Así, el balanceo de carga utiliza un dispositivo, ya sea físico o virtual, para identificar en tiempo real qué servidor puede desarrollar mejor determinada solicitud de un cliente, garantizando a su vez que el tráfico pesado de la red no se concentre en un solo servidor.

De igual forma, además de maximizar la capacidad de la red y garantizar un alto rendimiento, también actúa si falla un servidor redirigiendo inmediatamente sus cargas de trabajo a un servidor de respaldo, mitigando así el impacto en los usuarios finales

¿Cómo funciona el equilibrio de carga?

• Los balanceadores de carga manejan las solicitudes entrantes de los usuarios de información y otros servicios.
• Una vez se recibe una solicitud, el balanceador de carga determina primero qué servidor en un grupo está disponible y en línea; luego, enruta la solicitud a ese servidor.
• En tiempos de cargas pesadas, un balanceador de carga actúa rápidamente y puede agregar dinámicamente servidores, como respuesta a los picos del tráfico.
• Igualmente, si la demanda es baja, los balanceadores de carga pueden descartar servidores.

Tipos de balanceadores de carga

Dependiendo de las necesidades de una red, se pueden implementar varios tipos de balanceadores de carga con diferentes capacidades de almacenamiento, funcionalidades y complejidades.

Así, un balanceador de carga puede ser un dispositivo físico, una instancia de software o una combinación de estos. Veamos dos tipos de balanceadores de carga:

• Equilibrador de carga de hardware: es un dispositivo de hardware con software especializado y patentado que está diseñado para manejar cantidades masivas de tráfico de aplicaciones. Tienen una capacidad de virtualización integrada y permiten el uso de varias instancias de un balanceador de carga virtual en un solo dispositivo.
• Equilibrador de carga de software: el equilibrio de carga de software se ejecuta en máquinas virtuales (VM) o servidores de caja blanca, muy probablemente como una función de controlador de entrega de aplicaciones (ADC). Los ADC suelen ofrecer características adicionales, incluido el almacenamiento en caché, la compresión y la configuración del tráfico. Igualmente, puede ofrecer un alto grado de flexibilidad; por ejemplo, permite a los usuarios escalar automáticamente —hacia arriba o hacia abajo— para reflejar los picos de tráfico o la disminución de la actividad de la red.

Equilibrio de carga basado en la nube

El equilibrio de carga en la nube utiliza la nube como su infraestructura subyacente para equilibrar los entornos informáticos en la nube.

Veamos algunos ejemplos:

• Equilibrio de carga de red. Esta es la opción de equilibrio de carga más rápida disponible. Opera en la capa 4 del modelo OSI y utiliza información de la capa de red para transportar el tráfico de red.
• Equilibrio de carga HTTP seguro. Permite a los administradores de red distribuir el tráfico en función de la información procedente de la dirección HTTP. Se basa en la capa 7 y es una de las opciones más flexibles.
• Equilibrio de carga interna. Es similar al equilibrio de carga de la red, pero también puede equilibrar la distribución del tráfico en la infraestructura interna.

Algoritmos de equilibrio de carga

Son los que determinan cuáles servidores reciben solicitudes de clientes entrantes específicas. Hay dos tipos principales de algoritmos de equilibrio de carga: estáticos y dinámicos.

Algoritmos de equilibrio de carga estática

• El enfoque basado en hash de IP calcula el servidor preferido de un cliente determinado en función de las claves designadas, como los encabezados HTTP o la información de la dirección IP. Este método es compatible con la persistencia de la sesión o adherencia, lo cual beneficia a las aplicaciones que dependen de la información de estado almacenada específica del usuario, como los carritos de pago en el comercio electrónico.

• El método round-robin pasa por todos los servidores disponibles en orden secuencial y distribuye el tráfico a una lista de servidores en rotación, utilizando el sistema de nombres de dominio (DNS). Un servidor de nombres autorizado lleva una lista de diferentes registros “A” y proporciona uno en respuesta a cada consulta de DNS.

