Schlagwortarchiv für: Load Balancing

Service-Mesh: Das Geheimnis skalierbarer Microservices

Lesedauer ‘Service-Mesh: Das Geheimnis skalierbarer Microservices’ 6 Minuten

Durch den andauernden Trend hin zu cloudbasierten Anwendungen hat sich das Umfeld der sog. Microservices deutlich weiterentwickelt. Diese autarken, modularen Services spielen eine entscheidende Rolle bei der Konzeption effektiver Cloud-Lösungen. Um ihr volles Potenzial zu entfalten, erfordern sie jedoch eine durchdachte Kommunikationsinfrastruktur.

Hier setzt die Service-Mesh-Technologie an. In diesem Artikel gehen wir detailliert auf die Funktionsweise und die vielseitigen Vorzüge dieser Technologie ein. In den nachfolgenden Abschnitten finden Sie Antworten auf Fragen wie ‘Was genau ist ein Service-Mesh?’, ‘Wie funktionieren diese Lösungen?’ sowie ‘In welchen Einsatzszenarien lohnt sich die Investition in eine Service-Mesh-Infrastruktur besonders?’

Microservices: Flexibilität hat einen Preis

Cloud-Computing hat sich als wesentlicher Faktor in der Geschäftswelt etabliert. Aktuelle Prognosen bestätigen, dass der Markt bis 2025 ein Volumen von 832,1 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Zudem nutzen laut aktuellen Statistiken 94% der internationalen Firmen bereits Cloud-Services.

Im Zentrum dieser Entwicklung stehen Cloud-native Anwendungen, welche speziell für die Bedürfnisse sowie Anforderungen von Cloud-Infrastrukturen entworfen wurden (mehr zu unterschiedlichen Cloud-Migrationsstrategien hier). Deren Attribute sind hohe Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit, weshalb sie sich ideal für die dynamischen Bedingungen des Geschäftslebens eignen.

Microservices sind in diesem Zusammenhang ein Schlüsselelement. Sie gewähren die Aufteilung komplexer Anwendungen in kleinere, voneinander unabhängige Module. Diese Modularität steigert die Agilität und Anpassungsfähigkeit in der Softwareentwicklung und bietet so die Möglichkeit einer zeitnahen Entwicklung ‘on demand’.

Trotz der zahlreichen Vorteile bringt die Verwendung von Microservices auch Schwierigkeiten mit sich – insbesondere in den Bereichen Sicherheit, Netzwerkmanagement und Skalierbarkeit. Zur Bewältigung dieser Anforderungen kommt Service-Mesh-Technologie zum Einsatz.

Service-Mesh: Ein Definitionsversuch

Hierbei handelt es sich um eine dedizierte Infrastrukturschicht, welche speziell für die Bedienung der Kommunikation zwischen Microservices innerhalb einer Cloud-native-Architektur entworfen wurde. Diese Schicht agiert transparent auf der Anwendungsebene, dem sog. Layer 7 des OSI-Modells. Sie fungiert als Mittler, welcher die Interaktionen zwischen unterschiedlichen Microservices in einer Applikation effektiv steuert und verbessert.

Die Stärke von Service-Mesh-Lösungen liegt in der Vereinfachung und Absicherung komplexer Netzwerkkommunikation. Hierfür kommen eine Reihe von Funktionalitäten und Services zum Einsatz, welche für Arbeiten wie Routing, Überwachung und Sicherheit in Microservices-Architekturen gedacht sind.

Durch die Integration einer Service-Mesh-Lösung schöpfen Entwicklerteams die Vorteile von Microservices ganz aus, ohne sich um die Komplexität der Kommunikation zwischen den einzelnen Modulen zu sorgen. Zusätzlich ist so besseres Monitoring, optimierte Sicherheit sowie effizientere Fehlerbehandlung in laufenden Anwendungen gewährleistet!

Service-Mesh: Aufbau und Funktionen

Ein Service-Mesh besteht in der Regel aus zwei Hauptelementen: Den Sidecar-Proxies und der Control-Plane. Zusammen bilden diese Komponenten ein leistungsfähiges Netzwerkmanagementsystem für Microservices.

Sidecar-Proxies

In Service-Mesh-Systemen wird jeglicher Microservice durch einen sog. Sidecar-Proxy erweitert. Diese Proxies dienen als dedizierte Netzwerkagenten, welche sämtliche ein- und ausgehenden Netzwerkanfragen abfangen, welche für relevante Netzwerkfunktionen wie Routing, Load Balancing, Circuit Breaking, die Durchsetzung von Sicherheitsrichtlinien, Authentifizierung und Autorisierung sowie für das Sammeln von Telemetriedaten verantwortlich zeichnen. Die Verwendung von Sidecar-Proxies ermöglicht granulare Kontrolle über die Interaktion zwischen Diensten und kümmert sich um die konsistente Einführung von Netzwerkrichtlinien.

Control-Plane

Die Control-Plane ist das administrative Kernstück des Service-Mesh-Systems. Sie reguliert die wesentliche Steuerung und Koordination und liefert die notwendige Infrastruktur zur Konfiguration, Verwaltung und Kontrolle der Sidecar-Proxies. Die Control-Plane macht es möglich, globale Vorschriften zu definieren und diese dann auf alle Proxies im Netzwerk anzuwenden. Darüber hinaus ist sie zuständig für die Aggregation und Analyse der, von den Proxies gesammelten, Telemetriedaten. Auf diese Weise sorgt sie für Einblicke in die Leistung und Gesundheit des Gesamtsystems. Mit Dashboards sowie APIs bietet die Control-Plane hierfür eine Bedienoberfläche für Administratoren und Entwickler.

