Cân bằng tải là gì?

Cân bằng tải hay load balancing là phương pháp xử lý tình trạng máy chủ tải chậm khi có quá nhiều người truy cập. Đây là một trong những tính năng rất quan trọng cho những lập trình viên mạng và là một yếu tố người dùng nên quan tâm khi thuê hosting hoặc máy chủ để lưu trữ website. Vậy nên hãy đọc bài viết này để hiểu cân bằng tải là gì? Lợi ích của cân bằng tải ra sao và các thuật toán cân bằng tải được sử dụng như thế nào. 

I. Cân bằng tải là gì 

Cân bằng tải là một phương pháp giúp phân chia nhằm cân bằng  dữ liệu tải trên một cụm máy chủ nhằm hạn chế tình trạng vượt quá lưu lượng cho phép. Việc sử dụng cân bằng tải giúp tối đa hóa thông lượng và các nguồn lực nhằm đảm bảo xử lý kịp thời các yêu cầu của người truy cập. 

Ví dụ, khi có quá nhiều người truy cập vào website nhanhoa.com máy chủ chính sẽ gặp tình trạng tải chậm hoặc nghẽn. Tuy nhiên mọi yêu cầu của người dùng vẫn được xử lý kịp thời do có tính năng cân bằng tải trên máy chủ giúp phân chia các yêu cầu này về các máy chủ khác trong cụm. 

Xem thêm: Máy chủ là gì? 

II. Lợi ích của cân bằng tải (load balancing)

1. Hạn chế tính trạng quá tải trên máy chủ, đáp ứng nhanh yêu cầu của người dùng. 

Quy trình để truy cập bất kỳ thông tin nào trên website như sau 

Nhập truy cập trên trình duyệt > trình duyệt gửi yêu cầu đến máy chủ > máy chủ xử lý yêu cầu > trả kết quả cho trình duyệt > trình duyệt trả kết quả cho người truy cập 

Chính vì thế khi có quá nhiều yêu cầu máy chủ không thể xử lý kịp thời được.  Nhưng có tính năng cân bằng tải thì yêu cầu sẽ được phân chia đến các máy chủ khác và đáp ứng nhanh mọi yêu cầu của người dùng. 

2. Cân bằng tải giúp tăng uy tín website 

Sẽ không có người dùng nào cảm thấy thoải mái khi một website tải chậm, thông thường chỉ mất 3s là người dùng sẽ thoát trang khi không tìm được nội dung mong muốn. Chính vì thế cân bằng tải giúp đảm bảo thời gian này ngắn nhất có thể và giữ khách hàng ở web lâu hơn. Website khi đó cũng trở nên uy tín hơn. 

Xem thêm: Dịch vụ tối ưu website theo yêu cầu

3. Hệ thống máy chủ khi có cân bằng tải sẽ có giá trị cao hơn.

Sử dụng cân bằng tải giúp tăng tính giá trị cho hệ thống do hạn chế tối đa sự cố và sai sót khi cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu. 

4. Tăng tính bảo mật cho hệ thống máy chủ. 

Khi được trang bị tính năng cân bằng tải quy trình truy vấn của người dùng thay đổi như sau 

Đặt truy vấn > trình duyệt gửi yêu cầu đến máy chủ> yêu cầu đi qua cân bằng tải > cân bằng tải phân chia yêu cầu về các máy chủ > máy chủ xử lý yêu cầu

Khi đó, người dùng sẽ không thể giao tiếp trực tiếp với máy chủ, các thông tin về cấu trúc mạng nội bộ cũng được ẩn đi từ đó tính bảo mật của hệ thống sẽ cao hơn. Ngăn chặn tối đa các cuộc tấn công trên mạng hoặc khả năng truy cập vào dịch vụ không liên quan đến yêu cầu.

III. Cân bằng tải sử dụng những thuật toán nào?

Để có thể cân bằng tải, tính năng này chắc chắn cần sở hữu các thuật toán riêng và dưới đây là những thuật toán cần biết về cân bằng tải. 

1. Thuật toán Least Connection

Thuật toán giúp tính số lượng kết nối đến máy chủ sau đó cân bằng, nó giúp máy chủ hoạt động với các yêu cầu kết nối nhỏ nhất. 

2. Thuật toán Weights Least Connection

Tính năng này của thuật toán này giống với Least Connection tuy nhiên người dùng có thể cấu hình để ưu tiên hoạt động cho 1 máy chủ trong cụm. 

3. Thuật toán Round Robin

Thuật toán giúp sắp xếp các máy chủ theo hàng ngang hoặc vòng tròn nhằm đảm bảo mỗi máy chủ khi đang xử lý 1 yêu cầu sẽ không cần nhận thêm yêu cầu nào khác. 

Ví dụ 1 cụm máy chủ gồm 3 máy chủ là 1, 2, 3. 

