El equilibrio de carga es el proceso de distribuir el tráfico de red de manera eficiente entre varios servidores para optimizar la disponibilidad de las aplicaciones y garantizar una experiencia positiva para el usuario final.
Dado que los sitios web de alto tráfico y las aplicaciones de computación en la nube reciben millones de solicitudes de usuario cada día, el equilibrio de carga es una capacidad esencial para la entrega de aplicaciones modernas. Por ejemplo, los sitios de comercio electrónico dependen del equilibrio de carga para garantizar que las aplicaciones web puedan entregar datos, imágenes, videos y precios desde los servidores web a los consumidores sin demora ni tiempo de inactividad.
IBM Instana Observability ofrece a todos los trabajadores de la empresa acceso fácil a los datos que desean con el contexto que necesitan para prevenir y corregir los problemas rápidamente.
Suscríbase al boletín de IBM
El equilibrio de carga se puede implementar de dos maneras. Los equilibradores de carga de hardware son dispositivos físicos que se instalan y mantienen en las instalaciones. Los equilibradores de carga de software son aplicaciones instaladas en servidores de propiedad privada o entregadas como un servicio en la nube administrado (equilibrio de carga en la nube).
En cualquier caso, los balanceadores de carga funcionan mediando las solicitudes entrantes de los clientes en tiempo real y determinando qué servidores backend son los más capaces de procesar esas solicitudes. Para evitar que un único servidor se sobrecargue, el equilibrador de carga enruta las solicitudes a cualquier número de servidores disponibles en las instalaciones o alojados en conjuntos de servidores o centros de datos en la nube.
Una vez que el servidor asignado recibe la solicitud, responde al cliente a través del equilibrador de carga. A continuación, el equilibrador de carga completa la conexión de servidor a cliente haciendo coincidir la dirección IP del cliente con la del servidor seleccionado. El cliente y el servidor pueden comunicarse y llevar a cabo las tareas solicitadas hasta que se complete la sesión.
Si hay un aumento en el tráfico de la red, un equilibrador de carga puede poner en línea servidores adicionales para satisfacer la demanda. O, si hay una actividad en la red, el equilibrador de carga puede reducir el grupo de servidores disponibles. También puede ayudar al almacenamiento en caché de la red dirigiendo el tráfico a servidores caché donde se almacenan temporalmente las peticiones anteriores de los usuarios.
Los equilibradores de carga realizan comprobaciones de estado de los servidores antes de enviarles solicitudes. Si un servidor está a punto de fallar, o está fuera de servicio por mantenimiento o actualizaciones, el equilibrio de carga redirige automáticamente la carga de trabajo a un servidor en funcionamiento para evitar interrupciones del servicio y mantener una alta disponibilidad.
El equilibrio de carga permite una infraestructura de alto rendimiento bajo demanda que puede gestionar las cargas de tráfico de red más pesadas o más ligeras. Los servidores físicos o virtuales se pueden agregar o quitar según sea necesario, lo que simplifica y automatiza la escalabilidad.
Los equilibradores de carga pueden incluir características de seguridad como cifrado SSL, cortafuegos de aplicaciones web (WAF) y autenticación multifactor (MFA). También se pueden incorporar a los controladores de entrega de aplicaciones (ADC) para mejorar la seguridad de las aplicaciones. Al enrutar o descargar de forma segura el tráfico de red, el equilibrio de carga puede ayudar a defenderse de los riesgos de seguridad, como los ataques distribuidos de denegación de servicio (DDoS).
El método para enrutar una solicitud a un servidor determinado se define mediante un algoritmo de equilibrio de carga. Los algoritmos de equilibrio de carga proporcionan diferentes capacidades y beneficios para satisfacer diferentes casos de uso.
En rueda
Este algoritmo utiliza el Sistema de nombres de dominio (DNS) para asignar las solicitudes de forma secuencial a cada servidor en una rotación continua. Es el método de equilibrio de carga más básico, ya que utiliza solo el nombre de cada servidor para determinar cuál recibirá la próxima solicitud entrante.
