Qu’est-ce qu’un équilibreur de charge ?

Les utilisateurs et les clients dépendent de la possibilité de trouver des informations et d’effectuer des transactions en temps quasi réel. Un temps d’attente ou des réponses peu fiables et incohérentes (même pendant les périodes de forte demande et d’utilisation) peuvent détourner définitivement un client. De plus, de fortes pointes dans les besoins de calcul peuvent causer des dégâts à un serveur interne ou à un système de serveur si la demande entrante (ou « charge ») est trop élevée pour être facilement prise en charge.

Les avantages de l’utilisation d’un équilibreur de charge sont les suivants :

• Disponibilité des applications : les utilisateurs, tant internes qu’externes, doivent pouvoir compter sur la disponibilité des applications. Si une application ou une fonction est en panne, en retard ou gelée, un temps précieux est perdu et une source potentielle de friction est introduite, qui pourrait pousser un client vers un concurrent.
• Évolutivité des applications : imaginez que vous dirigez une société de billetterie et que des billets pour un spectacle populaire sont annoncés comme étant disponibles à une certaine date et à une certaine heure. Des milliers de personnes, voire plus, pourraient essayer d’accéder à votre site pour acheter des billets. Sans répartiteur de charge, votre site serait limité à ce que votre seul/premier serveur peut accueillir, ce qui ne sera probablement pas beaucoup avec une telle demande. Au lieu de cela, vous pouvez planifier ce pic de trafic en ayant un répartiteur de charge pour diriger les demandes et le trafic vers d’autres surfaces de calcul disponibles. Cela signifie que plus de clients peuvent obtenir les billets souhaités.
• Sécurité applicative : l’équilibrage de charge permet également aux organisations de faire évoluer leurs solutions de sécurité. L’un des principaux moyens consiste à répartir le trafic entre plusieurs systèmes dorsaux, ce qui permet de minimiser la surface d’attaque et rend plus difficile l’épuisement des ressources et la saturation des liaisons. Les équilibreurs de charge peuvent également rediriger le trafic vers d’autres systèmes si l’un d’entre eux est vulnérable ou compromis. En outre, les équilibreurs de charge peuvent offrir une couche supplémentaire de protection contre les attaques DDoS en réacheminant le trafic entre les serveurs si un serveur en particulier devient vulnérable.
• Performances des applications : Toutes les actions ci-dessus permettent à un équilibreur de charge d’améliorer les performances des applications. En renforçant la sécurité, en optimisant le temps de fonctionnement et en permettant l’évolutivité en cas de pics de demande, les équilibreurs de charge permettent à vos applications de fonctionner comme prévu et comme vous et vos clients le souhaitez.

Il existe deux types d’algorithmes d’équilibrage de charge en termes de fonctionnement : statique et dynamique. L’équilibrage de charge statique mesure la charge entrante sur un serveur à l’aide d’algorithmes qui disposent d’informations sur la capacité de performance des serveurs existants dans le réseau distribué. L’équilibrage de charge dynamique permet d’identifier dynamiquement la quantité de charge qui doit être déchargée pendant l’exécution et le système qui doit supporter la charge. Il est conçu pour les systèmes dont la charge entrante fluctue fortement.

Voici quelques-uns des types d’algorithmes de répartition de charge les plus courants.

