Il bilanciamento del carico è una componente fondamentale delle architetture cloud moderne, assicurando che le applicazioni rimangano reattive, scalabili e affidabili. Con il crescente spostamento delle organizzazioni verso gli ambienti cloud, è essenziale comprendere le opzioni di bilanciamento del carico fornite dai principali provider di cloud, Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP) e Microsoft Azure. Questo articolo esplora i principi di un bilanciamento del carico efficiente e offre una panoramica dettagliata dei servizi di bilanciamento del carico offerti da AWS, GCP e Azure.

Cos'è il Bilanciamento del Carico?
Definizione
Il bilanciamento del carico si riferisce alla distribuzione del traffico di rete su più server per garantire che nessun singolo server venga sovraccaricato. Questo processo ottimizza l'uso delle risorse, massimizza la capacità, minimizza i tempi di risposta e garantisce un'alta disponibilità.

Importanza del Bilanciamento del Carico

• Scalabilità: Consente alle applicazioni di gestire un traffico crescente distribuendo il carico.
• Affidabilità: Migliora l'affidabilità dell'applicazione reindirizzando il traffico in caso di guasto del server.
• Prestazioni: Migliora l'esperienza utente riducendo la latenza e garantendo tempi di risposta rapidi.
• Manutenzione: Facilita le attività di manutenzione permettendo di reindirizzare il traffico dai server in aggiornamento o riparazione.

Tecniche di Bilanciamento del Carico

• Round Robin: Il Round Robin distribuisce le richieste in sequenza su un elenco di server. Questo metodo è semplice ma non tiene conto dei carichi variabili su ogni server.
• Connessioni Minime (Least Connections): Questa tecnica indirizza il traffico verso il server con il minor numero di connessioni attive, ottimizzando l'uso delle risorse in scenari in cui i tempi di elaborazione delle richieste variano.
• Hash IP (IP Hash): L'IP Hash utilizza l'indirizzo IP del client per assegnare le richieste ai server, garantendo che un determinato client raggiunga sempre lo stesso server. Questo è utile per la persistenza della sessione.
• Round Robin Ponderato (Weighted Round Robin): In questo metodo, i server vengono assegnati dei pesi in base alla loro capacità. Il traffico viene distribuito di conseguenza, consentendo ai server più potenti di gestire un numero maggiore di richieste.

Bilanciamento del Carico su AWS
AWS Elastic Load Balancing (ELB)
AWS offre diversi servizi di bilanciamento del carico sotto l'ombrello Elastic Load Balancing (ELB):

• Application Load Balancer (ALB)
• Network Load Balancer (NLB)
• Classic Load Balancer (CLB)

Application Load Balancer (ALB)
L'ALB opera al livello 7 (livello applicazione) ed è ideale per il routing del traffico HTTP/HTTPS. Le principali funzionalità includono:

• Routing Avanzato: Supporta il routing basato su host e su percorso, permettendo di indirizzare il traffico verso servizi specifici.
• Supporto WebSocket: Abilita la comunicazione in tempo reale tramite WebSocket.
• Controlli di Salute: Monitora lo stato delle istanze registrate per assicurarsi che il traffico venga inviato solo alle istanze sane.
• Casi d'Uso: Microservizi, applicazioni containerizzate e applicazioni che richiedono un routing complesso.

Network Load Balancer (NLB)
L'NLB opera al livello 4 (livello di trasporto) ed è progettato per gestire il traffico TCP e UDP. È molto efficiente nel gestire milioni di richieste al secondo, mantenendo latenze estremamente basse.

• Indirizzi IP Statici: Fornisce indirizzi IP statici per il bilanciatore di carico, facilitando l'integrazione con altri servizi.
• Terminazione TLS: Gestisce la decrittazione TLS, liberando risorse sulle istanze backend.
• Casi d'Uso: Applicazioni che richiedono alte prestazioni, come i giochi e la comunicazione in tempo reale.

Classic Load Balancer (CLB)
Il CLB è il servizio di bilanciamento del carico originale su AWS, che opera sia al livello 4 che al livello 7. Sebbene sia ancora disponibile, AWS incoraggia l'uso di ALB o NLB per le nuove applicazioni, grazie alle loro funzionalità avanzate.

• Casi d'Uso: Applicazioni legacy già integrate con il CLB.