Ronda ponderada
Además de su nombre DNS, a cada servidor de este algoritmo también se le asigna un "peso". El peso determina qué servidores deben tener prioridad sobre otros para gestionar las solicitudes entrantes. Un administrador decide cómo se ponderará cada servidor en función de su capacidad y las necesidades de la red.
Hash IP
En este algoritmo, un cálculo simplifica (o hashes) la dirección IP de la solicitud entrante en un valor más pequeño llamado clave hash. Esta clave hash única (que representa la dirección IP del usuario) se utiliza como base para decidir cómo enrutar la solicitud a un servidor específico.
Menos conexiones
Como su nombre indica, este algoritmo da prioridad al servidor con menos conexiones activas cuando se recibe una nueva solicitud de cliente. Este método ayuda a evitar que los servidores se sobrecarguen con las conexiones y a mantener una carga consistente en todos los servidores en todo momento.
Menor tiempo de respuesta
Este algoritmo combina el método de menor conexión con el tiempo promedio de respuesta del servidor más corto. Se evalúa tanto el número de conexiones como el tiempo que tarda un servidor en realizar solicitudes y enviar una respuesta. El servidor más rápido con menos conexiones activas recibirá la solicitud entrante.
Si bien el propósito principal de cualquier equilibrador de carga es distribuir el tráfico, existen varios tipos de equilibradores de carga que cumplen funciones específicas.
Equilibradores de carga de red
Los equilibradores de carga de red optimizan el tráfico y reducen la latencia en las redes locales y de área amplia. Utilizan información de red como direcciones IP y puertos de destino, junto con protocolos TCP y UDP, para enrutar el tráfico de red y proporcionar suficiente rendimiento para satisfacer la demanda de los usuarios.
Equilibradores de carga de aplicaciones
Estos equilibradores de carga utilizan contenido de la aplicación, como direcciones URL, sesiones SSL y encabezados HTTP para enrutar el tráfico de solicitudes de API. Debido a que existen funciones duplicadas en varios servidores de aplicaciones, examinar el contenido a nivel de aplicación ayuda a determinar qué servidores pueden atender solicitudes específicas de forma rápida y fiable.
Equilibradores de carga virtuales
Con el auge de la virtualización y la tecnología VMware, los equilibradores de carga virtuales ahora se utilizan para optimizar el tráfico entre servidores, máquinas virtuales y contenedores. Las herramientas de orquestación de contenedores de código abierto, como Kubernetes, ofrecen capacidades de equilibrio de carga virtual para enrutar las solicitudes entre nodos de contenedores en un clúster.
Equilibradores de carga de servidor globales
Este tipo de equilibrador de carga enruta el tráfico a servidores en varias ubicaciones geográficas para garantizar la disponibilidad de las aplicaciones. Las solicitudes de usuario se pueden asignar al servidor disponible más cercano, o si hay un error en el servidor, a otra ubicación con un servidor disponible. Esta capacidad de conmutación por error hace que el equilibrio de carga global de los servidores sea un componente valioso de la recuperación ante desastres.
Los equilibradores de carga de IBM Cloud le permiten equilibrar el tráfico entre servidores para mejorar el tiempo de actividad y el rendimiento.
Descubra la plataforma de observabilidad empresarial líder para nubes híbridas. Mejore la gestión del rendimiento de las aplicaciones y acelere los procesos de CI/CD sin importar dónde residan las aplicaciones.
Tenga la tranquilidad de que el presupuesto asignado le permitirá ajustar en tiempo real la demanda de recursos de sus aplicaciones con los recursos disponibles en la nube.
Descubra cómo la computación en la nube transforma la infraestructura de TI en una utilidad, lo que le permite "conectarse" a recursos informáticos y aplicaciones a través de Internet.
Descubra cómo la plataforma de orquestación de contenedores de código abierto Kubernetes automatiza la implementación, la gestión y el escalado de aplicaciones contenedorizadas.