• El enfoque de turno rotativo ponderado permite a los administradores asignar distintos pesos a cada servidor, de tal forma que a los servidores que pueden manejar más tráfico se les asigna más, en función de su peso. La ponderación se configura dentro de los registros DNS.

Algoritmos de equilibrio de carga dinámica

• El método de menor cantidad de conexiones favorece a los servidores con la menor cantidad de transacciones en curso, y verifica y envía tráfico a aquellos servidores que tienen la menor cantidad de conexiones abiertas. Este algoritmo asume que todas las conexiones requieren casi la misma potencia de procesamiento.
• El método de conexión mínima ponderada asume que algunos servidores pueden manejar más tráfico en comparación con otros. Por lo tanto, permite a los administradores asignar diferentes pesos a cada servidor.
• El enfoque de tiempo de respuesta ponderado utiliza los promedios de tiempo de respuesta de cada servidor y los combina con la cantidad de conexiones que cada servidor tiene abiertas para encontrar el mejor destino para enviar tráfico. Este algoritmo garantiza un servicio más rápido, ya que envía tráfico a los servidores con el tiempo de respuesta más ágil.
• El algoritmo basado en recursos distribuye la carga según la disponibilidad de recursos en cada servidor en ese momento. Antes de la distribución del tráfico, consulta un software especializado, llamado agente, que se ejecuta en cada servidor para medir la disponibilidad de la unidad central de procesamiento y la memoria.

Beneficios del equilibrio de carga

Las organizaciones que administran varios servidores pueden beneficiarse enormemente del balanceo de carga de su tráfico de red. Las principales ventajas de usar balanceadores de carga son:

• Escalabilidad mejorada. Los balanceadores de carga pueden escalar la infraestructura del servidor bajo demanda según los requisitos de la red, sin afectar los servicios. Por ejemplo, si un sitio web comienza a atraer a una gran cantidad de visitantes, puede provocar un aumento repentino en el tráfico. Si el servidor web no puede administrar esta afluencia repentina, el sitio web podría bloquearse. El equilibrio de carga puede distribuir el tráfico adicional entre varios servidores, evitando que esto suceda.
• Eficiencia mejorada. Debido a la carga reducida de tráfico en cada servidor, el tráfico de red fluye mejor y optimiza los tiempos de respuesta. Esto genera una mejor experiencia para los visitantes del sitio.
• Reducción del tiempo de inactividad. Las empresas con presencia global y múltiples ubicaciones en diferentes zonas horarias se pueden beneficiar del balanceo de carga, especialmente en lo que respecta al mantenimiento del servidor. Por ejemplo, una empresa puede apagar el servidor que necesita mantenimiento y enrutar el tráfico hacia los otros balanceadores de carga disponibles, sin causar interrupciones en el servicio o tiempo de inactividad.
• Análisis predictivo. El equilibrio de carga puede proporcionar una detección temprana de fallas y ayudar a administrarlas, sin afectar otros recursos. Por ejemplo, los balanceadores de carga basados ​​en software pueden predecir cuellos de botella en el tráfico, antes de que sucedan.
• Gestión eficiente de fallas. En caso de falla, los balanceadores de carga pueden redirigir automáticamente el tráfico a recursos funcionales y opciones de respaldo. Por ejemplo, si se detecta una falla en un recurso de red, como un servidor de correo, los balanceadores de carga pueden redistribuir los recursos a otras áreas no afectadas para evitar la interrupción del servicio.
• Seguridad mejorada. Los balanceadores de carga agregan una capa adicional de seguridad sin requerir cambios o recursos adicionales. A medida que más computación se traslada a la nube, los balanceadores de carga se equipan con funciones de seguridad, como la de descarga. Esto defiende a una organización contra ataques distribuidos de denegación de servicio, al transferir el tráfico de ataque desde el servidor corporativo a un proveedor de nube pública.

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