Yük Dengeleme Nedir? Yük Dengeleme Nasıl Çalışır?

İnternet üzerinden içerik taşırken çoğu kullanıcının farkında olmadığı çeşitli süreçler söz konusudur. Eriştiğiniz içerik, size doğru içeriği sunmak için çok fazla işlem gerektiren bir sunucudan gelir. Yük dengelemenin devreye girdiği yer burasıdır!

Bir web sitesi normalden daha fazla trafik almaya başladığında yavaşlama eğilimi gösterir ve bu da kullanıcı deneyimini olumsuz etkileyebilir. Web sitesini çalışır durumda tutmak için web geliştiricileri yük dengeleme teknikleri kullanır. Bu makalede, yük dengelemenin çeşitli türlerini, avantajlarını ve sitenizin kullanıcılarla etkileşimde kalmasını sağlamak için nasıl çalıştığını ele alacağız.

Yük Dengeleme Nedir?

Gelen ağ trafiğini, sunucu grubu veya sunucu havuzu olarak da adlandırılan bir arka uç sunucular topluluğu arasında etkili bir şekilde bölme işlemine yük dengeleme adı verilir. Bu yöntem, yanıt süresini azaltarak, verimi artırarak ve genel olarak web sitenizin hızını artırarak her son kullanıcı için her şeyi hızlandırmak için kullanılır.

Teknolojinin giderek artan kullanımıyla birlikte modern web siteleri, günlük olarak yüksek hacimli trafikle uğraşmak zorunda kaldıklarından bu tekniği entegre ediyor. Tüm kaynak sunucuların eşit şekilde kullanılmasını garanti altına almak amacıyla yük dengeleyici, kullanıcı ile sunucu grubu arasına konumlandırılan bir cihazdır.

Yük Dengeleyici Türleri

Her tür yük dengeleyicinin kullanımı ağın ihtiyaçlarına bağlıdır. Aşağıdaki iki tür yük dengeleyici vardır:

Donanım Yük Dengeleyicileri

Donanım yük dengeleyici, çok büyük miktarda veriyi güvenli bir şekilde işleyebilen ve yüzlerce farklı sunucuya yeniden yönlendirebilen bir donanım aygıtıdır. Veri merkezleri bunları tutar ve merkezi olarak kontrol edebileceğiniz dijital veya sanal çeşitli yük dengeleyiciler oluşturmak için sanallaştırmayı kullanabilirsiniz.

Yazılım Yük Dengeleyicileri

Yük dengelemenin tüm yönlerini ele alan uygulamalar, yazılım tabanlı yük dengeleyiciler olarak bilinir. Uygulama dağıtım denetleyicisi olarak çalışmak için online sanal makineleri veya beyaz kutu sunucularını kullanırlar. Bunlara tam olarak yönetilen bir üçüncü taraf hizmeti olarak erişilebilir veya herhangi bir özel hosting sunucusuna yüklenebilir. Sanal yük dengeleme, yüksek esneklik sunar ve kullanıcıların ağ etkinliğine göre ölçeği gerektiği gibi artırma veya azaltma olanağı sağlar.

Yük Dengelemenin Faydaları

Yük dengeleme, ziyaretçiler ile uygulama sunucuları arasındaki internet trafiğinin yönlendirilmesinden ve kontrolünden sorumludur. Bu, genel web sitesi deneyiminin iyileştirilmesine yardımcı olur. Ağ trafiğinde yük dengelemenin bazı önemli faydaları şunlardır:

Performans

Yük dengeleyiciler, uygulama yanıt sürelerini hızlandırarak ve ağ gecikmesini azaltarak uygulama performansını artırır. Uygulamanızın performansını artırmak için yükü sunucular arasında eşit olarak dağıtırlar.

Ayrıca bu teknik sayesinde gecikmeyi azaltabilir ve istemci isteklerini coğrafi olarak kendilerine daha yakın bir sunucuya yönlendirebilirsiniz. Son olarak, hem fiziksel hem de sanal bilgi işlem kaynaklarının verimliliğini ve güvenilirliğini doğrulamak, yük dengeleyicilerin kullanılmasıyla mümkün hale gelir.

Güvenlik

Yük dengeleyicilerin yerleşik güvenlik özellikleri sayesinde internet uygulamalarınız ek bir koruma katmanından yararlanacaktır. Bir saldırgan, milyonlarca eşzamanlı istekle bir uygulama sunucusunu aşırı doldurup sunucu arızasına neden olduğunda, bunları dağıtılmış hizmet reddi saldırılarına karşı koymak için yararlı bir silah olarak kullanabilir.

Üstelik yük dengeleyiciler trafiğe göz kulak olabilir ve zararlı bilgileri kaldırabilir. Etkiyi azaltmak için saldırı trafiğini otomatik olarak birçok arka uç sunucusuna yeniden yönlendirebilirler. Daha da şaşırtıcı olan şey, trafiğin daha fazla koruma için bir dizi ağ güvenlik duvarı üzerinden yönlendirilmesidir.

