في بيئة العمل الرقمية السريعة اليوم، يجب أن تؤدي التطبيقات بشكل موثوق تحت أحمال متغيرة، مما يضمن التوافر العالي وتجربة مستخدم مثالية. يعتبر التوازن التلقائي للتحميل والتوسع من المكونات الأساسية للهياكل السحابية الحديثة، لا سيما في AWS. تستعرض هذه المقالة كيفية تنفيذ InformatixWeb لحلول التوازن التلقائي للتحميل والتوسع على AWS لتحسين أداء التطبيقات، وتحسين استغلال الموارد، وضمان الفعالية من حيث التكلفة.

التوازن التلقائي للتحميل والتوسع ما هو التوازن التلقائي للتحميل؟
التوازن التلقائي للتحميل هو عملية توزيع حركة المرور عبر الشبكة عبر عدة خوادم لضمان عدم تعرض أي خادم واحد لحمولة زائدة من الطلبات. من خلال توجيه الحركة بشكل ذكي، يساعد موازن التحميل في تحسين أداء التطبيق، وتقليل التأخير، وتعزيز تجربة المستخدم. يمكن لموازني التحميل العمل في طبقات مختلفة من نموذج OSI، في المقام الأول في الطبقة 4 (النقل) والطبقة 7 (التطبيق).

ما هو التوسع التلقائي؟
يشير التوسع التلقائي إلى التعديل التلقائي لعدد الخوادم النشطة استجابة للتغيرات في الطلب. يضمن هذا التوسع الديناميكي أن يحافظ التطبيق على أدائه خلال ذروة الحركة، بينما يقلل من التكاليف خلال فترات الاستخدام المنخفضة. يتيح AWS Auto Scaling للمستخدمين تحديد سياسات التوسع والحدود لإدارة توسيع مثيلات EC2 بفعالية.

أهمية التوازن التلقائي للتحميل والتوسع في بيئات السحابة
في بيئة السحابة، يمكن أن تواجه التطبيقات أحمالاً متقلبة بسبب عوامل مختلفة، مثل الحملات التسويقية، والاتجاهات الموسمية، أو الزيادة المفاجئة في عدد المستخدمين. يضمن تنفيذ التوازن التلقائي للتحميل والتوسع:

• التوافر العالي: تظل التطبيقات متاحة حتى أثناء ذروة الحركة أو فشل الخوادم.
• الكفاءة من حيث التكلفة: يتم استخدام الموارد بشكل أمثل، مما يقلل من النفقات غير الضرورية.
• تحسين الأداء: يحصل المستخدمون على الحد الأدنى من التأخير وأوقات استجابة أسرع.

حلول التوازن التلقائي للتحميل في AWS نظرة عامة على خدمة التوازن التلقائي للتحميل من AWS (ELB)
تعد خدمة التوازن التلقائي للتحميل من AWS (ELB) خدمة مُدارة بالكامل تقوم بتوزيع حركة المرور القادمة لتطبيقك عبر عدة أهداف مثل مثيلات EC2، والحاويات، وعناوين IP. تزيد ELB من تحمل الأخطاء لتطبيقاتك وتساعدك على تحقيق مستويات أعلى من التوافر.

أنواع موازني التحميل في AWS
يقدم AWS عدة أنواع من موازني التحميل، كل منها مصمم لحالات استخدام مختلفة:

• موازن التحميل للتطبيقات (ALB)
  يعمل موازن التحميل للتطبيقات في طبقة التطبيقات (الطبقة 7) وهو مثالي لحركة مرور HTTP/HTTPS. يقدم ميزات توجيه متقدمة، بما في ذلك التوجيه بناءً على المسار أو المضيف، مما يسمح لك بتوجيه الحركة إلى خدمات محددة بناءً على خصائص الطلب.

• موازن التحميل للشبكة (NLB)
  يعمل موازن التحميل للشبكة في طبقة النقل (الطبقة 4) وهو مصمم للتطبيقات عالية الأداء التي تتطلب تأخير منخفض للغاية. يمكن لـ NLB التعامل مع ملايين الطلبات في الثانية مع الحفاظ على تأخير منخفض وهو مناسب لحركة مرور TCP و UDP.

• موازن التحميل التقليدي (CLB)
  يوفر موازن التحميل التقليدي ميزات التوازن التلقائي الأساسية ويعمل في كل من الطبقة 4 والطبقة 7. ومع ذلك، يتم إيقافه تدريجياً لصالح ALB و NLB بسبب قدراتهما الأكثر تقدمًا.

