Was ist Global Server Load Balancing (GSLB)?

Das Hauptziel von Global Server Load Balancing besteht darin, die Leistung, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Anwendungen zu verbessern. GSLB stellt sicher, dass Benutzeranfragen an das bestmögliche Rechenzentrum weitergeleitet werden, basierend auf Faktoren wie Serverauslastung, Nähe zum Benutzer und Netzwerkbedingungen.

Im Gegensatz zum standardmäßigen Lastenausgleich, bei dem der lokale Datenverkehr ausgeglichen wird und der eine Standardanforderung für alle Unternehmen ist, wird beim Global Server Load Balancing der globale Datenverkehr ausgeglichen. Der Standard-Lastausgleich verhindert, dass bestimmte Ressourcen überlastet werden, und optimiert die Leistung über lokale Server und Dienste innerhalb einer einzigen Cloud oder eines lokalen Rechenzentrums.

GSLB bietet einen Lastausgleich für Load Balancer, in der Regel solche, die in großen, verteilten Unternehmen mit enormem Speicherbedarf tätig sind und einen hohen Datendurchsatz verwalten. Sie verhindert, dass lokale und regionale Load Balancer in Multicloud-Umgebungen überlastet werden und optimiert die Leistung über globale Server und Services hinweg. Zudem orchestriert und optimiert sie Workloads zwischen Clouds und On-Premises-Infrastrukturen.

GSLB ist ein wichtiger Bestandteil der Aufrechterhaltung einer hohen Anwendungsverfügbarkeit, insbesondere bei umfangreichen Webdiensten und Unternehmensnetzwerken. Sie ist auf einige wenige Schlüsselprozesse und -komponenten angewiesen, um zu funktionieren.

GSLB verlässt sich oft auf die Manipulation des Domain Name Systems (DNS), um intelligente Routing-Entscheidungen zu treffen. Wenn ein Benutzer eine Adresse oder einen Dienst anfordert, der über mehrere Standorte verteilt ist, initiiert das Gerät des Benutzers eine DNS-Abfrage, die von einem GSLB-fähigen DNS-Server oder -Dienst abgefangen wird.

Das GSLB-System leitet die Benutzeranfrage an die IP-Adresse mit dem am besten geeigneten Serverstandort. Die Standortbestimmung basiert auf einer Reihe von Richtlinien sowie dem aktuellen Zustand des Netzwerks. Bei Bedarf kommen auch fortschrittliche Geolokalisierungstechnologien zum Einsatz. So werden beispielsweise in Mexiko initiierte Benutzeranfragen an DNS-Server in Mexiko weitergeleitet, während Benutzeranfragen aus Neuseeland an Server in Neuseeland oder an den nächstgelegenen Standort weitergeleitet werden.

ADCs sind das Gehirn jedes GSLB-Systems: Diese spezialisierten Geräte oder Software-Komponenten sammeln Daten über den Serverzustand und Verkehrsmuster, um in Echtzeit Entscheidungen über die Verteilung eingehender Anfragen zu treffen. Der Entscheidungsfindungsprozess ist dynamisch, sodass sich die Entscheidungen des ADC ändern können, wenn die Bedingungen schwanken.

GSLB-Systeme führen regelmäßige Zustandsprüfungen auf allen Servern im Pool durch, um sicherzustellen, dass sie optimal funktionieren und eine reibungslose Benutzererfahrung ermöglichen. Zustandprüfungen können einfache Pings, TCP-Verbindungen oder anspruchsvollere Transaktionstests auf Anwendungsebene umfassen. Wenn ein Server einen Zustand nicht besteht, kann das GSLB-System ihn aus der Rotation nehmen, bis er wieder betriebsbereit ist.

GSLB-Dienste messen kontinuierlich die Round-Trip-Zeit (RTT) – die Zeit, die ein Datenpaket benötigt, um vom Client zum Server und wieder zurück zu gelangen –, um dem System zu helfen, seine Routing-Entscheidungen kontinuierlich zu verbessern.

GSLB-Dienste stützen sich auf verschiedene Algorithmen, darunter standortbasiertes Routing, um den Netzwerkverkehr effizient zu verteilen.