Yêu cầu A được gửi đến máy chủ 1 

Yêu cầu B sẽ được gửi đến máy chủ 2 

Yêu cầu C sẽ được gửi đến máy chủ 3 

Và yêu cầu D sẽ quay lại máy chủ 1

Khi đó tất cả các máy chủ trong cụm đều được phân chia xử lý các yêu cầu bằng nhau. 

4. Thuật toán Weight Round Robin 

Thuật toán này có tính năng giống với thuật toán Round Robin tuy nhiên người dùng có thể cài đặt cho một máy chủ làm máy chủ chính để sử dụng thường xuyên hơn. 

5. Thuật toán Least Response Time

Thuật toán giúp chọn máy chủ với thời gian đáp ứng yêu cầu ngắn nhất.

Tùy vào phần mềm hoặc phần cứng của máy chủ được cân bằng tải sẽ có các thuật toán khác,  tuy nhiên đây là những thuật toán phổ biến nhất phục vụ tính năng cân bằng. 

Các giao thức có thể cài đặt cân bằng tải

Giao thức hay giao thức kết nối là cách mà trình duyệt giao tiếp và gửi yêu cầu đến máy chủ. Có một vài giao thức phổ biến như Http, Https, hay WebSocket ws, wss,...

Và người quản trị cân bằng tải có thể cài đặt Load balance trên các giao thức sau  

- Http

- Https

- TCP 

- UDP

IV. Các phương pháp cân bằng tải đang được sử dụng hiện nay 

1. Round Robin DNS 

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản và dễ sử dụng bởi hoạt động theo thuật toán Round Robin xoay vòng ở trên. Đặc biệt rất thích hợp cân bằng tải cho các máy chủ theo khu vực địa lý. 

Điển hình là Trung tâm Internet Việt Nam - Vnnic đang dùng Round Robin DNS để cân bằng tải truy vấn DNS.vn cho các cụm máy chủ thuộc khu vực Hà Nội và Hồ Chí Minh.  

2. Cân bằng tải bằng thiết bị chuyên dụng 

Khi đó cân bằng tải sẽ được thực hiện bằng phần cứng của máy chủ, phần cứng này sẽ tạo một địa chỉ IP ảo với mạng bên ngoài và kết nối với các máy chủ bên trong cụm. Người truy cập sẽ không thể giao tiếp với máy chủ bên trong mà chỉ kết nối đến địa chỉ ảo được tạo trên thiết bị cân bằng tải. 

Một số thiết bị tải chuyên dụng có thể kể đến như Cisco ACS, Cisco CSS giúp cân bằng tải máy chủ trong từng cụm máy chủ DNS quốc gia. 

3. Phương pháp cân bằng tải sử dụng công nghệ DNS Anycast 

Phương pháp này thường được dùng để đảm bảo khi có truy vấn yêu cầu sẽ được chuyển đến và xử lý bởi máy chủ gần nhất. Công nghệ DNS Anycast hay được triển khai trên các cụm máy chủ đặt ở nước ngoài nhiều hơn. 

Lời kết

Ở bài viết trên Nhân Hòa đã giải thích chi tiết về cân bằng tải (load balancing) là gì, có lợi ích như thế nào, cân bằng tải sử dụng thuật toán nào và các phương pháp cân bằng tải được dùng hiện nay. Hiểu về kiến thức này giúp các nhà quản trị server tối ưu tốc độ tải nhanh hơn và khách hàng sử dụng dịch vụ máy chủ riêng cũng dễ dàng hiểu được quy trình truyền dữ liệu hơn. Hiện tất cả các máy chủ của Nhân Hòa đều hỗ trợ tính năng cân bằng tải. Khách hàng có nhu cầu đặt máy chủ có thể tham khảo bảng giá sau. 

Bảng giá thuê máy chủ 

Bên cạnh đó, các dịch vụ mua tên miền, thuê hosting, thuê vps, email theo tên miền của Nhân Hòa cũng đang chiếm ưu thế lớn trên thị trường. Mọi người có nhu cầu sử dụng dịch vụ liên hệ với Nhân Hòa theo địa chỉ sau

+ Fanpage: https://www.facebook.com/nhanhoacom

+ Chỉ đường: https://g.page/nhanhoacom

+ Chương trình khuyến mãi mới nhất: https://nhanhoa.com/khuyen-mai.html

————————————————————

CÔNG TY TNHH PHẦN MỀM NHÂN HÒA

https://nhanhoa.com

Hotline: 1900 6680

Trụ sở chính: Tầng 4 – Tòa nhà 97-99 Láng Hạ, Đống Đa, Hà Nội

Tel: (024) 7308 6680 – Email: sales@nhanhoa.com

Chi nhánh TP. Hồ Chí Minh: 270 Cao Thắng (nối dài), Phường 12, Quận 10, Tp.HCM

Tel: (028) 7308 6680 – Email: hcmsales@nhanhoa.com

Chi nhánh Vinh – Nghệ An: Tầng 2 Tòa nhà Sài Gòn Sky, ngõ 26 Nguyễn Thái Học, phường Đội Cung, TP. Vinh, Nghệ An

Tel: 0915221384 – Email: contact@nhanhoa.com