اختيار موازن التحميل المناسب لتطبيقك
اختيار موازن التحميل المناسب يعتمد على متطلبات تطبيقك:

• استخدم ALB للتطبيقات التي تحتاج إلى التوجيه المتقدم وخصائص الطبقة 7.
• استخدم NLB للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا، وتأخيرًا منخفضًا، ودعمًا لـ TCP/UDP.
• استخدم CLB إذا كانت لديك تطبيقات قديمة تحتاج إلى ميزات توازن تحميل أساسية.

تنفيذ التوازن التلقائي للتحميل في AWS إعداد موازن تحميل للتطبيقات
لإعداد موازن تحميل للتطبيقات، اتبع الخطوات التالية:

1. افتح وحدة التحكم في Amazon EC2 وانتقل إلى قسم موازني التحميل.
2. انقر على "إنشاء موازن تحميل" واختر "موازن تحميل للتطبيقات".
3. قم بتكوين الإعدادات الأساسية:
   • سمِّ موازن التحميل.
   • اختر المخطط المناسب (مواجهة الإنترنت أو داخلي).
   • اختر VPC والمناطق المتاحة.
4. قم بتكوين المستمعين: حدد البروتوكول (HTTP/HTTPS) والمنفذ.
5. قم بتكوين مجموعات الأمان: حدد القواعد الواردة للسماح بالحركة عبر المنافذ المحددة.

تكوين المستمعين والمجموعات المستهدفة
بعد إنشاء موازن التحميل:

1. قم بإنشاء المجموعات المستهدفة: هي مجموعة منطقية من المثيلات أو الحاويات أو عناوين IP.
2. حدد البروتوكول والمنفذ للمجموعة المستهدفة.
3. اختر إعدادات فحص الصحة لضمان توجيه الحركة فقط إلى الأهداف السليمة.

دمج مع مثيلات EC2 من أمازون
تأكد من تكوين مثيلات EC2 بشكل صحيح لمعالجة الحركة الواردة من موازن التحميل.

نظرة عامة على AWS Auto Scaling فهم مجموعات التوسع التلقائي (ASGs)
مجموعة التوسع التلقائي (ASG) هي مجموعة من مثيلات EC2 يتم إدارتها معًا لأغراض التوسع. يسمح لك ASG بتحديد الحد الأدنى والحد الأقصى والقدرة المطلوبة لبنية تطبيقك التحتية.

فوائد استخدام التوسع التلقائي

• المرونة: يعدل تلقائيًا الموارد استنادًا إلى أنماط الحركة.
• توفير التكاليف: يقلل التكاليف من خلال إنهاء المثيلات خلال فترات الاستخدام المنخفض.
• تحمل الأخطاء: يستبدل تلقائيًا المثيلات غير السليمة للحفاظ على الأداء.

إعداد التوسع التلقائي على AWS
لإنشاء مجموعة توسع تلقائي:

1. افتح وحدة التحكم في Amazon EC2 وانتقل إلى قسم مجموعات التوسع التلقائي.
2. انقر على "إنشاء مجموعة توسع تلقائي".
3. حدد إعدادات ASG:
   • اختر تكوين الإطلاق الحالي أو أنشئ تكوينًا جديدًا يحدد نوع المثيل وAMI وإعدادات أخرى.
   • حدد الحد الأدنى، الحد الأقصى، والقدرة المطلوبة لـ ASG.

دمج التوازن التلقائي للتحميل مع التوسع التلقائي أفضل الممارسات لاستخدام التوازن التلقائي للتحميل مع التوسع التلقائي:

• استخدم موازن تحميل مع التوسع التلقائي: دمج موازن التحميل مع التوسع التلقائي لضمان توزيع الحركة بالتساوي بين المثيلات السليمة.
• نفذ فحوص الصحة: قم بإعداد فحوص الصحة لموازن التحميل وASG لضمان توجيه الحركة فقط إلى المثيلات السليمة.
• تحسين سياسات التوسع: قم بمراجعة وتعديل سياسات التوسع بشكل منتظم بناءً على أداء التطبيق وأنماط الحركة.

دراسة حالة: توسيع تطبيق ويب على AWS
ضع في اعتبارك تطبيق ويب يواجه أنماط حركة متغيرة. من خلال تنفيذ موازن تحميل للتطبيقات أمام مجموعة التوسع التلقائي، يمكن للهيكل التكيف ديناميكيًا مع الحركة الواردة:

• خلال ساعات الذروة، تزيد مجموعة التوسع التلقائي تلقائيًا من عدد مثيلات EC2 لمعالجة الحمل.
• يوجه موازن التحميل للتطبيقات الحركة إلى المثيلات المتاحة، مما يضمن الحد الأدنى من التأخير وتجربة مستخدم مثالية.
• خلال ساعات خارج الذروة، تقلل مجموعة التوسع التلقائي من عدد المثيلات، مما يوفر التكاليف دون التضحية بالأداء.