Équilibreurs de charge : pour que vous puissiez améliorer les performances de votre site Web

Chaque fois que nous voulons nous connecter à Internet, nous avons besoin que les sites Web soient accessibles le plus rapidement possible, pour avoir la meilleure expérience utilisateur. Cependant, nous devons nous rappeler que ces sites Web sont hébergés sur des serveurs Web et que ceux-ci, à leur tour, ont une limite de capacité. Un site Web très demandé ne pourrait pas vraiment survivre sans un équilibreur de charge . Cet outil permet au site Web que nous gérons d’être toujours disponible et de pouvoir répondre à toutes les demandes à la vitesse maximale possible. Ce didacticiel expliquera comment un équilibreur de charge, ou également connu sous le nom d’ équilibreur de charge , peut améliorer les performances de votre site Web.

Les sites Web qui offrent des services tels que les achats en ligne, la presse en ligne ou les services multimédias ont une forte demande de trafic presque continuellement, surtout le soir, c’est-à-dire quand il y a plus de trafic Internet parce que tout le monde est chez lui pour se reposer d’une dure journée travail. Les serveurs Web sont principalement responsables du fait que lorsque nous visitons un certain site Web, le chargement de la page est très rapide pour offrir la meilleure expérience utilisateur possible.

Chacune des entreprises en ligne ( e-commerce ) doit garder à l’esprit qu’il est obligatoire de disposer de serveurs web performants et à haute disponibilité. Quelques brefs événements de lenteur ou d’absence d’accès aux sites marchands, voire des problèmes de paiement, peuvent influencer la décision du client de refaire ses achats sur ces sites.

Comment un équilibreur de charge peut-il vous aider ?

Si vous êtes responsable de l’infrastructure qui donne vie aux sites Web à forte demande tels que le commerce électronique et que vous souhaitez vous assurer que les serveurs Web maintiennent des niveaux de service élevés, vous devez prendre en compte la mise en place d’une infrastructure avec équilibrage de charge, ou également connu sous le nom d’ équilibrage de charge .

À quoi servent-ils? Ceux-ci garantissent que le trafic Web n’est pas concentré sur un seul serveur, qui finit par être saturé en raison des milliers de requêtes par seconde qu’il reçoit de différents clients. À son tour, cette saturation entraîne une extrême lenteur des sites Web ou tout simplement, qu’elle ne soit pas disponible et renvoie une erreur. En fait, le «rôle» de Load Balancer peut être rempli par un serveur Web lui-même. Au lieu d’investir constamment dans l’acquisition d’un seul serveur de capacité croissante, vous pourriez opter pour deux ou plusieurs serveurs  aux performances identiques afin d’équilibrer le trafic dans chacun d’eux.

Pour appliquer ce processus d’ équilibrage , il est d’usage d’opter pour la fonctionnalité DNS Round-Robin pour répartir uniformément les requêtes des clients vers les serveurs web. Le résultat est une performance et une disponibilité constantes du serveur. L’inconvénient de ce processus est qu’il n’est pas applicable dans un scénario où les serveurs ont des fonctionnalités et des capacités différentes . Round-Robin traite tous les serveurs disponibles de manière équitable et ne vérifie pas s’ils fonctionnent ou s’ils ne sont pas disponibles.

En conséquence, les différents prestataires ont appliqué des améliorations. Ils l’ont fait en créant des outils qui garantissent que les serveurs sont tolérants aux pannes : les équilibreurs de charge . Ceci, en redirigeant le trafic et les clients d’un serveur défaillant vers un autre disponible. Ainsi, les utilisateurs percevront très peu de désagréments et zéro panne. Ces outils peuvent être utilisés à la fois dans plusieurs environnements de sites Web, ainsi que dans ceux qui n’en ont qu’un.

Schéma de fonctionnement

Comme nous l’avons mentionné, un équilibreur de charge est un outil qui dirige un client vers le serveur Web qui présente la disponibilité la plus élevée parmi ceux qui ont le même contenu. Ce processus est totalement transparent pour quiconque accède à un certain site, nous ne pouvons donc pas le détecter à l’œil nu. Nous pouvons utiliser ce schéma pour mieux comprendre son fonctionnement :

• Il existe deux serveurs Web qui sont chargés d’alimenter un seul site Web. Les adresses IP sont :
  
  • 192.168.0.4 pour le serveur web1.example.com
  • 192.168.0.5 pour le serveur web2.example.com
• Un équilibreur de charge est implémenté avec le nom d’hôte virtuel www.example.com et son IP virtuelle 192.168.0.10. Cet hôte virtuel, avec nom et IP virtuelles, est ce qui servira au serveur DNS pour résoudre l’accès au site «exemple»
• Une personne souhaite accéder à www.example.com , alors ce qui se passe, c’est qu’elle fait en fait une demande pour accéder à l’équilibreur de charge des serveurs qui hébergent à l’origine le site Web.
• Cet équilibreur de charge vérifie maintenant quel serveur Web est disponible pour la demande de l’utilisateur. Une fois cela fait, le serveur choisi reçoit la requête.
• Une fois celle-ci traitée, le serveur répond lui-même à la demande en donnant accès au site www.example.com . Cela pourrait changer selon la façon dont il a été mis en œuvre.

