Was ist der Unterschied zwischen Load Balancing und Content Switching?

Geschrieben von Zevenet | 6 April, 2022 | Technische

Gibt es einen Unterschied zwischen dem Konzept des Lastenausgleichs und dem Wechseln von Inhalten in Webanwendungen? Load Balancer verteilen Anfragen auf mehrere Server, um mehr Datenverkehr zu bewältigen, als ein Server alleine könnte.

Damit können Sie Ihre Webanwendungen skalieren, ohne zusätzliche Hardware oder Software hinzuzufügen. Darüber hinaus können Sie durch Load Balancing weniger Ressourcen verwenden, als sonst erforderlich wären, wenn alle eingehenden Anfragen von nur einem Server verarbeitet würden.

Inhaltswechsel hingegen bezieht sich auf das Umleiten von Benutzern von einer Seite zu einer anderen, wenn der aktuelle Server ihre Anfrage nicht bedienen kann. In diesem Artikel werden wir den Unterschied zwischen den beiden Konzepten behandeln.

Load-Balancing-Übersicht

Ein Load Balancer verteilt eingehende Anfragen auf mehrere Server. Es entscheidet nicht, welcher Server eine bestimmte Anfrage beantworten soll. Stattdessen leitet er die Anfrage einfach an einen verfügbaren Server weiter. Ein Load Balancer verwendet normalerweise eine Round-Robin-Planung, bei der jedes Mal, wenn eine neue Anfrage eingeht, die Anfrage an den nächsten verfügbaren Server gesendet wird.

Der Load Balancer muss wissen, an welche IP-Adresse die Anfrage gesendet werden soll, um diese Funktionalität zu erreichen. Daher muss der Load Balancer Zugriff auf Konfigurationsinformationen haben.

Beispielsweise muss ein Load Balancer möglicherweise den Namen des Computers kennen, auf dem die Webanwendung gehostet wird, seine IP-Adresse, Portnummer usw.

Load Balancer bieten auch andere Funktionen wie SSL-Terminierung, Caching, Überwachung, Failover usw. Diese Funktionen werden später in diesem Artikel ausführlich beschrieben.

Load-Balancing-Typen

Heutzutage werden drei Arten des Lastausgleichs verwendet: Round Robin (RR), Weighted Random (WR) und Least Connections (LC).Round Robin (RR):

Diese Art des Lastausgleichs funktioniert wie ein Telefonsystem mit Wählscheibe. Wenn ein Anruf bei der Vermittlung eingeht, durchläuft er Verbindungen, bis er das Ziel erreicht. Jeder Verbindung ist eine bestimmte Gewichtung zugeordnet.

Wenn keine freien Verbindungen mehr vorhanden sind, wird der Anruf abgebrochen. Bei RR variieren die den verschiedenen Verbindungen zugewiesenen Gewichte im Laufe der Zeit. Dadurch werden die Aufrufe gleichmäßig auf die verfügbaren Server verteilt.

Weighted Random (WR): Weist jedem Server einen festen Prozentsatz der Gesamtbandbreite zu. Wenn also 10 Server vorhanden sind und 5 % der Gesamtbandbreite zugewiesen werden, erhält jeder Server 5 % der Gesamtkapazität. Das bedeutet, dass der erste Server 50 % der Kapazität erhält, der zweite Server 25 % usw. Geringste Verbindungen (LC):

Bei LC sendet der Load Balancer nur Anfragen an den am wenigsten ausgelasteten Server. Wenn alle Server gleich ausgelastet sind, wählt der Load Balancer immer den am wenigsten belasteten Server.

Der Hauptvorteil von WR besteht darin, dass es eine bessere Leistung bietet, da keine besonderen Einstellungen auf den Servern erforderlich sind. Es erfordert jedoch mehr Speicher und CPU-Zyklen als RR. Der Hauptnachteil von WR besteht darin, dass es Probleme geben kann, wenn sich die Arbeitslasten auf den Servern erheblich ändern.

Übersicht zum Wechseln von Inhalten

Wenn ein Benutzer eine bestimmte URL anfordert, erwartet er, Inhalte an dieser Stelle zu sehen. Aber manchmal erreicht die Anfrage aufgrund von Netzwerkproblemen möglicherweise nicht den Server, der die angeforderte Ressource hostet.

In diesen Fällen erhält der Benutzer eine Meldung, dass die Seite nicht gefunden werden kann oder dass der Server vorübergehend nicht verfügbar ist. Es wird als „404 Not Found“-Fehler bezeichnet. Um dieses Problem zu vermeiden, können Sie eine Technik namens „Content Switching“ verwenden. Wenn eine Anfrage für eine bestimmte Ressource fehlschlägt, leitet der Load Balancer beim Content Switching die Anfrage des Clients an einen anderen Server um, der dieselbe Ressource hostet. Auf diese Weise sieht der Benutzer niemals 404-Fehler.

