Load Balancing – Netzwerklasten intelligent verteilen

Lesedauer ‘Load Balancing – Netzwerklasten intelligent verteilen’ 4 Minuten

Immer mehr Unternehmen setzen heutzutage auf webbasierte Dienste sowie E-Commerce-Angebote, um mit dem Wettbewerb Schritt zu halten, ihre Geschäftstätigkeiten effektiver zu gestalten und konkrete Prozesse zu optimieren. Allerdings führt der zunehmende Netzwerkverkehr zu einer höheren Beanspruchung der IT-Infrastruktur und damit zu möglichen Engpässen, Behinderungen oder Dienstunterbrechungen. Um sicherzustellen, dass Web-Anwendungen und -Dienste auch bei unplanmäßigen Lastspitzen eine hohe Nutzbarkeit und gute Performance bieten, ist der Gebrauch von Load Balancing unerlässlich. Doch was ist ‘Load Balancing’ eigentlich? Wie funktioniert es und warum ist der Einsatz leistungseffektiver Load Balancer für moderne Firmen unerlässlich? Der folgende Artikel liefert Antworten auf diese Fragen und bietet Ihnen einen Überlick zum Thema.

Die Geschäftswelt ändert sich heutzutage schneller als jemals zuvor. Fortschrittliche digitale Technologien bieten Firmen nahezu unerschöpflichen Zugang zu einer Fülle erstklassiger Informationsquellen und Ressourcen, welche zur effizienteren Strukturierung von Interaktionen, Kommunikationsprozessen sowie Geschäftstätigkeiten gebraucht werden können. Insbesondere der zunehmende Gebrauch webbasierter Services und E-Commerce-Angebote zeigt diese Entwicklung auf.

Aktuelle Experten-Einschätzungen gehen davon aus, dass der E-Commerce-Markt zwischen 2022 und 2027 mit einer durchschnittlichen jährlichen Rate von 27,15 % wachsen wird. In diesem Zeitraum wird die Marktgröße vermutlich um 12.951,56 Milliarden USD steigen.

Mit dieser Entwicklung wachsen aber auch die Ansprüche der Benutzer bezüglich der Nutzbarkeit sowie Performance von Web-Anwendungen und -Diensten. Das wiederum steigert die Netzwerklasten und damit die Gefahr von Überlastungen, Behinderungen oder gar vollständiger Unterbrechung. Eine Möglichkeit, dem entgegenzuwirken, ist die Anschaffung teurer bzw. leistungsstärkerer Server-Technologie. Es existiert jedoch eine ebenso effiziente wie kostengünstige Alternative – Load Balancing.

Was versteht man unter Load Balancing?

Load Balancing, auch Lastenausgleich genannt, ist ein Verfahren zur Zuordnung von Netzwerkverkehr oder Arbeitslasten auf mehrere Hardware-Ressourcen wie Computer, Server oder auch Netzwerkgeräte. Hierbei geht es primär darum, Überlastungen und Verluste einzelner Ressourcen zu vermeiden sowie zeitgleich die Gesamtleistung, Effizienz und Kapazität der existierenden IT-Infrastruktur zu verbessern.

Load Balancing kann auf unterschiedlichen Ebenen ausgeführt werden: Der Netzwerk-, der Anwendungs- und der Server-Ebene.

Auf der Netzwerkebene wird der Netzwerkverkehr auf verschiedene Netzwerkgeräte wie Router oder Switches verteilt.

Auf der Anwendungsebene werden Anfragen an verschiedene Server geleitet, aufbauend auf der Art der Anfrage oder auch anderweitigen Kriterien.

Auf der Server-Ebene werden Anfragen auf unterschiedliche Prozesse oder Threads aufgeteilt, die auf einem Server ausgeführt werden.

Die Funktionsweise von Load Balancing

Um die Netzwerklast bestmöglich zu verteilen und eine leistungsfähige Nutzung der verfügbaren IT-Ressourcen zu garantieren, werden Load Balancer in Kombination mit unterschiedlichen Algorithmen – welche auf dem Domain Name System (DNS) basieren – genutzt.

Load Balancer sind als Hardware- und Software-Lösungen verfügbar. Sie teilen den eingehenden Netzwerkverkehr auf unterschiedliche IT-Ressourcen wie Server, Router sowie Firewalls auf, um so die perfekte Auslastungsverteilung zu erreichen und gleichzeitig die Verfügbarkeit der Anwendung zu verbessern.

Die Funktionsweise eines Load Balancers umfasst dabei meist folgende Schritte:

1. Der Load Balancer empfängt die Anfrage eines Clients.
2. Der Load Balancer entscheidet aufgrund von Algorithmen, welcher Server die Anfrage bearbeiten soll.
3. Der Load Balancer leitet die Anfrage an den gewählten Server weiter.
4. Der Server überarbeitet die Anfrage und sendet die Antwort an den Load Balancer zurück.
5. Der Load Balancer schickt die Rückmeldung an den Client.

Dieser Prozess wird für sämtliche Anfragen wiederholt. Fällt einer der zugeteilen Server aus, erkennt der Load Balancer selbstständig, dass der Server nicht mehr verfügbar ist und leitet die Anfragen an andere Server um.

