Load Balancing: Mehr Verfügbarkeit und Performance im Unternehmensnetzwerk!

In der derzeitigen sich rasch verändernden Geschäftswelt, setzen zunehmend mehr Firmen auf webbasierte Services sowie E-Commerce-Angebote, um mit den Entwicklungen Schritt zu halten sowie ihre Geschäftstätigkeiten besser und effektiver zu gestalten. Dennoch führt der wachsende Netzwerkverkehr zu einer höheren Belastung der IT-Landschaft und damit zu potenziellen Engpässen, Verzögerungen oder auch Dienstunterbrechungen. Um zu garantieren, dass Webanwendungen und Webdienste auch bei hohen und unplanmäßigen Lastspitzen eine hohe Verfügbarkeit und optimale Leistung aufweisen, ist der Gebrauch von Load Balancing unerlässlich. Aber was ist „Load Balancing“ überhaupt? Wie wirkt es und warum ist der Gebrauch leistungsstarker Load Balancer für moderne Firmen essentiell? Der folgende Artikel bringt Antworten auf diese Unklarheiten und gibt Ihnen einen detaillierten Überblick über das Thema.

Die Businesswelt verändert sich heutzutage rascher als je zuvor. Fortschrittliche digitale Technologien eröffnen Unternehmen fast unerschöpflichen Zugang zu exquisiten Informationsquellen wie auch Ressourcen, welche zur effizienteren Strukturierung von Interaktionen, Kommunikationsprozessen und Geschäftstätigkeiten gebraucht werden können. Insbesondere der wachsende Gebrauch webbasierter Services und E-Commerce-Angebote unterstreicht diese Dynamik merklich.

Aktuelle Prognosen gehen davon aus, dass der E-Commerce-Markt zwischen 2022 und 2027 mit einer mittleren jährlichen Rate von 27,15 % 

(https://www.technavio.com/report/e-commerce-market-industry-analysis&nowebp) steigen wird. In diesem Zeitraum wird die Marktgröße voraussichtlich um 12.951,56 Milliarden USD ansteigen.

Mit diesem Fortschritt wachsen jedoch ebenso die Wünsche der Nutzer an die Nutzbarkeit sowie Leistung von Webanwendungen wie auch Webdiensten. Das erhöht wiederum die Netzwerklasten und somit die Gefahr von Überlastungen, Verzögerungen oder Dienstunterbrechungen. Eine Option, dem Ganzen entgegenzuwirken, ist die Beschaffung von kostspieliger und leistungsstärkerer Servertechnologie. Es existiert jedoch eine ebenso leistungsfähige Alternative – der Einsatz von Load Balancing.

Load Balancing: Eine Definition!

Load Balancing, ebenfalls Lastenausgleich genannt, ist eine Verfahrensweise zur Verteilung von Netzwerkverkehr oder auch Arbeitslasten auf mehrere Hardware-Ressourcen wie Computer, Server oder auch Netzwerkgeräte. Dabei geht es primär darum, Überlastungen und Ausfälle einzelner Ressourcen zu umgehen sowie gleichzeitig die Gesamtleistung, Effizienz und Kapazität der vorhandenen IT-Infrastruktur zu verbessern.

Dabei kann das Load Balancing auf verschiedenen Ebenen durchgeführt werden, etwa auf der Netzwerkebene, auf der Anwendungsebene oder auf der Serverebene.

• Netzwerkebene: Auf der Netzwerkebene wird der Netzwerkverkehr auf unterschiedliche Netzwerkgeräte wie Router oder auch Switches verteilt. 
• Anwendungsebene: Auf der Anwendungsebene werden Anfragen an verschiedene Server geleitet, aufbauend auf der Art der Anfrage oder anderweitigen Faktoren. 
• Serverebene: Auf der Serverebene werden Anfragen auf unterschiedliche Vorgänge oder Threads aufgeteilt, die auf einem Server durchgeführt werden.

Wie funktioniert Load Balancing?

Um die Netzwerklast optimal zu verteilen und eine effiziente Nutzung der möglichen IT-Ressourcen zu gewährleisten, werden sogenannte Load Balancer und verschiedene Algorithmen gebraucht, welche auf dem Domain Name System (DNS) basieren.

Bei Load Balancern handelt es sich um Hardware-Geräte oder Software-Lösungen, die den ankommenden Netzwerkverkehr auf verschiedene IT-Ressourcen wie Server, Router sowie Firewalls aufteilen, um eine perfekte Lastverteilung zu erreichen wie auch die Nutzbarkeit der Anwendung zu optimieren.

Die Arbeitsweise eines Load Balancers beinhaltet hierbei in der Regel die aufgezählten Schritte:

1. Der Load Balancer empfängt eine Mail eines Clients.
2. Der Load Balancer wählt aufgrund von Algorithmen, welcher Server die Anfrage verarbeiten soll. 
3. Der Load Balancer führt die Anfrage an den ausgewählten Server weiter.
4. Der Server überarbeitet die Anfrage und schickt die Antwort an den Load Balancer zurück.
5. Der Load Balancer sendet die Antwort an den Client.

Der Prozess wird für jegliche Anfrage durchlaufen. Wenn einer der Server nicht funktioniert, kann der Load Balancer automatisch erkennen, dass der Server nicht mehr verfügbar ist und die Anfragen an andere Server umleiten, um die Auslastung auf mehrere Server zu verteilen und die Nutzbarkeit der Anwendung beizubehalten.