Beim Round-Robin-Lastausgleich werden die Anfragen beispielsweise gleichmäßig auf eine Reihe von Servern verteilt, während der Lastausgleich bei den geringsten Verbindungen den Datenverkehr auf die Server mit den wenigsten aktiven Verbindungen leitet. Beim Lastausgleich mit der geringsten Zeit werden Benutzeranforderungen an den Server mit der schnellsten Antwortzeit gesendet, und beim gewichteten Lastausgleich werden Anforderungen basierend auf vordefinierten Gewichtungen zugewiesen, die die Serverkapazität angeben.

Bei Anycast, einer komplexen Methode für das Netzwerkrouting, teilen sich mehrere Server dieselbe IP-Adresse, sodass Clients sich mit einer einzigen Adresse verbinden können. Mithilfe von Routing-Mechanismen des Border Gateway Protocol (BGP), die dasselbe IP-Präfix von verschiedenen Standorten aus bekannt geben, werden eingehende Clientanfragen an den nächstgelegenen Server weitergeleitet. Dabei wird entweder die Netzwerktopologie oder die geringste Zeitverzögerung berücksichtigt.

Anycast kann auch die Netzwerkstabilität verbessern, da der Verkehr automatisch auf den besten verfügbaren Pfad umgeleitet wird. Bei einem Serverausfall werden die Anfragen an das nächstgelegene Rechenzentrum weitergeleitet. Dadurch müssen die Benutzer selbst bei einem Ausfall ganzer Rechenzentren nur geringe Leistungseinbußen hinnehmen.

CDNs sind Erweiterungen eines GSLB-Systems, das dazu verwendet wird, Kopien statischer Inhalte (wie Bilder und Videos) in einem verteilten Netzwerk von Servern zwischenzuspeichern, um die Inhalte näher an die Benutzer zu bringen. Dies verkürzt die Entfernung, die Daten zurücklegen müssen, und verringert die Latenz.

CDNs können auch die Bereitstellung dynamischer Inhalte optimieren, indem sie verschiedene Optimierungstechniken wie Multiplexing (bei dem zwei oder mehr Datenströme eine einzige Verbindung zum Host teilen), SSL-Offloading (bei dem die SSL-basierte Verschlüsselung des eingehenden Datenverkehrs entfernt wird, um die Server zu entlasten), dynamische Seitenbeschleunigung (die dynamische Websites beschleunigt, indem dynamische und einzigartige Inhalte schnell zwischengespeichert werden) und persistente Verbindungen (die alle Benutzerverbindungen einer Sitzung zum gleichen Backend-Server leiten) verwenden.

GSLB-Systeme verwenden Verkehrsumleitungsprotokolle, um Benutzeranfragen an den am besten geeigneten Server zu übertragen. Diese Lösungen optimieren den Weg des Datenverkehrs durch das Internet, vermeiden überlastete und suboptimale Routen und verbessern die Gesamtleistung des Netzes.

Fortschrittliche Lösungen optimieren Verbindungen und eliminieren einzelne Fehlerquellen, indem sie die Lasten ab dem Beginn einer DNS-Anfrage auf dem Gerät eines Benutzers verteilen. Mithilfe von Daten aus dem Real User Monitoring (RUM) und der „Last-Mile-Sichtbarkeit“ (Sichtbarkeit in den letzten Abschnitt der Konnektivität zum Benutzergerät) können diese Lösungen resilientere Netzwerke schaffen und Verkehrsengpässe sowie Abhängigkeiten beseitigen.

Fortschrittliche Lösungen können in der Regel mehrere verschiedene GSLB-Bereitstellungen automatisieren, darunter:

Aktiv-aktiv. Eine Aktiv-aktiv-Konfiguration umfasst mehrere aktive Rechenzentren (On-Premises, Private Cloud, Public Cloud oder Hybrid Cloud ), in denen Clientanfragen gleichmäßig auf die Zentren verteilt werden – eine ideale Konfiguration für die Verteilung des globalen Datenverkehrs in einer verteilten Umgebung.