Welche Load Balancing Verfahren gibt es?

Wie bereits erwähnt gibt es verschiedene Load Balancing-Algorithmen, welche von Load Balancern genutzt werden, um die Belastung auf die unterschiedlichen IT-Ressourcen zu verteilen und eine optimale Performanz der Benutzung zu gewährleisten. Die Wahl des richtigen Algorithmus hängt von verschiedenen Punkten ab, beispielsweise der Art und Weise der Anwendung, der Zahl der Server oder auch der Art des Unternehmensnetzwerks.

Nachfolgend erklären wir einige geläufige Algorithmen und ihre Funktionsweise:

Round-Robin: Bei diesem Algorithmus werden die Nachfragen in einem einheitlichen Kreislauf auf die verfügbaren Server verteilt. Der erste Client wird an den ersten Server geleitet, der zweite an den zweiten Server etc. Wenn alle Server einmalig bedient wurden, startet der Algorithmus wieder von vorn.

Least Connections: Bei dem Algorithmus wird die Anfrage an den Server geleitet, der die geringste Anzahl an aktiven Verbindungen hat. Dies ist nützlich, wenn die Anforderungen an die Betriebsmittel der Server unterschiedlich sind.

IP-Hash: Bei dem Algorithmus wird der Hashwert einer IP-Adresse des Kunden bestimmt und der Load Balancer schickt die Anfrage an den Server weiter, dessen Hashwert am nächsten liegt. Dies garantiert, dass Anfragen von den gleichen Clients immer an den gleichen Server gesendet werden.

Least Response Time: Bei dem Algorithmus wird eine Anfrage an den Server weitergeleitet, welcher die minimalste Antwortzeit hat. Der Load Balancer bemisst die Zeitspanne, welche benötigt wird, um die Anfrage zu verarbeiten und schickt diese an den besten Server weiter.

Random: Bei diesem Algorithmus wird die Anfrage zufällig an einen der verfügbaren Server geschickt. Das kann praktisch sein, wenn die Anfragen gleichmäßig auf die Server aufgeteilt werden sollen.

Weighted Round Robin: Eine Erweiterung des Round-Robin-Algorithmus, bei welcher jeder Server mit einem Gewichtsfaktor ausgestattet wird. Dies garantiert, dass die Last auf die Server angemessen der jeweiligen Kapazität aufgeteilt wird.

Die Vorteile von Load Balancing

Verbesserung der Verfügbarkeit: Load Balancing sorgt dafür, dass Anwendungen und Dienste auch dann betriebsbereit bleiben, wenn ein Server ausfällt. Anfragen werden selbstständig an alternative Server weitergeleitet, was einen störungsfreien Betrieb gewährleistet.

Steigerung der Skalierbarkeit: Load Balancing ermöglicht es, Ressourcen anpassungsfähig und automatisch anzubieten, um Spitzenbelastungen zu bewältigen. Firmen können beweglich auf Änderungen in der Nachfrage reagieren sowie die Anwendungen und auch Dienste schnell justieren.

Verbesserung der Performance: Load Balancing garantiert, dass Anfragen schnell sowie effektiv bearbeitet werden. Die Belastungsverteilung verhindert, dass Server überlastet werden, was zu einer besseren Leistungsfähigkeit der Anwendungen und Dienste leitet.

Optimierung der Netzwerkauslastung: Load Balancing streut die Last auf mehrere Server, was eine Auslastung des Netzwerks verbessert. Anfragen werden schnell und effizient bearbeitet, was zu einer besseren Verwendung der möglichen Ressourcen führt.

Senkung der Kosten: Load Balancing ermöglicht es Firmen, verfügbare IT-Ressourcen besser zu verwenden und Unkosten zu vermeiden. Da Anwendungen und Dienste auf mehrere Server aufgeteilt werden können, müssen Firmen weniger in teure Hardware investieren und können die eigenen Ressourcen besser gebrauchen.

Fazit: Steigern Sie die Performance Ihrer IT-Systeme mit Load Balancing!

Fakt ist: In der heutigen digitalisierten Geschäftswelt, in welcher die Hochverfügbarkeit und Performance von IT-Infrastrukturen, Web-Anwendungen und -Diensten von ausschlaggebender Bedeutung sind, ist Load Balancing eine unverzichtbare Technologie. Sie ermöglicht Firmen die optimale Skalierbarkeit, Nutzbarkeit und Leistung von Web-Anwendungen und -Dienste. Indem sie den ankommenden Netzwerkverkehr intelligent auf die verfügbaren IT-Ressourcen aufteilt wird gewährleistet, dass die IT-Infrastruktur und angeschlossene Systeme stets optimal ausgelastet sind und reaktionsfähig bleiben – auch bei Spitzenlasten oder Server-Ausfällen.

Wollen auch Sie durch den Gebrauch leistungseffektiver Load-Balancing-Lösungen die eigene Netzwerkperformance optimieren und die User Experience optimieren? Oder haben Sie noch Fragen zum Thema? Kontaktieren Sie uns kostenfrei unter unter 0800 4883 338 direkt, wir freuen uns auf Sie!

Weiterführende Informationen

IT-Infrastruktursicherheit | Netzwerkschutz

 

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