Cos'è un Bilanciatore di Carico?

Un bilanciatore di carico è un dispositivo o servizio che distribuisce il traffico di rete o applicativo in ingresso su più server o risorse. Questa distribuzione aiuta a ottimizzare l'utilizzo delle risorse, garantire l'affidabilità e migliorare i tempi di risposta per gli utenti. I bilanciatori di carico possono operare a vari livelli (ad esempio, trasporto, applicazione) e possono indirizzare il traffico verso server backend o contenitori in base a fattori come la disponibilità, l'utilizzo delle risorse o la vicinanza.

Cos'è il DNS?

Il Domain Name System (DNS) è essenzialmente l'elenco telefonico di Internet. Traduce i nomi di dominio leggibili dall'uomo (ad esempio, www.example.com) in indirizzi IP che i computer utilizzano per comunicare tra loro. Le impostazioni DNS sono cruciali per indirizzare gli utenti ai server o servizi appropriati quando inseriscono un nome di dominio.

Perché integrare DNS con Bilanciatori di Carico?

Quando un utente richiede un sito web, il DNS gioca un ruolo fondamentale nell'indirizzare la sua richiesta all'indirizzo IP corretto. In una configurazione con bilanciamento del carico, il DNS deve instradare le richieste ai server giusti che sono equipaggiati per gestire il traffico. Questa configurazione garantisce:

• Scalabilità: Distribuire automaticamente il traffico su più server o servizi.
• Ridondanza: Se un server o risorsa fallisce, il traffico può essere indirizzato a server sani, evitando tempi di inattività.
• Prestazioni Ottimizzate: Garantire che gli utenti siano indirizzati al server meno congestionato o al più reattivo.

Tipi di Bilanciatori di Carico e Configurazione DNS

Tipi di Bilanciatori di Carico

• Bilanciatore di carico Layer 4 (Livello di Trasporto)
  Opera al livello di trasporto (TCP/UDP) e indirizza il traffico in base all'indirizzo IP e alla porta.
  Utile per bilanciamento del carico semplice, dove è richiesta solo una distribuzione di base (ad esempio, distribuzione delle richieste HTTP a server web).

• Bilanciatore di carico Layer 7 (Livello Applicazione)
  Opera al livello di applicazione (HTTP/HTTPS) e indirizza il traffico in base a dati applicativi specifici, come intestazioni HTTP, cookie o percorsi URL.
  Ideale per applicazioni complesse, consentendo funzionalità avanzate come la persistenza delle sessioni (sticky sessions) e la terminazione SSL.

• Bilanciatore di carico Globale
  Progettato per distribuire il traffico tra più posizioni geografiche o data center. Questo tipo di bilanciatore di carico migliora la disponibilità e le prestazioni per gli utenti in tutto il mondo.

• Bilanciatore di carico Interno
  Utilizzato per instradare il traffico all'interno di una rete privata, come tra diversi servizi o microservizi. Spesso fa parte di un'architettura a microservizi.

Tipi di Configurazione DNS

• Record A (Record dell'indirizzo)
  Mappa un nome di dominio a un indirizzo IPv4, indirizzando il traffico verso un server specifico. Il record A viene spesso utilizzato per configurazioni con un singolo server, ma può anche essere utilizzato in combinazione con bilanciatori di carico.

• Record CNAME (Record del nome canonico)
  Indica un nome di dominio a un altro nome di dominio (alias). Ad esempio, www.example.com potrebbe puntare a example.com, oppure un bilanciatore di carico potrebbe essere configurato per puntare a una risorsa o un nome di server specifico.

• Routing DNS ponder to
  Distribuisce il traffico su più endpoint in base a percentuali di peso, utile quando combinato con il bilanciamento del carico per garantire una distribuzione uniforme del traffico.

• Routing basato sulla latenza
  Instrada il traffico degli utenti verso il server o endpoint che offre la latenza più bassa in base alla posizione geografica dell'utente.

• Routing di failover
  Reindirizza il traffico a un endpoint di backup se quello primario fallisce, garantendo un'alta disponibilità. Questo è particolarmente utile per la resilienza del bilanciamento del carico e del DNS.

• Routing basato sulla geolocalizzazione
  Indirizza il traffico in base alla posizione geografica dell'utente, garantendo che gli utenti siano indirizzati alla risorsa più vicina o pertinente.

Come DNS e Bilanciatori di Carico Lavorano Insieme

Quando si configura un bilanciatore di carico, è essenziale comprendere come il DNS e i bilanciatori di carico interagiscono:

1. DNS risolve il dominio in un indirizzo IP: Quando un utente inserisce un nome di dominio nel browser, il DNS traduce il nome di dominio in un indirizzo IP.

2. Il bilanciatore di carico indirizza il traffico al server giusto: Dopo che il DNS ha risolto il dominio, la richiesta arriva al bilanciatore di carico, che decide quale server backend dovrebbe gestire la richiesta in base alle regole di bilanciamento del carico configurate (ad esempio, round-robin, meno connessioni, ecc.).

