Apa yang Dimaksud Load Balancing? dan Bagaimana Cara Kerjanya

Ketika menjelajahi internet, mungkin kita tidak menyadari kompleksitas di balik konten yang kita akses. Konten tersebut disampaikan melalui server yang melibatkan proses yang rumit untuk memastikan konten yang tepat sampai kepada kita. Di sinilah peran penting dari load balancing (penyeimbangan beban).

Ketika suatu situs web mengalami lonjakan lalu lintas, seringkali hal itu dapat mengakibatkan penurunan kinerja, mengganggu pengalaman pengguna. Untuk mengatasi hal ini, pengembang situs web mengandalkan teknik penyeimbangan beban. Dalam tulisan ini, kita akan menjelajahi berbagai jenis load balancing, manfaatnya, serta bagaimana teknik ini menjaga situs web agar tetap responsif terhadap pengguna.

Apa itu Load Balancing?

Load balancing merujuk pada proses efisien membagi lalu lintas jaringan masuk di antara sekelompok server backend, yang sering disebut sebagai server farm atau kumpulan server. Tujuannya adalah untuk mempercepat pengalaman pengguna dengan mengurangi waktu respons, meningkatkan throughput, dan secara keseluruhan meningkatkan kecepatan situs web Anda.

Dalam era teknologi yang terus berkembang, integrasi teknik penyeimbangan beban menjadi penting bagi situs web modern yang harus menangani volume lalu lintas yang tinggi setiap hari. load balancing memastikan penggunaan sumber daya server secara merata dengan menempatkan perangkat load balancing di antara pengguna dan grup server.

Jenis-Jenis Load Balancing

Pemilihan load balancer tertentu didasarkan pada kebutuhan spesifik dari jaringan tersebut. Terdapat dua kategori load balancing sebagai berikut:

Hardware Load Balancer

load balancing perangkat keras merujuk pada perangkat keras yang mampu secara efisien memproses dan mengalihkan lalu lintas data ke berbagai server yang berbeda. Biasanya, perangkat ini diimplementasikan di pusat data, di mana Anda dapat memanfaatkan teknologi virtualisasi untuk membuat load balancing yang berbasis digital atau virtual. Ini memungkinkan pengendalian terpusat atas load balancing tersebut.

Software Load Balancer

Program yang mengurus semua aspek load balancing dikenal sebagai load balancing berbasis perangkat lunak. Mereka menggunakan mesin virtual atau server kotak putih untuk menjalankan fungsi pengaturan aplikasi. Biasanya, mereka dapat diakses sebagai layanan pihak ketiga yang sepenuhnya dikelola atau diinstal pada layanan hosting server khusus. load balancing virtual menawarkan fleksibilitas yang tinggi, memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan skala sesuai kebutuhan jaringan mereka dengan mudah.

Manfaat Load Balancing

Load balancing memiliki peran penting dalam mengarahkan dan mengelola lalu lintas internet antara pengunjung dan server aplikasi, yang pada gilirannya meningkatkan pengalaman keseluruhan pengguna situs web. Beberapa manfaat utama dari load balancinglalu lintas jaringan adalah sebagai berikut:

Meningkatkan Performa Web

Load balancing berperan penting dalam meningkatkan kinerja aplikasi dengan mempercepat waktu respons aplikasi dan mengurangi latensi jaringan. Mereka bertugas mendistribusikan beban secara merata di antara server untuk meningkatkan kinerja aplikasi Anda.

Selain itu, dengan menggunakan teknik ini, Anda dapat mengurangi latensi dan mengarahkan permintaan klien ke server yang lebih dekat secara geografis. Terakhir, penggunaan load balancing memungkinkan verifikasi efisiensi dan ketergantungan sumber daya komputasi fisik dan virtual.

Keamanan

Kemampuan keamanan bawaan pada load balancing memberikan lapisan perlindungan tambahan bagi aplikasi internet Anda. Dalam situasi di mana penyerang membanjiri server aplikasi dengan jutaan permintaan secara bersamaan, menyebabkan kegagalan server, load balancing dapat berperan sebagai penghalang efektif dalam menghadapi serangan DDoS. Dengan memanfaatkan load balancing, Anda dapat mengalihkan lalu lintas yang berlebihan dan memastikan bahwa aplikasi Anda tetap tersedia bagi pengguna yang sah.

Di samping itu, load balancing memiliki kemampuan untuk memantau lalu lintas dan mengidentifikasi informasi berbahaya. Mereka juga mampu secara otomatis mengarahkan lalu lintas serangan ke berbagai server backend untuk meminimalkan dampaknya. Namun yang lebih menarik adalah kemampuan mereka untuk mengalirkan lalu lintas melalui serangkaian firewall jaringan, menambahkan lapisan perlindungan ekstra.

