O que é balanceamento de carga de servidores globais (GSLB)?

O principal objetivo do balanceamento de carga de servidores globais é melhorar o desempenho, a confiabilidade e a disponibilidade das aplicações. O GSLB garante que as solicitações dos usuários sejam roteadas para o melhor data center possível com base em fatores como carga do servidor, proximidade com o usuário e condições da rede.

O balanceamento de carga global difere do balanceamento de carga padrão, que equilibra o tráfego local e é um requisito padrão para todas as empresas. O balanceamento de carga padrão evita que recursos específicos de back-end sejam sobrecarregados e otimiza o desempenho entre servidores e serviços locais em uma única nuvem ou data center local.

O GSLB fornece balanceamento de carga para balanceadores de carga, normalmente aqueles que operam em grandes empresas distribuídas com enormes pegadas de carbono globais que gerenciam a taxa de transferência de dados de alto volume. Ele evita que balanceadores de carga locais e regionais que operam em ambientes multinuvem (aqueles que orquestram cargas de trabalho entre nuvens e infraestruturas locais) sejam sobrecarregados, otimizando o desempenho em servidores e serviços globais.

O GSLB é uma parte vital da manutenção de alta disponibilidade de aplicação, especialmente para serviços da Web em grande escala e redes empresariais. Ele depende de alguns processos e componentes importantes para funcionar.

O GSLB geralmente depende da manipulação do sistema de nomes de domínio (DNS) para tomar decisões de roteamento inteligentes. Quando um usuário solicita um endereço ou serviço da web que está distribuído em várias localizações, o dispositivo do usuário inicia uma consulta de DNS que é interceptada por um servidor ou serviço DNS habilitado para GSLB.

O sistema GSLB direciona a consulta do usuário para o endereço IP com o local de servidor mais adequado. A determinação da localização baseia-se em um conjunto de políticas, no estado atual da rede e com a ajuda de tecnologias avançadas de geolocalização, quando necessário. Por exemplo, as solicitações de usuários iniciadas no México são encaminhadas para servidores DNS no México, enquanto as solicitações de usuários da Nova Zelândia são direcionadas para servidores localizados na Nova Zelândia ou no local mais próximo.

Os ADCs são o cérebro de qualquer sistema de GSLB: esses dispositivos especializados ou componentes de software coletam dados sobre a integridade do servidor e padrões de tráfego para tomar decisões em tempo real sobre como distribuir as solicitações recebidas. O processo de tomada de decisão é dinâmico; portanto, as decisões do ADC podem mudar à medida que as condições flutuam.

Os sistemas de GSLB realizam verificações regulares de integridade em todos os servidores do pool para garantir que estejam funcionando de forma ideal e facilitando uma experiência contínua para o usuário. As verificações de integridade podem incluir pings simples, conexões TCP ou testes de transações no nível de aplicação mais sofisticados. Se um servidor é reprovado em uma verificação de integridade, o sistema GSLB poderá removê-lo da rotação até que ele esteja em funcionamento novamente.

Os serviços GSLB medem continuamente o tempo de viagem de ida e volta (RTT) (o tempo que leva para um pacote de dados ir do cliente para o servidor e vice-versa) para ajudar o sistema a melhorar continuamente suas decisões de roteamento.

Os serviços de balanceamento de carga de servidores globais dependem de uma variedade de algoritmos, como roteamento baseado em geolocalização, para distribuir o tráfego de rede de maneira eficiente.

O balanceamento de carga round-robin, por exemplo, distribui as solicitações uniformemente em um conjunto de servidores, enquanto o balanceamento de carga com menos conexões direciona o tráfego para servidores com as menores conexões ativas. O balanceamento de carga de menor tempo envia solicitações de usuário para o servidor com o tempo de resposta mais rápido, e o balanceamento de carga ponderado atribui solicitações com base em pesos predeterminados que indicam a capacidade do servidor.

Com o anycast, um método de roteamento de rede complexo, vários servidores compartilham o mesmo endereço IP, permitindo que os clientes lidem com um único endereço. Com a ajuda de mecanismos de roteamento de protocolo de gateway de borda (BGP), que anunciam o mesmo prefixo IP de diferentes locais, as consultas de clientes recebidos são então roteadas para o servidor mais próximo (em termos de topologia de rede ou atraso mínimo).

O Anycast também pode melhorar a resiliência da rede, pois o tráfego é automaticamente redirecionado para o melhor caminho disponível. Se ocorrer uma indisponibilidade do servidor, as solicitações são encaminhadas para o próximo data center mais próximo de modo que, mesmo que data centers inteiros fiquem offline, os usuários experimentam uma pequena redução no desempenho.

CDNs são extensões de um sistema GSLB que é usado para armazenar em cache cópias de conteúdo estático (como imagens e vídeos) em uma rede distribuída de servidores para aproximar o conteúdo dos usuários. Isso reduz a distância que os dados devem percorrer e reduz a latência.

