Load Balancer (Yük Dengeleyici) Nedir?

Yük dengeleyici, istemcilerden gelen bağlantıları bir dizi sunucu arasında dağıtan bir cihaza yazılım veya donanım olarak yerleştirilebilir. Yük dengeleyici, uygulama sunucularını sanal bir IP adresi (VIP) aracılığıyla istemciye temsil etmek için bir ‘ters proxy’ görevi görür. Bu teknoloji sunucu yük dengeleme (SLB) olarak bilinir. SLB, tek bir site veya yerel alan ağı (LAN) içindeki uygulama sunucuları havuzları için tasarlanmıştır.

Yük dengeleyiciler, uygulamaya kullanılabilirlik ve ölçeklenebilirlik sağlamak için kullanılır. Uygulama, tek bir sunucunun kapasitesinin ötesinde ölçeklenebilir. Yük dengeleyici, çeşitli yük dengeleme algoritmaları aracılığıyla trafiği mevcut sunuculardan oluşan bir havuza yönlendirmek için çalışır. Daha fazla kaynağa ihtiyaç duyulursa, ek sunucular eklenebilir.

Yük dengeleyiciler, kullanılabilirliğini belirlemek için sunucudaki uygulamanın durumunu kontrol eder. Sistem durumu kontrolü başarısız olursa yük dengeleyici uygulamanın o örneğini kullanılabilir sunucular havuzundan çıkarır. Uygulama tekrar çevrimiçi olduğunda, sağlık kontrolü kullanılabilirliğini doğrular ve sunucu kullanılabilirlik havuzuna geri konur.

Yük dengeleyici, istemci ile uygulama sunucusu arasında oturduğu ve bağlantıyı yönettiği için başka işlevleri de yerine getirme yeteneğine sahiptir. Yük dengeleyici içerik değiştirme yapabilir, web uygulaması güvenlik duvarları (WAF) gibi içerik tabanlı güvenlik ve iki faktörlü kimlik doğrulama (2FA) gibi kimlik doğrulama geliştirmeleri sağlayabilir.

Bir Yük Dengeleyici Hangi İşlemleri Destekler?

Yük dengeleme, uygulamaya kullanılabilirlik, ölçeklenebilirlik ve güvenlik sağlamak için tasarlanmıştır. Bir ters proxy olarak yük dengeleyici, istemciler ve sunucular arasındaki trafiği yönlendirmek ve kontrol etmek için çok işlevli bir valf görevi görür.

Yük Dengeleyici Ne İçin Kullanılır?

• Sunucu arızalarını otomatik olarak tespit etmek ve istemci trafiğini yeniden yönlendirmek.
• Herhangi bir etkiye sebep olmadan sunucunun bakımına olanak tanır.
• Yedeklemelere otomatik felaket kurtarma sağlamak.
• Uygulama sunucularını kesintiye uğramadan ekleyip çıkarmak.
• Kötü amaçlı trafiği incelemek ve izlemek için.

Yük Dengeleyici Nasıl Çalışır?

Yük dengeleyici bir ters proxy’dir. İstemciye uygulamayı temsil eden bir sanal IP adresi (VIP) sunar. İstemci VIP’ye bağlanır ve yük dengeleyici, bağlantıyı bir sunucudaki belirli bir uygulama örneğine göndermek için algoritmaları aracılığıyla bir belirleme yapar. Yük dengeleyici tüm süre boyunca bağlantıyı yönetmeye ve izlemeye devam eder.

Şöyle bir örnek verelim:

Yıldız bir sporcu için yeni bir sözleşme görüşmesi yapan bir spor menajerini düşünün. Temsilci sporcudan gelen talebi alır ve ilgilenen belirli bir takıma gönderir. Takım, menajerin daha sonra müşteriye geri ilettiği bilgilerle (bir teklif) yanıt verir. Bu, bir çözüme ulaşılana kadar bir süre devam eder.