Types d’équilibreurs de charge

Ils sont essentiellement classés en trois types :

• Type de matériel : Il se compose d’un serveur dédié avec un système d’exploitation spécifique et d’un logiciel pour effectuer le processus d’équilibrage de charge. Ce serveur intègre les serveurs web à l’aide de solutions Plug and Play, ce qui signifie que dès qu’ils sont connectés, ils fonctionnent avec peu ou pas de pré-réglages.
• Type de commutateur : un équilibreur de charge de ce type a besoin d’un commutateur de couche 2 ou de couche 3 pour l’intégration du processus d’équilibrage. Aucun périphérique intermédiaire n’est nécessaire entre le commutateur et le serveur Web.
• Basé sur un logiciel : dans ce cas, vous n’avez pas besoin de modifier les fonctionnalités de connectivité réseau. Vous pouvez installer le logiciel à cet effet sur les serveurs Web eux-mêmes. Cependant, vous pouvez opter pour un serveur dédié pour remplir le rôle d’équilibreur de charge.

Dans tous les cas, l’objectif fondamental est rempli : surveiller la capacité des serveurs Web, la sélection du serveur approprié pour les demandes de chaque client et la redirection du trafic entre le client et le serveur.

Comment rediriger le trafic

Comme nous le savons déjà, l’un des principaux objectifs d’un équilibreur de charge est de rediriger le trafic client vers le serveur approprié. Ensuite, nous partagerons comment ils le font :

TAPIS

Cette abréviation signifie M edia de contrôle d’ accès A de T de ONVERSION. Cette méthode nécessite que chaque serveur Web utilise l’adresse IP de l’équilibreur de charge comme adresse d’interface de bouclage, en plus de sa propre adresse IP. Lorsque l’équilibreur de charge reçoit la demande du client, il commence à sélectionner le serveur Web approprié. Ensuite, il modifie l’adresse MAC de destination dans le paquet de données qui constitue la demande du client en celle du serveur Web choisi. Ensuite, cette demande se rend au serveur, qui contient l’adresse IP du client en tant que données. De cette façon, il garantit une réponse directe à celui-ci.

Un point à considérer est que chaque fois que le serveur Web «choisi» répond à la demande du client, il masque son IP d’origine avec celle correspondant à son équilibreur de charge. Comme si le client lui avait fait une demande à l’origine.

NAT

La méthode consiste à changer l’adresse IP de destination de la requête du client. A l’origine, ce dernier cible l’IP de l’équilibreur de charge. Cependant, le processus populaire «nateo» modifie cette IP et attribue celle correspondant au serveur «choisi». Ce processus est effectué par l’équilibreur de charge lui-même à l’aide de l’adresse IP qui lui est attribuée. De plus, au milieu de ce processus, l’adresse IP source est celle de l’équilibreur de charge plutôt que l’adresse IP du client. Une fois que l’équilibreur de charge a redirigé la réponse vers le client, il remplace l’adresse IP de destination par celle correspondant au client. Par conséquent, l’adresse IP source est celle de l’équilibreur de charge.

Ce qui est réalisé, c’est de masquer l’adresse IP d’origine du serveur Web, afin qu’elle ne soit pas visible pour les clients. Ainsi, les serveurs Web peuvent utiliser n’importe quelle IP, même si elle est privée. Ces serveurs n’ont pas besoin de se connecter directement au load balancer au sens d’appartenir au même segment de réseau local. Tant que les serveurs Web et les équilibreurs de charge peuvent communiquer à l’aide de routes statiques ou de protocoles de routage réseau, cela n’est pas nécessaire.

Passerelle TCP

Dans cette méthode, les équilibreurs de charge doivent rediriger le trafic au niveau de la couche TCP et plus. Celui-ci et le client effectuant la demande de connexion établissent une connexion TCP . Ainsi, l’équilibreur de charge reçoit déjà les données de la demande avant de rechercher le serveur le plus approprié. L’équilibreur de charge établit alors une connexion TCP avec le serveur déjà désigné pour transmettre la requête du client. Un tel équilibreur de charge transmet également la réponse du serveur au client via la connexion TCP. Ainsi, nous voyons que le protocole TCP agit comme un intermédiaire entre les serveurs de destination potentiels, l’équilibreur de charge et le client.

Comme on peut le voir, le rôle d’un load balancer est devenu de plus en plus essentiel. Principalement parce que les sites Web ont de plus en plus de demandes de clients, c’est-à-dire de plus en plus d’utilisateurs qui souhaitent accéder aux différentes pages. Non seulement le e-commerce est l’un des secteurs qui doit adopter ce type d’outil, mais aussi tout autre qui connaît chaque jour un fort trafic d’utilisateurs.