3. Distribuzione del traffico: Il bilanciatore di carico si assicura che il traffico sia distribuito in modo uniforme, indirizzando le richieste verso server o risorse diverse per evitare sovraccarichi e garantire prestazioni migliori.

4. Verifica dello stato di salute e failover: Il bilanciatore di carico verifica regolarmente lo stato di salute dei server backend. Se un server fallisce, il bilanciatore di carico reindirizza il traffico verso server sani. Il DNS può anche essere configurato con routing di failover per migliorare questo processo, passando a risorse di backup in caso di fallimento.

Passaggi per Configurare i Bilanciatori di Carico con il DNS

1. Scegliere il Tipo di Bilanciatore di Carico Adatto
   Seleziona un bilanciatore di carico in base alle esigenze dell'applicazione:

   • Per traffico semplice basato su TCP, può bastare un bilanciatore di carico Layer 4.
   • Per traffico HTTP/HTTPS con routing avanzato (ad esempio, terminazione SSL), è preferibile un bilanciatore di carico Layer 7.
   • Considera il bilanciamento del carico globale se i tuoi utenti sono distribuiti su più posizioni geografiche.

2. Configurare i Record DNS
   Una volta scelto il bilanciatore di carico, dovrai configurare i tuoi record DNS:

   • Punta il tuo dominio all'indirizzo IP del bilanciatore di carico utilizzando un record A o al suo nome DNS utilizzando un record CNAME.
   • Se utilizzi bilanciamento del carico globale o routing di failover, configura politiche di routing basate sulla latenza o di failover per indirizzare gli utenti al miglior endpoint.
   • Se utilizzi il routing ponderato, imposta i pesi appropriati per distribuire il traffico in base alle tue esigenze (ad esempio, per implementazioni blue-green o rilasci canary).

3. Configurare i Check di Salute del Bilanciatore di Carico
   Configura i controlli di salute per garantire che il traffico venga indirizzato solo ai server sani. Il bilanciatore di carico controllerà periodicamente i server per verificare il loro stato di salute. Se un server fallisce, il bilanciatore di carico reindirizzerà il traffico verso altre istanze sane.

4. Implementare la Terminazione SSL/TLS (se necessario)
   Per il traffico sicuro (HTTPS), potrebbe essere necessario configurare la terminazione SSL/TLS sul bilanciatore di carico. Questo riduce il carico di crittografia/decrittografia sui server backend, migliorando le prestazioni e semplificando la gestione dei certificati.

5. Impostare le Politiche di Routing del Traffico
   In base alle tue esigenze, configura politiche di routing DNS avanzate:

   • Routing basato sulla geolocalizzazione: indirizza gli utenti al server più vicino in base alla loro posizione geografica.
   • Routing basato sulla latenza: instrada gli utenti verso il server che offre la latenza più bassa, migliorando i tempi di risposta.
   • Routing di failover: configura risorse di backup per subentrare in caso di fallimento della risorsa primaria.

Ottimizzazione della Configurazione del Bilanciatore di Carico e del DNS

Ottimizzare le impostazioni del bilanciamento del carico e del DNS è essenziale per garantire alta disponibilità, bassa latenza e scalabilità. Ecco alcune best practice da seguire:

1. Ottimizzare la Distribuzione del Traffico

   • Usa il routing ponderato per spostare gradualmente il traffico tra i server o per test A/B.
   • Implementa il routing basato sulla latenza per garantire che gli utenti siano sempre indirizzati al server più veloce in base alla loro posizione.

2. Migliorare la Ridondanza e il Failover

   • Il routing di failover nelle impostazioni DNS garantisce che se il tuo server primario fallisce, il traffico venga reindirizzato ai server secondari.
   • Assicurati che il bilanciatore di carico abbia sufficienti controlli di salute per instradare il traffico solo ai server sani.

3. Memorizzare nella Cache i Risultati DNS in Modo Efficiente
   Imposta i valori TTL (Time-to-Live) dei record DNS in modo appropriato. Un TTL più breve consente modifiche più rapide alla propagazione DNS, ma può aumentare il volume delle query DNS, mentre un TTL più lungo riduce la frequenza delle ricerche DNS ma può rallentare le modifiche.

4. Garantire le Prestazioni SSL/TLS
   Offload SSL/TLS alla bilanciatore di carico, piuttosto che lasciare che ogni server backend gestisca la crittografia separatamente. Questo riduce il carico e semplifica la gestione dei certificati.

5. Monitorare le Metriche del Bilanciatore di Carico e del DNS
   Usa strumenti come AWS CloudWatch o Azure Monitor per monitorare la salute del tuo bilanciatore di carico e le configurazioni DNS. Il monitoraggio dei modelli di traffico, della salute dei server e delle prestazioni delle query DNS ti consente di ottimizzare e regolare le impostazioni in modo proattivo.