Skalabilitas

Untuk meningkatkan skalabilitas situs web atau aplikasi Anda, Anda dapat mengalirkan lalu lintas jaringan ke beberapa server menggunakan load balancing. Dengan demikian, aplikasi Anda mampu menangani ribuan permintaan secara bersamaan, sementara load balancing mencegah terjadinya kemacetan lalu lintas di salah satu server.

Selain itu, ini juga memfasilitasi analisis prediktif sehingga Anda dapat menambah atau menghapus server sesuai kebutuhan lalu lintas aplikasi Anda. Dengan demikian, Anda memperoleh redundansi untuk sistem Anda, yang memudahkan proses penskalaan dengan lancar.

Peningkatan Uptime

Kegagalan atau pemeliharaan server dapat mengakibatkan waktu tidak aktif bagi aplikasi Anda, menghentikan akses pengguna Anda. Namun, dengan menggunakan load balancing, Anda dapat meminimalkan dampak ini. Load balancing secara otomatis mengarahkan lalu lintas pengguna ke server yang tersedia, sambil secara cerdas mengidentifikasi dan menangani masalah yang muncul pada server. Dengan demikian, toleransi kesalahan sistem Anda meningkat.

Dengan strategi load balancing, Anda dapat mengalihkan lalu lintas ke server alternatif yang berkinerja tinggi ketika salah satu server sedang dalam pemeliharaan atau peningkatan. Dengan pendekatan ini, situs web Anda tetap aktif dan berjalan tanpa mengalami waktu tidak aktif. Lebih lanjut, pendekatan ini juga memfasilitasi pemulihan bencana secara otomatis dengan menyediakan cadangan situs yang dapat diakses dengan mudah.

Algoritma Load Balancing

Ada dua jenis utama algoritma load balancing yang digunakan oleh load balancing untuk memilih server optimal untuk setiap jenis permintaan klien, yaitu algoritma round-robin dan algoritma berbasis keadaan.

Load Balancing Statis

Algoritma load balancing ini mengikuti prinsip yang telah ditetapkan dan tidak tergantung pada kondisi saat ini dari server. Beberapa contoh dari penyeimbangan beban statis adalah:

• Metode Round-Robin: Alamat IP pada server memberikan petunjuk kepada klien mengenai tempat mengirimkan permintaan. Namun, alamat IP cenderung panjang dan sulit diingat. Sebagai alternatif terhadap penggunaan perangkat keras atau perangkat lunak khusus untuk penyeimbangan beban, teknik round-robin memanfaatkan nama server resmi. Melalui server nama ini, setiap server di dalam kelompok server akan diberikan alamat IP secara bergantian atau berdasarkan giliran.
• Metode Round-Robin Tertimbang: Dalam metode penyeimbangan beban ini, setiap server dapat diberi bobot yang berbeda berdasarkan kapasitas atau prioritasnya. Server nama akan mengarahkan lalu lintas aplikasi lebih banyak ke server yang memiliki bobot lebih tinggi dibandingkan dengan yang lain.
• Metode Hash IP: Dalam pendekatan ini, penyeimbang beban melakukan perhitungan matematis yang dikenal sebagai hashing pada alamat IP klien. Setelah perhitungan, alamat IP klien diubah menjadi nomor untuk dipetakan ke server yang sesuai.

Load Balancing Dinamis

Penyeimbangan beban dinamis adalah jenis penyeimbangan beban yang bergantung pada kondisi aktual dari server saat ini sebelum membagi lalu lintas. Beberapa contoh dari penyeimbangan beban dinamis meliputi:

• Teknik Koneksi Minimal: Komunikasi antara klien dan server terjadi melalui koneksi, yang diinisiasi saat server menerima permintaan dari klien. Dalam pendekatan ini, penyeimbang beban menelusuri server dengan jumlah koneksi minimal dan mengarahkan trafik ke sana, memastikan penggunaan daya pemrosesan yang merata di semua server.
• Teknik Koneksi Minimal Berbobot: Beberapa server mungkin lebih mampu menangani koneksi daripada yang lain, dengan menggunakan teknik koneksi minimal berbobot. Dengan pendekatan ini, bobot atau kapasitas dapat ditetapkan untuk setiap server, dan penyeimbang beban akan mengalihkan permintaan klien ke server dengan jumlah koneksi terendah, yang sesuai dengan kapasitas yang ditetapkan.
• Teknik Respons Waktu Terendah: Waktu yang diperlukan server untuk memproses permintaan dan memberikan respons dikenal sebagai waktu respons. Server yang optimal adalah yang memiliki waktu respons terendah, yang merupakan hasil gabungan dari waktu respons server dan jumlah koneksi aktif. Penyeimbang beban menggunakan metode ini untuk memastikan layanan yang lebih cepat bagi pengguna.
• Teknik Berbasis Sumber Daya: Pendekatan berbasis sumber daya digunakan oleh penyeimbang beban untuk mendistribusikan lalu lintas dengan memantau beban server secara berkala. Setiap server dilengkapi dengan agen perangkat lunak yang memantau penggunaan memori dan daya komputasi. Penyeimbang beban kemudian mengalokasikan lalu lintas ke server yang tersedia dengan memverifikasi melalui agen bahwa sumber daya yang cukup tersedia.