Durch die Kombination dieser beiden Bestandteile bildet ein Service-Mesh eine leistungsstarke, transparente Ebene, welche die Netzwerkkommunikation zwischen Microservices in cloudbasierten Applikationen steuert. Das reduziert die Komplexität, die im Regelfall mit der Administration von Netzwerkkommunikation sowie Sicherheitsaspekten in einer verteilten Microservices-Architektur gepaart ist.

Kernfunktionalitäten eines Service-Mesh

Service-Mesh-Lösungen eröffnen eine Reihe von Funktionen, welche für die Administration moderner, auf Microservices aufbauender Anwendungsarchitekturen von entscheidender Bedeutung sind. Dazu zählen:

Service Discovery: Ein Service-Mesh gewährleistet die automatische Erkennung und Anmeldung von Service-Endpunkten im Netzwerk. Dies gewährleistet, dass Microservices sich wechselseitig effizient erkennen und miteinander kommunizieren. Dies ist für dynamische Cloud-Umgebungen von entscheidender Bedeutung.

Load Balancing: Auf Basis verschiedener Algorithmen (Round-Robin, Least Connections u.w.) verteilt ein Service-Mesh durch intelligentes Load Balancing Anfragen ausgeglichen über unterschiedliche Serviceinstanzen. Das trägt zur Optimierung der Ressourcennutzung bei und verbessert die Verfügbarkeit und Skalierbarkeit der Services.

Traffic Management: Funktionen wie Traffic Splitting, Request Mirroring und Canary Deployments gestatten die präzise Steuerung des Datenverkehrs. Durch strukturierte Evaluierung begünstigt der Einsatz dieser Techniken die Einführung neuer Programm-Features und Versionen. Auf diese Weise minimiert Traffic Management die Gefahren von Änderungen innerhalb des Systems.

Sicherheit: Durch die Einführung von Sicherheitsfunktionen (z.B. mTLS) sorgt ein Service-Mesh für sichere Kommunikation zwischen den einzelnen Services.

Monitoring und Observability: Ein Service-Mesh liefert umfassende Überwachungs- und Kontrollfunktionen. Diese gewähren Einblick in Gesundheit, Leistung und Handlungsweise der eingesetzten Services und sind essenziell für die Leistungsoptimierung und Fehlerbehebung.

Zuverlässigkeit: Durch die Einführung von Fehlertoleranzmechanismen (Circuit Breaking, Timeouts etc.) erhöht ein Service-Mesh die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems. Dies hilft, die Auswirkungen von Ausfällen einzelner Dienste zu minimieren.

Ein praktisches Beispiel für die Nutzung eines Service-Mesh ist ein Online-Händler, welcher eine Microservice-Architektur verwendet. Hier sorgt die Lösung für effizientes Load Balancing, gesteigerte Sicherheit durch mTLS, verbessertes Monitoring sowie eine kontinuierliche Unterstützung marktorientierter Optimierung durch Canary Deployments und leistungsfähiges API-Management.

Top-Vorteile für Ihre Cloud-Infrastruktur

Die Implementierung dieser Lösung in Ihrer IT-Landschaft bietet zahlreiche Vorteile, die weit über die Kernfunktionalitäten hinausgehen:

    • Gesteigerte Transparenz und Sichtbarkeit der Netzwerkinteraktionen für vorteilhaftere Steuerung eingesetzter Microservices
    • Bessere Systemresilienz durch Fehlerbehandlungsmechanismen
    • Hohe Sicherheit und optimaler Schutz bei der Datenübertragung
    • Reduzierter administrativer Aufwand durch Zentralisierung von Netzwerkfunktionen
    • Einheitliche Richtlinienanwendung über alle Microservices hinweg
    • Gesteigerte Wandlungsfähigkeit und Skalierbarkeit für dynamische Anpassungen
    • Optimale Fehlerbehebung durch ausführliches Monitoring
    • Nahtlose Integration in bestehende Systeme und Cloud-Umgebungen
    • Zentrales Management für Netzwerkkommunikation und Sicherheitspolitik

Fazit: Service-Mesh – Ein Muss für jede Cloud-Infrastruktur

Wie Sie sehen, ist ein Service-Mesh unverzichtbarer Bestandteil in aktuellen Cloud-Infrastrukturen. Es bietet effektive Möglichkeiten für die Herausforderungen bei der Skalierung sowie Administration von Microservices und fördert dadurch eine stabilere, sicherere und agilere Cloud-Umgebung. IT-Entscheidungsträger und Entwickler aollten sich des Potenzials der Lösung bewusst werden und über eine Integration in die bestehende Systemarchitektur nachdenken. Erklärtes Ziel ist, die Vorzüge einer effizienten Cloud-Umgebung komplett auszunutzen.

Erwägen Sie, ob Service-Mesh zu Ihren Bedürfnissen passt oder wollen Sie mehr hierüber erfahre1n? Schreiben Sie uns noch heute. Wir stehen Ihnen mit unserem Knowhow und unserer Fachkompetenz zur Seite.

Bei allen Fragen rund um die Themen Service-Mesh und Microservices sprechen Sie uns gerne an

 

 

Weiterführende Infos: Cloud-Lösungen vom Marktführer Microsoft | Sicher in der Wolke mit Azure Security | Digitalisierung mit ezSolutions

 

Foto © Adobe Stock

 

/von

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

 

  Foto © David Dibert @ Pexels

 

/von