هذه الخوارزمية تتطلب استخدام Load Balancer يدعمها، حيث يتعين على الـ Load Balancer حساب القيمة المحسوبة على عنوان IP للعميل وتوجيه الطلبات إلى الخادم الصحيح. كما يجب الانتباه إلى أن هذه الخوارزمية قد لا تكون مناسبة لتوزيع الحمولة في بعض الحالات، مثل عندما يكون عدد العملاء قليلًا أو عندما يتم توزيع الحمولة على خوادم في مناطق جغرافية مختلفة.

وتوفر بعض الـ Load Balancers أيضاً خوارزميات جدولة أخرى، مثل الـ Weighted Round Robin والـ Fastest Response Time وغيرها، ويمكن اختيار الخوارزمية المناسبة حسب احتياجات الموقع أو التطبيق على الويب.

المبني للمجهول (Active passive):

يعتمد المبني للمجهول (Active-Passive) في الـ load balancer على وجود خادمين أو أكثر، ولكن يتم استخدام خادم واحد فقط في كل مرة، فيما يتم إبقاء الخوادم الأخرى في وضع الاستعداد (Passive) حتى يحدث انقطاع في الخادم النشط (Active)، وعندئذ يتم تفعيل أحد الخوادم الأخرى ليصبح النشط.

ويتم الاعتماد في هذه الحالة على الـ Load Balancer لتحديد الخادم النشط وتوزيع حركة المرور عليه، وفي حالة حدوث عطل ما في الخادم النشط، يتم تحويل الحركة إلى الخادم الاحتياطي الذي يتم تفعيله فوراً.

ويعتبر هذا النهج مفيدًا للتطبيقات التي تتطلب عالية الاستجابة والتوفريه، حيث يتم ضمان وجود خادم نشط في كل الأوقات، ويتم تجنب أي انقطاع أو انخفاض في الخدمة. ويمكن أن يتم استخدام هذا النهج في التطبيقات الحساسة للوقت مثل التجارة الإلكترونية والخدمات المصرفية وغيرها.

ومع ذلك، يتطلب استخدام هذه الطريقة تكاليف إضافية للتكوين والصيانة، حيث يجب إعداد الخوادم الاحتياطية وتحديثها بشكل دوري، وكذلك يجب إجراء اختبارات الاستجابة والتوفريه بشكل دوري للخوادم النشطة والاحتياطية.

نشط نشط (Active active):

في الـ load balancer، يعتمد النهج النشط نشط (Active-Active) على وجود عدة خوادم تعمل كلها في نفس الوقت لتوزيع الحركة المرورية. حيث يتم توزيع الحمولة بين الخوادم المتاحة بحيث يتم استخدام كل خادم بحيث يعمل بأقصى طاقته.

ويتم استخدام الـ Load Balancer في هذه الحالة لتوجيه حركة المرور إلى الخوادم المتاحة، ويتم توزيع الحمولة بالتساوي على جميع الخوادم المتاحة. ويتم تحقيق أعلى مستويات التوفرية والاستجابة في هذا النهج، حيث يتم ضمان وجود عدة خوادم نشطة في نفس الوقت، ويتم تجنب أي انقطاع أو انخفاض في الخدمة.

ويمكن أن يتم استخدام هذا النهج في التطبيقات التي تتطلب توفرًا عاليًا وسرعة استجابة، مثل التطبيقات الحساسة للوقت مثل التجارة الإلكترونية والخدمات المصرفية وغيرها.

ومع ذلك، يتطلب استخدام هذا النهج تكوينًا عاليًا ومعقدًا، حيث يجب تحديد كيفية توزيع الحمولة على الخوادم المتاحة بحيث يتم استخدام كل خادم بأقصى طاقته. كما يتطلب هذا النهج التحكم في البيانات المخزنة على جميع الخوادم المتاحة، حيث يجب التأكد من تحديث البيانات بشكل متزامن بين جميع الخوادم المتاحة.

عناوين IP الافتراضية (Virtual IPs):

تعتبر عناوين IP الافتراضية أو الـ Virtual IPs أحد مفاهيم الـ Load Balancer الشائعة، وهي عبارة عن عناوين IP تستخدم كمدخل واحد لخوادم متعددة وتعمل على توزيع حركة المرور على هذه الخوادم.

وتعمل عناوين IP الافتراضية بحيث تتلقى الطلبات من العملاء وتقوم بتوزيعها على الخوادم الفعلية التي تعمل خلفها. وتساعد هذه العناوين في توفير مستوى عالٍ من الاستجابة والتوفرية عند استخدام عدة خوادم، حيث يتم توزيع الحمولة على الخوادم المتاحة ويتم تجنب التحميل الزائد على أي خادم.

ويعتبر استخدام عناوين IP الافتراضية مفيدًا في التطبيقات التي تتطلب توفرًا عاليًا واستجابة سريعة، مثل التطبيقات الحساسة للوقت مثل التجارة الإلكترونية والخدمات المصرفية وغيرها.

وتتوفر عناوين IP الافتراضية على الـ Load Balancer، ويمكن تكوينها بحيث يتم تعيين عنوان IP واحد للـ Load Balancer، ويتم توزيع حركة المرور على الخوادم الفعلية التي تعمل خلف هذا العنوان. كما يمكن أيضًا توزيع حركة المرور بين عدة عناوين IP الافتراضية لتحقيق توازن أفضل بين الخوادم.

ومع ذلك، يجب الانتباه إلى أن استخدام عناوين IP الافتراضية يتطلب تكوينًا عاليًا ومعقدًا، حيث يتعين تحديد كيفية توزيع الحمولة بين الخوادم المتاحة وضبط الإعدادات بحيث تتم موازنة الحمولة بشكل صحيح.

هذا والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته…

( لا تنسا مشاركة الموضوع ليستفيد غيرك )