• Round robin : cet algorithme envoie le trafic à une liste de serveurs à tour de rôle en utilisant le système de noms de domaine (DNS). (Remarque : l’équilibrage de la charge DNS peut également être une solution dynamique.)
• Threshold : cet algorithme distribue les tâches en fonction d’une valeur seuil fixée par l’administrateur.
• Random with two choices : l’algorithme « puissance deux » sélectionne deux serveurs au hasard et envoie la requête à celui qui est sélectionné en appliquant ensuite l’algorithme Least Connections ou l’algorithme Least Time, s’il a été configuré.
• Least connections : une nouvelle demande est envoyée au serveur qui a le moins de connexions en cours avec des clients. La capacité de calcul relative de chaque serveur est prise en compte pour déterminer celui qui a le moins de connexions ou qui utilise le moins de bande passante ou de ressources.
• Least time : dans cet algorithme, une requête est envoyée au serveur sélectionné par une formule qui combine le temps de réponse le plus rapide et le moins de connexions actives.
• URL hash : cet algorithme génère une valeur de hachage sur la base de l’URL présente dans les requêtes des clients. Celles-ci sont transmises aux serveurs en fonction de la valeur de hachage. L’équilibreur de charge met en cache la valeur de hachage de l’URL, de sorte que les requêtes ultérieures utilisant la même URL aboutissent à une correspondance avec le cache et sont transmises au même serveur.
• Source IP hash : cet algorithme utilise les adresses IP source et de destination du client pour générer une clé de hachage unique permettant de lier le client à un serveur particulier. Comme la clé peut être régénérée en cas de déconnexion de la session, cela permet de rediriger les requêtes de reconnexion vers le même serveur que celui qui a été utilisé précédemment.
• Consistent hashing : cet algorithme fait correspondre les clients et les serveurs à une structure en anneau, chaque serveur se voyant attribuer plusieurs points sur l’anneau en fonction de sa capacité. Lorsqu’une requête d’un client arrive, elle est hachée à un point de l’anneau, puis acheminée dynamiquement dans le sens des aiguilles d’une montre jusqu’au prochain serveur disponible.

L’équilibrage de charge fonctionne en répondant de manière statique ou dynamique à une demande d’un utilisateur et en distribuant cette demande à l’un des serveurs dorsaux capables de répondre à la demande. Si l’un des serveurs tombe en panne, l’équilibreur de charge redirige le trafic vers les serveurs restants en ligne.

Exemple d’équilibrage de charge statique : une entreprise héberge un site web dont le contenu est essentiellement statique. Ce scénario est idéal pour un équilibreur de charge statique, car les besoins en trafic sont prévisibles et cohérents. L’entreprise peut utiliser deux serveurs web identiques (ou plus) sur lesquels l’équilibreur de charge statique peut répartir le trafic.

Exemple d’équilibrage de charge dynamique : une entreprise connaît des hausses, des pics et des baisses de trafic. Certains sont prévisibles, d’autres non. Ces organisations bénéficieraient d’un équilibrage dynamique de charge. Il peut s’agir d’un détaillant en ligne qui annonce les heures et les dates du Black Friday ; d’une entreprise de soins de santé qui vient d’annoncer qu’elle peut prendre des rendez-vous en ligne pour un vaccin saisonnier ; d’une agence gouvernementale de chômage qui exige que les bénéficiaires de l’assurance chômage déposent une demande hebdomadaire un certain jour de la semaine ; d’une organisation de secours qui peut avoir besoin de répondre rapidement en ligne à une catastrophe naturelle. Certains de ces hausses et pics de trafic et de demande peuvent être planifiés, mais d’autres non. Dans ces scénarios, un algorithme d’équilibrage dynamique de charge aidera à garantir l’accès aux applications et aux ressources lorsque les clients et les utilisateurs en ont le plus besoin.

Il existe d’autres types de solutions d’équilibreurs de charge, qui peuvent être utilisés seuls ou en réseau avec des équilibreurs de charge natifs du cloud. En voici quelques exemples.

Équilibreur de charge matériel : un équilibreur de charge matériel est un dispositif physique doté d’un système d’exploitation spécialisé qui peut être programmé pour répartir le trafic web entre plusieurs serveurs d’application, généralement sur site.

Équilibreur de charge logiciel : un équilibreur de charge logiciel fonctionne comme un équilibreur de charge physique, mais il s’exécute sur des programmes logiciels. Le logiciel maintient les applications disponibles pour tous les types de demandes de trafic, en utilisant l’équilibrage de charge statique et dynamique pour éliminer les points de défaillance uniques.

Équilibreur de charge virtuel : l’équilibreur de charge virtuel est un type d’équilibreur de charge qui combine des équilibreurs de charge matériels et logiciels. Il utilise un logiciel de contrôleur de fourniture d’applications qui aide à répartir la charge du trafic réseau entre les serveurs dorsaux matériels.