Bagaimana Cara Kerja Load Balancing?

Banyak perusahaan menjalankan operasi aplikasi mereka melalui serangkaian server, yang dikenal sebagai server farm. Di dalam konfigurasi ini, permintaan dari pengguna diarahkan melalui penyeimbang beban sebelum mencapai aplikasi itu sendiri. Setiap permintaan kemudian dialihkan oleh penyeimbang beban ke salah satu server di dalam server farm yang memiliki kapasitas untuk menanganinya dengan efisien.

Penyeimbang beban berperan sebagai perantara yang melayani alamat IP virtual pada VPS untuk mewakili aplikasi kepada klien. Setelah klien membuka koneksi dengan alamat IP virtual, penyeimbang beban menggunakan algoritmanya untuk menentukan instance aplikasi mana yang harus diberikan koneksi pada server. Penyeimbang beban terus memantau koneksi hingga proses tersebut berlangsung.

Jenis Load Balancing

Terdapat empat kategori utama dalam load balancing, yang masing-masing tergantung pada cara pengalihan lalu lintas permintaan klien.

Load Balancing Aplikasi

Bagian integral dari aplikasi kontemporer yang kompleks adalah kumpulan server yang didedikasikan untuk berbagai fungsi aplikasi. Untuk mengalihkan kembali lalu lintas, load balancingaplikasi melakukan pemeriksaan terhadap konten permintaan, seperti header HTTP atau ID sesi SSL.

Load Balancing Jaringan

Untuk melakukan pengalihan lalu lintas dengan tepat, load balancing jaringan mengamati alamat IP dan informasi jaringan lainnya. Mereka mampu menentukan asal lalu lintas aplikasi dan menyediakan banyak server dengan alamat IP statis. Penyeimbang beban jaringan menggunakan teknik penyeimbangan beban statis dan dinamis untuk menyeimbangkan beban server.

Load Balancing Server Global

Proses load balancing server secara global melibatkan sejumlah server yang tersebar di berbagai lokasi di seluruh dunia. Ketika sebuah perusahaan memiliki server yang berada di berbagai pusat data lintas negara dan menggunakan layanan cloud dari berbagai penyedia pihak ketiga di berbagai belahan dunia, penyeimbang beban lokal bertugas mengatur distribusi beban aplikasi di dalam zona atau area tertentu. Upaya dilakukan untuk mengarahkan lalu lintas ke server terdekat dari lokasi klien, sehingga meminimalkan jarak fisik dan meningkatkan kinerja. Dalam keadaan di mana server mengalami kegagalan, lalu lintas akan dialihkan ke server di luar wilayah geografis klien sebagai alternatif.

Load Balancing DNS

Anda mengonfigurasi nama domain Anda untuk mengarahkan permintaan jaringan ke berbagai sumber daya di dalam domain Anda dengan menggunakan DNS load balancing. Domain Anda dapat dihubungkan dengan situs web, server email, server cetak, atau layanan internet lainnya. Dua keuntungan utama dari penyeimbangan beban DNS adalah menjaga ketersediaan aplikasi dan mengatur distribusi lalu lintas jaringan di antara beragam sumber daya yang tersebar secara global.

Kesimpulan

Pemilihan strategi dan jenis penyeimbangan beban harus disesuaikan dengan kebutuhan spesifik dari aplikasi bisnis Anda. Memaksimalkan performa situs web serta memberikan pengalaman pengguna yang mulus menjadi kunci utama dalam era modern ini.

Dengan mengalokasikan lalu lintas jaringan secara efektif ke berbagai server, Anda dapat meningkatkan interaksi dan meningkatkan kesadaran merek Anda. Pemanfaatan load balancing, baik itu dalam bentuk perangkat keras maupun perangkat lunak, yang didukung dengan beragam algoritme, akan mengoptimalkan kinerja aplikasi Anda. Selain itu, hal ini juga akan meningkatkan tingkat keamanan terhadap ancaman cyber, memfasilitasi perluasan skala operasi, dan mengurangi waktu down.

FAQ