Ölçeklenebilirlik

Web siteleri veya uygulamalar, bir yük dengeleyici kullanılarak ağ trafiğinin birden fazla sunucuya yönlendirilmesiyle ölçeklenebilir. Uygulamanız aynı anda binlerce isteği işleyebilir; yük dengeleme ise herhangi bir sunucuda trafik darboğazlarının oluşmasını engeller.

Ayrıca uygulama trafiğinizin ihtiyaçlarına göre farklı sunucuları ekleyip kaldırabilmeniz için tahmine dayalı analize de yardımcı olur. Üstelik sisteminiz için artıklık elde edersiniz, bu da kolayca ölçeklendirmenize yardımcı olur.

Geliştirilmiş Çalışma Süresi

Sunucu arızası veya bakımı, uygulamanın kapalı kalma süresini artırarak programınızın kullanıcılar tarafından erişilemez olmasına neden olur. Yük dengeleyiciler, istemci trafiğini kullanılabilir sunuculara yeniden yönlendirerek ve sunucu sorunlarını otomatik olarak tanımlayarak, sistemlerinizin hata toleransını artırır.

Yük dengelemeyi kullanarak, ağ trafiğini, bir tanesi bakım veya yükseltme sürecindeyken başka bir yüksek performanslı özel sunucuya yönlendirebilirsiniz. Bu şekilde web sitenizi herhangi bir kesinti olmadan çalışır durumda tutarsınız. Ayrıca siteleri kolayca yedeklemek için otomatik olağanüstü durum kurtarmaya da yardımcı olur.

Yük Dengeleme Algoritmaları

Bir yük dengeleyicinin her istemci isteği türü için en uygun sunucuyu seçmek için kullandığı yönergelerin toplamı, bir yük dengeleme algoritmasıdır. Yük dengeleme algoritmalarının iki ana türü vardır.

Statik Yük Dengeleme

Bu tür yük dengeleme algoritması sabit kuralları izler ve mevcut sunucu durumundan bağımsızdır. Statik yük dengelemenin bazı örnekleri şunlardır:

• Round-Robin Yöntemi: Sunuculardaki IP adresleri istemcilere isteklerin nereye gönderileceğini belirtir. IP adresi uzun ve hatırlanması zor bir sayıdır. Round-robin tekniği, yük dengeleme için özel donanım veya yazılım kullanmak yerine yetkili bir ad sunucusu kullanır. Ad sunucusu, sunucu grubundaki her sunucunun IP adreslerini sırayla veya adım adım döndürür.
• Ağırlıklı Round-Robin Yöntemi: Bu tür yük dengelemede, her sunucuya kapasitelerine veya önceliklerine göre farklı bir ağırlık atayabilirsiniz. Ad sunucusu, diğerlerinden daha yüksek ağırlığa sahip herhangi bir sunucuya daha fazla uygulama trafiği gönderecektir.
• IP Hash Yöntemi: Bu yöntemde, istemcinin IP adresi üzerinde yük dengeleyici tarafından hash olarak bilinen matematiksel bir hesaplama gerçekleştirilir. Hesaplamanın ardından istemcinin IP adresi, bireysel sunucularda eşleme için bir sayıya dönüştürülür.

Dinamik Yük Dengeleme

Bu tür yük dengeleme, sunucunun mevcut durumuna bağlıdır. Aslında trafiği dağıtmadan önce sunucuların mevcut durumunu kontrol eder. Dinamik yük dengelemenin bazı örnekleri şunlardır:

• En Az Bağlantı Yöntemi: İstemci ile sunucu arasındaki iletişim kanalına bağlantı denir. Sunucu istemciden herhangi bir istek aldığında aralarında aktif bir bağlantı kurar. Bu yöntemde yük dengeleyici, en az aktif bağlantıya sahip sunucuyu kontrol eder ve bu bağlantılara trafik göndererek tüm bağlantıların tüm sunucular için eşit işlem gücüne ihtiyaç duymasını sağlar.
• Ağırlıklı En Az Bağlantı Yöntemi: Bazı sunucular, ağırlıklı en az bağlantı yöntemleriyle diğerlerinden daha aktif bağlantıları yönetebilmektedir. Sonuç olarak her sunucuya farklı bir ağırlık veya kapasite verebilirsiniz. Yük dengeleyici daha sonra gelen istemci isteklerini kapasiteye bağlı olarak en az bağlantıya sahip sunucuya yönlendirir.
• En Az Yanıt Süresi Yöntemi: Sunucunun gelen istekleri işlemek ve yanıt vermek için ihtiyaç duyduğu süre yanıt süresi olarak bilinir. En uygun sunucu, sunucu yanıt süresini ve aktif bağlantı sayısını birleştiren en az yanıt süresi tekniğini kullanan sunucudur. Yük dengeleyiciler, tüm kullanıcılar için daha hızlı hizmet garanti etmek amacıyla bu yöntemi kullanır.
• Kaynak Tabanlı Yöntem: Yük dengeleyiciler, herhangi bir zamanda sunucu yükünü inceleyerek trafiği dağıtmak için kaynak tabanlı yaklaşımı kullanır. Her sunucuda, makine tarafından ne kadar bellek ve işlem gücünün kullanıldığını izleyen, aracı adı verilen özel bir yazılım bulunur. Yük dengeleyici, aracıyla yeterli miktarda boş kaynak bulunduğunu doğruladıktan sonra trafiği o sunucuya dağıtır.

