Nell'ambiente digitale odierno, in rapido cambiamento, le applicazioni devono funzionare in modo affidabile sotto carichi variabili, garantendo alta disponibilità e esperienze utente ottimali. Il bilanciamento del carico automatizzato e la scalabilità sono componenti fondamentali delle architetture cloud moderne, in particolare su AWS. Questo articolo esplora come InformatixWeb possa implementare soluzioni automatizzate di bilanciamento del carico e scalabilità su AWS per migliorare le prestazioni delle applicazioni, ottimizzare l'utilizzo delle risorse e garantire un'efficacia in termini di costi.

Bilanciamento del Carico e Scalabilità
Cos'è il Bilanciamento del Carico?
Il bilanciamento del carico è il processo di distribuzione del traffico di rete su più server per garantire che nessun singolo server venga sopraffatto dalle richieste. Dirigendo intelligentemente il traffico, i bilanciatori del carico aiutano a migliorare le prestazioni dell'applicazione, ridurre la latenza e migliorare l'esperienza utente. I bilanciatori del carico possono operare su vari livelli del modello OSI, principalmente al Livello 4 (Trasporto) e al Livello 7 (Applicazione).

Cos'è la Scalabilità Automatica?
La scalabilità automatica si riferisce all'aggiustamento automatico del numero di server attivi in risposta ai cambiamenti nella domanda. Questa scalabilità dinamica garantisce che la tua applicazione mantenga alte prestazioni durante i picchi di traffico, riducendo al contempo i costi durante i periodi di bassa domanda. AWS Auto Scaling consente agli utenti di definire politiche di scalabilità e soglie per gestire efficacemente la scalabilità delle istanze EC2.

Importanza del Bilanciamento del Carico e della Scalabilità negli Ambienti Cloud
In un ambiente cloud, le applicazioni possono sperimentare carichi variabili a causa di diversi fattori, come campagne di marketing, tendenze stagionali o picchi improvvisi di traffico utente. Implementare soluzioni automatizzate di bilanciamento del carico e scalabilità assicura:

• Alta Disponibilità: Le applicazioni rimangono accessibili anche durante i picchi di traffico o i guasti ai server.
• Efficienza nei Costi: Le risorse vengono utilizzate in modo ottimale, riducendo le spese inutili.
• Miglioramento delle Prestazioni: Gli utenti sperimentano una latenza minima e tempi di risposta più rapidi.

Soluzioni di Bilanciamento del Carico AWS
Panoramica di AWS Elastic Load Balancing (ELB)
AWS Elastic Load Balancing (ELB) è un servizio completamente gestito che distribuisce automaticamente il traffico in ingresso delle applicazioni su più destinazioni, come istanze EC2, contenitori e indirizzi IP. ELB aumenta la tolleranza ai guasti delle tue applicazioni e ti aiuta a raggiungere livelli più elevati di disponibilità.

Tipi di Bilanciatori del Carico in AWS
AWS offre diversi tipi di bilanciatori del carico, ciascuno progettato per casi d'uso differenti:

• Application Load Balancer (ALB)
  L'Application Load Balancer opera al livello dell'applicazione (Livello 7) ed è ideale per il traffico HTTP/HTTPS. Offre funzionalità avanzate di routing, inclusi il routing basato su percorso e host, che ti permettono di dirigere il traffico verso servizi specifici in base alle caratteristiche della richiesta. Gli ALB supportano anche i protocolli WebSocket e HTTP/2.

• Network Load Balancer (NLB)
  Il Network Load Balancer opera al livello di trasporto (Livello 4) ed è progettato per applicazioni ad alte prestazioni che richiedono una latenza ultra-bassa. Il NLB può gestire milioni di richieste al secondo mantenendo bassa latenza ed è adatto per il traffico TCP e UDP.

• Classic Load Balancer (CLB)
  Il Classic Load Balancer offre funzionalità di bilanciamento del carico di base e opera sia al Livello 4 che al Livello 7. Tuttavia, viene progressivamente sostituito da ALB e NLB grazie alle loro capacità più avanzate.

Scegliere il Bilanciatore del Carico Giusto per la Tua Applicazione
La scelta del bilanciatore del carico dipende dalle esigenze della tua applicazione:

• Usa ALB per applicazioni web che necessitano di routing avanzato e funzionalità a livello 7.
• Usa NLB per applicazioni che richiedono alte prestazioni, bassa latenza e supporto per TCP/UDP.
• Usa CLB se hai applicazioni legacy che necessitano di funzionalità di bilanciamento del carico di base.

Implementare il Bilanciamento del Carico in AWS
Impostare un Application Load Balancer
Per configurare un Application Load Balancer, segui questi passaggi:

1. Apri la console Amazon EC2 e vai alla sezione Bilanciatori del Carico.
2. Clicca su "Crea Bilanciatore del Carico" e seleziona "Application Load Balancer".
3. Configura le impostazioni di base:
   • Dai un nome al bilanciatore del carico.
   • Seleziona il giusto schema (accessibile tramite Internet o interno).
   • Scegli il VPC e le zone di disponibilità.
4. Configura gli ascoltatori: specifica il protocollo (HTTP/HTTPS) e la porta.
5. Configura i gruppi di sicurezza: definisci le regole in ingresso per consentire il traffico sulle porte specificate.