Configurare ELB su AWS

1. Accedi alla Console di Gestione EC2.
2. Vai su "Load Balancers" nella sezione di bilanciamento del carico.
3. Clicca su "Create Load Balancer" e scegli il tipo (ALB, NLB o CLB).
4. Configura le impostazioni del bilanciatore di carico, inclusi i listener, le zone di disponibilità e le impostazioni di sicurezza.
5. Registra le tue istanze target.
6. Rivedi e crea il bilanciatore di carico.

Bilanciamento del Carico su Google Cloud Platform (GCP)
Bilanciamento del Carico su Google Cloud
GCP offre una gamma di opzioni di bilanciamento del carico che possono distribuire il traffico su risorse globali.

• HTTP(S) Load Balancing
• TCP/UDP Load Balancing
• Internal Load Balancing
• Network Load Balancing

HTTP(S) Load Balancing
Il bilanciatore di carico HTTP(S) di GCP opera al livello 7 ed è distribuito globalmente. Le principali funzionalità includono:

• Portata Globale: Rote automaticamente le richieste degli utenti verso l'istanza backend più vicina.
• Routing Basato sul Contenuto: Supporta le mappe URL per indirizzare il traffico in base agli attributi della richiesta.
• Offloading SSL: Gestisce la terminazione SSL, migliorando le prestazioni sui servizi backend.
• Casi d'Uso: Applicazioni web, backend di app mobili e servizi API.

Configurare il Bilanciamento del Carico in GCP

1. Accedi alla Console di Google Cloud.
2. Vai su "Network Services" e seleziona "Load Balancing".
3. Clicca su "Create Load Balancer" e scegli il tipo (HTTP(S), TCP/UDP o Interno).
4. Segui la procedura guidata per configurare i backend, i controlli di salute e le regole di routing.
5. Rivedi e crea il bilanciatore di carico.

Bilanciamento del Carico su Microsoft Azure
Azure Load Balancer
Azure offre una solida soluzione di bilanciamento del carico che può essere suddivisa in:

• Azure Load Balancer
• Azure Application Gateway
• Azure Traffic Manager

Azure Load Balancer
Azure Load Balancer opera al livello 4 e distribuisce il traffico di rete in ingresso tra macchine virtuali.

• Alta Disponibilità: Fornisce un'architettura altamente disponibile e resiliente.
• Probe di Salute: Utilizza probe di salute per monitorare lo stato dei backend e indirizzare il traffico di conseguenza.
• Regole in Entrata e in Uscita: Regole configurabili per gestire il flusso del traffico.
• Casi d'Uso: Applicazioni interne che richiedono un bilanciamento del carico TCP/UDP efficiente.

Configurare il Bilanciamento del Carico in Azure

1. Accedi al portale Azure.
2. Vai su "Load Balancers" e clicca su "Add".
3. Configura le impostazioni di base, incluso il gruppo di risorse, il nome e la regione.
4. Imposta la configurazione dell'IP front-end e il pool di backend.
5. Definisci i probe di salute e le regole di bilanciamento del carico.
6. Rivedi e crea il bilanciatore di carico.

Migliori Pratiche per il Bilanciamento del Carico

• Monitorare le Prestazioni: Monitora costantemente le prestazioni del bilanciatore di carico e dei servizi backend per garantire prestazioni ottimali.
• Implementare i Controlli di Salute: Configura i controlli di salute per identificare e reindirizzare il traffico dalle istanze non sane.
• Utilizzare l'Auto-scaling: Integra il bilanciamento del carico con l'auto-scaling per regolare dinamicamente le risorse in base alle richieste di traffico.
• Testare gli Scenari di Failover: Testa regolarmente gli scenari di failover per garantire alta disponibilità e capacità di recupero in caso di disastro.

Risoluzione dei Problemi di Bilanciamento del Carico

• Istanze Backend Non Reattive: Verifica i probe di salute delle istanze backend.
• Distribuzione del Traffico Non Equa: Verifica le impostazioni del bilanciatore di carico per assicurarti che gli algoritmi di routing siano configurati correttamente.
• Problemi di Latenza: Analizza i modelli di traffico e ottimizza le regole di routing.

Un bilanciamento del carico efficiente è un aspetto fondamentale dell'architettura cloud, che consente alle applicazioni di crescere, funzionare e rimanere affidabili. Comprendere le diverse offerte di bilanciamento del carico di AWS, GCP e Azure consente alle organizzazioni di scegliere le soluzioni giuste per le loro esigenze. Seguendo le migliori pratiche e le tecniche di risoluzione dei problemi, puoi ottimizzare la tua strategia di bilanciamento del carico e migliorare l'esperienza dell'utente.