Yük Dengeleyici Nasıl Çalışır?

Çoğunlukla işletmeler uygulamalarını birden fazla sunucu üzerinden çalıştırırlar. Sunucu grubu bunun gibi sunucuların bir yapılandırmasıdır. Kullanıcı isteği önce yük dengeleyici aracılığıyla uygulamaya yönlendirilir. Daha sonra her istek, yük dengeleyici tarafından sunucu grubundaki bu isteği verimli bir şekilde işleme yeteneğine sahip bir sunucuya aktarılır.

Yük dengeleyici ters proxy görevi görür. Uygulamayı istemciye temsil etmek için VPS üzerinde sanal bir IP adresi sunar. İstemci sanal IP ile bağlantı kurduktan sonra yük dengeleyici, sunucudaki hangi uygulama örneğinin bağlantıyı alması gerektiğini belirlemek için algoritmalarını kullanır. Yük dengeleyici daha sonra işlem devam edene kadar bağlantıyı izler.

Yük Dengeleme Türleri

Yük dengelemenin, istemci isteklerinin trafiğini nasıl yönlendirdiğine bağlı olarak dört ana kategorisi vardır.

Uygulama Yük Dengeleme

Tek bir uygulama işlevine ayrılmış çok sayıda sunucunun bulunduğu birçok sunucu grubu, karmaşık çağdaş uygulamaların bir parçasıdır. Trafiği yeniden yönlendirmek için uygulama yük dengeleyicileri, HTTP üstbilgileri veya SSL oturum kimlikleri gibi isteğin içeriğini inceler.

Ağ Yük Dengeleme

Trafiği doğru şekilde yönlendirmek için ağ yük dengeleyicileri IP adreslerini ve diğer ağ bilgilerini arar. Uygulama trafiğinin kaynağını belirleyebilir ve birçok sunucuya statik IP adresi sağlayabilirler. Ağ yük dengeleyicileri, sunucu yükünü dengelemek için statik ve dinamik yük dengeleme tekniklerini kullanır.

Global Sunucu Yük Dengeleme

Küresel sunucu yük dengeleme süreci, coğrafi olarak dağınık birçok sunucuyu içerir. Bir işletmenin, sınırlar ötesinde ve dünya çapındaki üçüncü taraf bulut sağlayıcılarıyla birden fazla veri merkezi ana bilgisayarında sunucuları varsa, yerel yük dengeleyiciler bir bölge veya alan içindeki uygulama yükünü kontrol edecektir. Trafiği, müşterinin konumuna daha yakın olan bir sunucu hedefine yeniden yönlendirmeye çalışırlar. Bir sunucu arızalanırsa trafiği yalnızca müşterinin coğrafi alanı dışındaki sunuculara yeniden yönlendirebilirler.

DNS Yük Dengeleme

DNS yük dengelemeyi kullandığınızda, alan adınızı, ağ isteklerini alanınızdaki çeşitli kaynaklara dağıtacak şekilde ayarlarsınız. Bir web sitesi, posta sunucusu, yazdırma sunucusu veya başka herhangi bir internet tabanlı hizmetin tümü bir etki alanıyla ilişkilendirilebilir. Uygulama kullanılabilirliğini korumak ve ağ trafiğini küresel olarak dağılmış bir kaynak havuzu arasında dağıtmak, DNS yük dengelemenin iki avantajıdır.

Sonuç

Algoritmayı ve yük dengeleme türünü seçmek, iş uygulamanızın gereksinimlerine bağlıdır. Web sitesi performansını optimize etmek ve kusursuz bir kullanıcı deneyimi sağlamak modern zamanlarda çok önemlidir.

Ağ trafiğini birden fazla sunucu arasında verimli bir şekilde dağıtarak daha fazla etkileşim elde edebilir ve marka bilinirliğinizi artırabilirsiniz. Çeşitli yük dengeleme algoritmalarıyla birlikte donanım ve yazılım yük dengeleyicilerinin kullanılması, uygulama performansını artırır, siber tehditlere karşı güvenliği artırır, ölçeklenebilirliği kolaylaştırır ve kesinti süresini en aza indirir.

SSS