As CDNs também podem otimizar a entrega dinâmica de conteúdo utilizando várias técnicas de otimização, como multiplexação (onde dois ou mais fluxos de dados compartilham uma única conexão com o host); descarregamento SSL (que remove a criptografia baseada em SSL do tráfego de entrada para aliviar os servidores), aceleração dinâmica de sites (que acelera sites dinâmicos armazenando em cache rapidamente conteúdo dinâmico e exclusivo); e conexões persistentes (que direcionam todas as conexões de usuário de sessão única para o mesmo servidor back-end).

Os sistemas GSLB usam protocolos de redirecionamento de tráfego para transferir solicitações de usuário para o servidor mais apropriado. Essas soluções otimizam o caminho que o tráfego percorre na internet, evitando rotas congestionadas e abaixo do ideal e melhorando o desempenho geral da rede.

Soluções avançadas otimizam conexões e eliminam pontos únicos de falha equilibrando cargas desde o início de uma solicitação DNS no dispositivo do usuário. Utilizando dados de monitoramento de usuário real (RUM) e “visibilidade de última milha” (visibilidade da etapa final de conectividade com o dispositivo do usuário), essas soluções podem criar redes mais resilientes e eliminar gargalos e dependências de tráfego.

Soluções avançadas podem normalmente automatizar várias implementações diferentes do GSLB, incluindo:

Ativa-ativa. Uma configuração ativa-ativa abrange vários data centers ativos (ambientes locais, nuvem privada, nuvem pública ou nuvem híbrida), onde as solicitações dos clientes são distribuídas uniformemente entre os centros, uma configuração ideal para a distribuição global de tráfego em um ambiente distribuído.

Em uma implementação ativa-ativa, todos os sites estão ativos e os serviços de um aplicativo ou domínio específico estão conectados ao mesmo servidor virtual GSLB. Os sites compartilham dados usando o Metrics Exchange Protocol (MEP), que inclui informações como status de balanceamento de carga e virtual servers de comutação de conteúdo, números de conexão atuais, taxas de pacotes e uso de largura de banda.

Quando um usuário envia uma solicitação de DNS, ele é direcionado para um dos sites ativos. Se a solicitação chegar a um site, o servidor virtual GSLB seleciona um servidor de balanceamento de carga ou de comutação de conteúdo e encaminha seu endereço IP com para o servidor DNS, que o retransmite de volta para o cliente. Em seguida, o usuário reenvia a solicitação para o novo virtual server no endereço IP fornecido.

Ativa-passiva. Uma configuração ativa-passiva compreende um data center ativo e um data center passivo. Nessa configuração, os sites passivos são reservados exclusivamente para cenários de recuperação de desastres. Em outras palavras, os data centers passivos entram em processos de tomada de decisão quando todos os sites ativos estão indisponíveis e um evento de desastre desencadeia um failover. Se o site ativo sofrer uma interrupção, o site passivo será ativado.

Quando um usuário envia uma solicitação de DNS a uma configuração GSLB ativa-passiva, a solicitação pode ser direcionada a qualquer site, mas o sistema só implementa serviços do site ativo (supondo que ele esteja operacional).

O balanceamento de carga de servidores globais é uma tecnologia dinâmica que pode automatizar e otimizar o gerenciamento de rede para grandes empresas que operam em uma variedade de setores. As tecnologias de GSLB também possuem inúmeras aplicações de negócios, incluindo:

Independentemente do setor ou tipo de empresa, a implementação dos serviços de GSLB pode ajudar as organizações a alcançar:

Se um servidor ou data center cair, o GSLB poderá redirecionar automaticamente o tráfego de rede para o próximo melhor servidor para minimizar (ou até mesmo evitar) o downtime e manter uma experiência do cliente de alta qualidade.

As soluções de GSLB avançadas podem remover gargalos em linha e pontos únicos de falha (SPoFs) de aplicativos geradores de receita e sites ao direcionar automaticamente o tráfego em torno de recursos obsoletos ou indisponíveis.

Com as soluções de GSLB, as equipes podem direcionar o tráfego DNS para os endpoints de APIs de melhor desempenho e mais disponíveis para garantir a melhor experiência de aplicativo para os usuários.

Muitos fornecedores oferecem opções de SaaS para serviços de GSLB, ajudando as empresas a aumentar a flexibilidade da rede e reduzir os custos, eliminando a necessidade de dispositivos físicos e virtuais.

Usando dados de monitoramento de usuário real (RUM), os programas de GSLB podem balancear a carga de conexões até o usuário final, melhorando os tempos de resposta do aplicativo e o desempenho geral da rede.

Os serviços de GSLB permitem que as empresas integrem perfeitamente o GSLB aos balanceadores de carga existentes e aprimorem seus recursos.

As soluções de GSLB podem ajudar as organizações, especialmente aquelas em setores altamente regulamentados, como saúde e defesa, a se manterem à frente das regulamentações do governo, integrando regulamentações específicas do país a servidores locais e preferências de encaminhamento do GSLB.

As soluções de GSLB facilitam a implementação do GSLB em toda a empresa com serviços simples de integração de autoatendimento e migração profissional para colocar as equipes em funcionamento rapidamente.

As principais soluções de GSLB podem aumentar ou reduzir automaticamente os recursos para acomodar flutuações no tráfego de rede.