Bei einer Aktiv-aktiv-Bereitstellung sind alle Standorte aktiv und die Dienste für eine bestimmte App oder Domäne sind mit demselben GSLB-Virtual-Server verbunden. Die Standorte teilen über das Metriken-Austauschprotokoll (MEP) Daten aus. Über dieses Protokoll werden Informationen wie Lastausgleich und virtuelle Server, aktuelle Verbindungsnummern, Paketraten und Bandbreitennutzung ausgetauscht.

Wenn ein Benutzer eine DNS-Anfrage sendet, wird er zu einer der aktiven Websites weitergeleitet. Wenn die Anfrage an einem Standort landet, wählt der virtuelle Server dort einen Lastausgleichs- oder Content-Switching-Server aus und leitet seine Adresse an den DNS-Server weiter, der sie an den Client zurückleitet. Der Benutzer sendet die Anforderung dann erneut an den neuen virtuellen Server unter der angegebenen Adresse.

Aktiv-passiv. Ein aktiv-passives Setup umfasst ein aktives Rechenzentrum und ein passives Rechenzentrum. In dieser Konfiguration sind passive Standorte ausschließlich für die Notfallwiederherstellung reserviert. Mit anderen Worten: Passive Rechenzentren treten in den Entscheidungsprozess ein, wenn alle aktiven Standorte nicht verfügbar sind und ein Katastrophenereignis ein Failover auslöst. Wenn die aktive Site ausfällt, wird die passive Site aktiviert.

Wenn ein Benutzer eine DNS-Anfrage an eine aktiv-passive GSLB-Konfiguration absendet, kann die Anfrage an jeden beliebigen Standort weitergeleitet werden, aber das System stellt nur Dienste von dem aktiven Standort bereit (vorausgesetzt, es ist betriebsbereit).

Global Server Load Balancing ist eine dynamische Technologie, die die Netzwerkverwaltung für große Unternehmen in verschiedenen Branchen automatisieren und optimieren kann. GSLB-Technologien haben auch zahlreiche Geschäftsanwendungen:

Unabhängig von der Branche oder der Art des Unternehmens können die Bereitstellung von GSLB-Diensten Unternehmen dabei helfen, Folgendes zu erreichen:

Wenn ein Server oder ein Rechenzentrum ausfällt, kann GSLB den Netzwerkverkehr automatisch auf den nächstbesten Server umleiten, um Ausfallzeiten zu minimieren (oder sogar zu verhindern) und eine hochwertige Customer Experience zu gewährleisten.

Fortschrittliche GSLB-Lösungen können Inline-Engpässe und Single Points of Failure (SPoFs) aus umsatzgenerierenden Apps und Websites beseitigen, indem sie den Datenverkehr automatisch um veraltete oder nicht verfügbare Ressourcen herumleiten.

Mit GSLB-Lösungen können Teams den DNS-Verkehr zu den leistungsstärksten und verfügbarsten API-Endpunkten lenken, um den Benutzern die beste Erfahrung zu bieten.

Viele Anbieter bieten SaaS-Optionen für GSLB-Dienste an und helfen Unternehmen dabei, die Netzwerkflexibilität zu erhöhen und die Kosten zu senken, indem physische und virtuelle Appliances überflüssig werden.

Mithilfe von Real User Monitoring-Daten können GSLB-Programme den Lastausgleich von Verbindungen bis zum Endbenutzer durchführen, wodurch die Antwortzeiten der App und die allgemeine Netzwerkleistung verbessert werden.

GSLB-Dienste ermöglichen es Unternehmen, GSLB nahtlos in bestehende Lastausgleichsfunktionen zu integrieren und deren Funktionen zu verbessern.

GSLB-Lösungen können Unternehmen, insbesondere in stark regulierten Branchen wie dem Gesundheitswesen und der Verteidigung, dabei helfen, Regierungsvorschriften zu antizipieren, indem sie länderspezifische Vorschriften in lokale Server und GSLB-Weiterleitungspräferenzen integrieren.

GSLB-Lösungen erleichtern die unternehmensweite Implementierung von GSLB mit einfachem Self-Service-Onboarding und professionellen Migrationsservices, damit Teams in kürzester Zeit loslegen können.

Führende GSLB-Lösungen können Ressourcen automatisch nach oben oder unten skalieren, um Schwankungen im Netzwerkverkehr auszugleichen.