Ihr Load Balancer muss verstehen, wie eine Umleitung durchgeführt wird, um die Inhaltsumschaltung zu implementieren. Dazu wird ein HTTP-Antwortcode namens 302 verwendet. Eine 302-Antwort weist den Browser an, eine neue Anfrage an einen anderen Ort zu stellen.

Außerdem sollte der Load Balancer feststellen können, welche Ressourcen auf welchen Servern gehostet werden. Dazu verwendet es eine Funktion namens DNS Name Server (DNS NS). DNS NS übersetzt Hostnamen in IP-Adressen. Der Load Balancer muss auf Informationen über die DNS-Konfiguration der Website zugreifen, um eine Inhaltsumschaltung zu erreichen. Beispielsweise muss er wissen, wo sich der DNS-Nameserver befindet und welche IP-Adresse er hat.

Dazu wird der Load Balancer als DNS-Forwarder konfiguriert. Sie konfigurieren die DNS-Weiterleitung so, dass Abfragen an den entsprechenden DNS-Namensserver gesendet werden.

Sobald der DNS-Forwarder weiß, wo sich der DNS-Nameserver befindet, leitet er die Anfrage an den Server weiter. Nach Erhalt der Antwort vom DNS-Nameserver gibt der Load Balancer die IP-Adresse des Servers zurück, der die angeforderte Ressource hostet.

Es ist wichtig zu beachten, dass virtuelle Server das Wechseln von Inhalten nicht unterstützen. Sie geben einen 404-Statuscode zurück.

Ein virtueller Server ist eine logische Darstellung eines physischen Servers. Jeder virtuelle Server hat seine IP-Adresse und Portnummer. Virtuelle Server werden verwendet, um Fehlertoleranz bereitzustellen. Wenn ein virtueller Server ausfällt, wird der an ihn gerichtete Datenverkehr an einen anderen physischen Server umgeleitet.

Der Unterschied zwischen Load Balancing und Content Switching

Beim Load-Balancing durchlaufen alle Anfragen denselben Pfad. Es wird also immer nur eine Kopie der Daten im Cache vorhanden sein. Wenn der erste Server überlastet wird, bekommen andere Server weniger Arbeit. Beim Content-Switching geht jede Anfrage zu einem separaten Pfad. Es werden also mehrere Kopien der Daten in den Caches vorhanden sein. Und wenn der erste Server überlastet wird, bekommen andere Server mehr Arbeit.

Beim Load-Balancing verfolgt der Load-Balancer den Zustand jedes Servers. Wenn ein Server nicht mehr antwortet, warnt er den Load Balancer. Der Load Balancer entfernt dann diesen Server aus dem Dienst. Beim Content Switching verfolgen die Load Balancer den Zustand der Server. Aber sie senden keine Warnungen an die Clients. Stattdessen leiten sie die Anfragen an andere Server weiter.

Wenn beim Lastenausgleich ein Server abstürzt, sendet der Lastenausgleich eine Nachricht an den Client, dass seine Anfrage fehlgeschlagen ist. Wenn beim Content-Switching ein Server abstürzt, teilt der Load Balancer dem Client nichts mit.

Wenn beim Lastenausgleich ein Server wieder hochfährt, versucht der Lastenausgleich herauszufinden, warum er abgestürzt ist. Dann kann es entscheiden, ob es wieder online gestellt wird oder nicht. Beim Content Switching gehen die Load Balancer davon aus, dass alles in Ordnung ist, wenn ein Server hochfährt. Es ist nicht erforderlich, zu überprüfen, warum es wieder aufgetreten ist. Es beginnt einfach damit, neue Anfragen an ihn zu senden.

Im Load-Balancing können Sie festlegen, wie oft der Client einen Fehler erhält, bevor er den Versuch aufgibt, Ihre Website zu erreichen. Beim Content Switching können Sie nicht steuern, wie lange der Client wartet, bevor er aufgibt, Ihre Website zu erreichen.

Beim Lastenausgleich kann der Ausfall eines einzelnen Servers Probleme mit einigen Anwendungen verursachen. Ein gutes Beispiel wäre eine Warenkorbanwendung. Wenn ein Benutzer einen Artikel in den Einkaufswagen legt, ihn aber dann verlässt, ohne ihn auszuchecken, ist die Bestellung nicht abgeschlossen.
Bei der Inhaltsumschaltung wirkt sich ein einzelner Serverausfall nicht auf Anwendungen aus.

Fazit

Load Balancing ist besser als Content Switching, da es weniger Einschränkungen hat und eine bessere Leistung bietet. Die Gesamtprogramme sind sehr ähnlich, außer dass der Load Balancer alle Verbindungen handhabt, während der Content Switcher nur die Verbindungen handhabt, die von derselben IP-Adresse kommen. Beide haben jedoch Vor- und Nachteile. Es ist wichtig zu wissen, was sie sind, bevor Sie sie verwenden.

DANK AN:

Geri Mileva

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