Configurare Ascoltatori e Gruppi di Destinazione
Dopo aver creato il bilanciatore del carico:

1. Crea i gruppi di destinazione: un gruppo di destinazione è un raggruppamento logico di istanze, contenitori o indirizzi IP.
2. Specifica il protocollo e la porta per il gruppo di destinazione.
3. Scegli le impostazioni di verifica della salute per assicurarti che il traffico venga indirizzato solo verso destinazioni sane.

Registrare le Destinazioni
Aggiungi le istanze EC2 o le risorse al gruppo di destinazione.

Configurare le Regole di Routing
Per il routing avanzato, specifica regole basate sul percorso o sull'host per indirizzare il traffico in modo appropriato.

Integrazione con le Istanze EC2 di Amazon
Assicurati che le tue istanze EC2 siano configurate correttamente per gestire il traffico in ingresso dal bilanciatore del carico. Ciò comporta:

• Modificare le regole del gruppo di sicurezza per consentire il traffico dal gruppo di sicurezza del bilanciatore del carico.
• Verificare che l'applicazione sia in esecuzione e risponda alle richieste.

Panoramica di AWS Auto Scaling
Comprendere i Gruppi di Scalabilità Automatica (ASG)
Un Gruppo di Scalabilità Automatica (ASG) è un insieme di istanze EC2 gestite insieme per scopi di scalabilità. Un ASG consente di definire la capacità minima, massima e desiderata per l'infrastruttura della tua applicazione. AWS Auto Scaling regola il numero di istanze nel gruppo ASG in base alla domanda.

Vantaggi dell'Uso della Scalabilità Automatica

• Elasticità: Aggiusta automaticamente le risorse in base ai modelli di traffico.
• Risparmio sui Costi: Riduce i costi terminando le istanze durante i periodi di bassa domanda.
• Tolleranza ai Guasti: Sostituisce automaticamente le istanze non sane per mantenere le prestazioni.

Concetti Chiave di AWS Auto Scaling

• Politiche di Scalabilità: Definisci come e quando scalare in su o in giù in base a metriche come l'utilizzo della CPU o il numero di richieste.
• Verifiche di Salute: Determina lo stato di salute delle istanze per mantenere la disponibilità dell'applicazione.

Configurare la Scalabilità Automatica su AWS
Creare un Gruppo di Scalabilità Automatica
Per creare un Gruppo di Scalabilità Automatica:

1. Apri la console Amazon EC2 e vai alla sezione dei Gruppi di Scalabilità Automatica.
2. Clicca su "Crea Gruppo di Scalabilità Automatica".
3. Definisci le impostazioni del gruppo ASG:
   • Scegli una configurazione di lancio esistente o creane una nuova che specifichi il tipo di istanza, l'AMI e altre impostazioni.
   • Imposta la capacità minima, massima e desiderata per il tuo ASG.
   • Seleziona il VPC e le sottoreti.

Configurare le Politiche di Scalabilità
Una volta creato il gruppo ASG, configura le politiche di scalabilità:

1. Crea politiche di scalabilità per definire quando aggiungere o rimuovere istanze in base a specifiche metriche.
2. Scegli tra politiche di scalabilità a tracciamento dell’obiettivo, politiche a passi o politiche di scalabilità programmate in base alle tue necessità.

Monitorare le Attività di Scalabilità Automatica
Usa Amazon CloudWatch per monitorare le prestazioni dei tuoi Gruppi di Scalabilità Automatica. Configura allarmi per notificarti delle attività di scalabilità, dei fallimenti nelle verifiche di salute e delle metriche di prestazione.

Combinare Bilanciamento del Carico e Scalabilità Automatica
Best Practices per Usare Insieme Bilanciamento del Carico e Scalabilità Automatica

• Usa un Bilanciatore del Carico con la Scalabilità Automatica: integra il bilanciatore del carico con la scalabilità automatica per garantire che il traffico venga distribuito uniformemente tra le istanze sane.
• Implementa le Verifiche di Salute: configura le verifiche di salute sia per il bilanciatore del carico che per il Gruppo di Scalabilità Automatica per assicurarti che il traffico venga indirizzato solo verso istanze sane.
• Ottimizza le Politiche di Scalabilità: rivedi e regola regolarmente le tue politiche di scalabilità in base alle prestazioni dell'applicazione e ai modelli di traffico.

Studio di Caso: Scalabilità di un'Applicazione Web su AWS
Considera un'applicazione web che sperimenta modelli di traffico variabili. Implementando un Application Load Balancer davanti a un Gruppo di Scalabilità Automatica, l'architettura può adattarsi dinamicamente al traffico in ingresso:

1. Durante le ore di punta, il Gruppo di Scalabilità Automatica aumenta automaticamente il numero di istanze EC2 per gestire il carico.
2. Il Bilanciatore del Carico applica il traffico alle istanze disponibili, garantendo una latenza minima e un'esperienza utente ottimale.
3. Durante le ore di bassa affluenza, il Gruppo di Scalabilità Automatica riduce il numero di istanze, risparmiando sui costi senza compromettere le prestazioni.