 Load Balancing: Die unterschiedlichen Verfahren auf einen Blick! 

Wie bereits gesagt gibt es unterschiedliche Load Balancing-Algorithmen, welche von Load Balancern genutzt werden, um die Belastung auf die verschiedenen IT-Ressourcen zu aufteilen und eine optimale Performanz der Anwendung zu gewährleisten. Die Wahl des richtigen Algorithmus hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, beispielsweise der Art der Anwendung, der Zahl der Server oder der Form des Unternehmensnetzwerks.

Im Folgenden werden einige geläufige Algorithmen und ihre Arbeitsweise erläutert

• Round-Robin: Bei diesem Algorithmus werden die Nachfragen in einem einheitlichen Kreislauf auf die verfügbaren Server verteilt. Der erste Kunde wird an den ersten Server geschickt, der zweite an den zweiten Server usw. Wenn alle Server einmalig bedient wurden, startet der Algorithmus wieder von vorn.
• Least Connections: Bei diesem Algorithmus wird eine Anfrage an den Server weitergeleitet, der die minimalste Zahl an aktiven Verkettungen hat. Das ist nützlich, wenn die Anforderungen an die Ressourcen der Server verschieden sind.
• IP-Hash: Bei diesem Algorithmus wird der Hashwert einer IP-Adresse des Clients bestimmt und der Load Balancer schickt die Anfrage an den Server weiter, dessen Hashwert am nächsten liegt. Das garantiert, dass Anfragen von den gleichen Clients stets an den gleichen Server gesendet werden.
• Least Response Time: Bei dem Algorithmus wird eine Anfrage an den Server weitergeleitet, der die geringste Antwortzeit hat. Der Load Balancer misst die Zeitspanne, welche gebraucht wird, um die Anfrage zu verarbeiten und schickt sie an den besten Server weiter.
• Random: Bei diesem Algorithmus wird die Anfrage zufällig an einen der möglichen Server geschickt. Das kann nützlich sein, wenn die Anfragen ausgeglichen auf die Server aufgeteilt werden sollen.
• Weighted Round Robin: Dies ist eine Ausweitung des Round-Robin-Algorithmus, bei dem jeder Server mit einem Gewichtsfaktor ausgestattet wird. Dies garantiert, dass die Last auf die Server entsprechend ihrer Kapazität verteilt wird.

Die Vorteile eines ausgewogenen Load Balancings!

Load Balancing bietet Unternehmen eine Menge von Vorzügen. Dazu zählen vor allem:

• Verbesserung der Verfügbarkeit: Load Balancing garantiert hierfür, dass Anwendungen sowie Dienste selbst dann betriebsbereit bleiben, wenn ein Server wegfällt. Anfragen werden automatisch an alternative Server geleitet, was den nahtlosen Betrieb gewährleistet.
• Steigerung der Skalierbarkeit: Load Balancing ermöglicht es, Ressourcen dynamisch und automatisch anzubieten, um Spitzenbelastungen zu meistern. Firmen können beweglich auf Änderungen in der Nachfrage antworten und ihre Anwendungen und auch Dienste schnell adjustieren.
• Verbesserung der Performance: Load Balancing garantiert, dass Anfragen rasch und effizient bearbeitet werden. Die Lastverteilung verhindert, dass Server überlastet werden, was zu einer optimierten Leistungsfähigkeit der Anwendungen und Dienste leitet.
• Optimierung der Netzwerkauslastung: Load Balancing streut die Last auf unterschiedliche Server, was eine Auslastung des Netzwerks verbessert. Anfragen werden rasch und effektiv verarbeitet, was zu einer besseren Verwendung der verfügbaren Ressourcen leitet.
• Senkung der Kosten: Load Balancing gewährt es Firmen, ihre IT-Ressourcen effizienter zu verwenden und Unkosten zu sparen. Zumal Anwendungen und Dienste auf mehrere Server aufgeteilt werden können, müssen Unternehmen nicht so viel in teure Hardware investieren und können die eigenen Ressourcen besser gebrauchen.

Fazit: Mit Load Balancing maximieren Sie Ihre Netzwerkperformance!

Tatsache ist: In einer digitalisierten Geschäftswelt, in der die Nutzbarkeit und Performance von IT-Infrastrukturen, Webanwendungen sowie Webdiensten von entscheidender Bedeutung sind, ist Load Balancing eine unersetzbare Technologie. Es ermöglicht Firmen, eine vorteilhaftere Skalierbarkeit, Nutzbarkeit wie auch Leistung der Webanwendungen und Webdienste zu schaffen, dadurch, dass es den ankommenden Netzwerkverkehr intelligent auf die möglichen IT-Ressourcen verteilt. Unternehmen können dadurch sicherstellen, dass ihre Systeme immer bereit und reaktionsfähig sind, auch bei Spitzenlasten oder Ausfällen von den Servern. 

Möchten auch Sie durch den Gebrauch leistungseffektiver Load-Balancing-Lösungen, die eigene Netzwerkperformance verbessern und die User Experience verbessern? Oder haben Sie noch Anliegen zum Thema? Sprechen Sie uns an!