Bu, yük dengeleyicinin, sunucu yük dengelemenin (SLB) birincil işlevidir. Aracı, görüşmedeki rolüne bağlı olarak ek işlevler sağlayabilir. Belirli ayrıntılara izin vermeye ve/veya reddetmeye karar verebilirler (güvenlik). Konuştukları kişinin gerçekten söz konusu sporcu olduğunu doğrulamak isteyebilirler (kimlik doğrulama). Mevcut spor ligi işe yaramıyorsa, temsilci görüşmeleri müsaitlik durumuna veya konuma göre farklı bir lige gönderebilir (GSLB).

Yük Dengeleyici Çeşitleri Nelerdir?

Ağ Yük Dengeleyici (NLB)

Bir ağ yük dengeleyicisi, karmaşık yönlendirme protokolleri kullanmadan herhangi bir ana bilgisayarın aşırı yüklenmesini önlemek için ağ trafiğini birden fazla WAN bağlantısı, sanal makine veya sunucu arasında dağıtır. Herhangi bir yük dengeleyici, sunucuların önünde oturur ve kapasite kullanımını ve hızı en üst düzeye çıkarmak için istemcilerden gelen istekleri yetenekli sunucular arasında en iyi şekilde yönlendiren “trafik polisi” görevi görür. Yük dengeleyici, sunucuların aşırı çalışmamasını sağlar ve tek bir sunucu çöktüğünde trafiği sağlıklı sunuculara yönlendirir. Aynı şekilde, WAF ağ yük dengeleyicisi, sunucu grubuna eklendiğinde istekleri otomatik olarak yeni bir sunucuya gönderir.

Bu tip yük dengeleyici, bağlantıları paket başlığına göre yönetiyordu. Özellikle paket başlığında yer alan şu 5 bilgiye göre paketleri yönettiler; kaynak IP, hedef IP, kaynak bağlantı noktası, hedef bağlantı noktası ve IP protokolü. NLB’ler OSI katmanının 4. katmanı olan ağ katmanı üzerinde çalışmaktadırlar ve bu yüzden “katman 4 yük dengeleyici” olarak da bilinirler.

Uygulama Yük Dengeleyiciler (ALB)

Son yıllarda web uygulamalarına erişim katlanarak artmıştır. Ancak trafikteki ani artışlar web hizmetlerinin yavaşlamasına neden olarak kullanılabilirliği etkileyebilir. Uygulama Yükü Dengeleyici, hem kararlılığı hem de kullanılabilirliği artırmak için genel buluttaki ağ yükünü etkili bir şekilde dağıtır.

Hatalı bir uygulama Katman 7'ye ulaşırsa, Uygulama Yükü Dengeleyici trafiği yalnızca bulut kaynağı içindeki sağlıklı bir hedefe yönlendirir. Uygulama Yükü Dengeleyici, temel sunucu ile daha fazla iletişim için WebSocket’i de destekler.

Uygulama Yükü Dengeleyici paketleri inceler ve HTTP ve HTTPS başlıklarına erişim noktaları oluşturur. Yük türünü tanımlar ve HTTP mesajlarında akan uygulama trafiğine dayalı olarak daha yüksek verimlilikle hedefe yayar. Uygulama Yükü Dengeleyici ayrıca bir dizi olası kod ve HTTP hatasını değerlendirmek için port başına bağlı hizmetler üzerinde sağlık kontrolleri gerçekleştirir. Bir geliştirici, kontrollerin ardından ayrıntılı metrikler alır.

Küresel Servis Yük Dengeleyici (GSLB)

Küresel sunucu yük dengeleme veya GSLB, İnternet trafiğini dünyanın dört bir yanına dağılmış çok sayıda bağlı sunucu arasında dağıtma uygulamasıdır. GSLB’nin faydaları arasında güvenilirliğin artması ve gecikme süresinin azalması yer alır. Günümüzde en çok içerik iletme ağları (CDN) üzerinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

Dünyanın her yerindeki müşterilerine posta yoluyla ayakkabı satan bir mağaza düşünün. Bu ayakkabı mağazası tek bir lokasyonda faaliyet gösteriyorsa, uzaktaki müşterilerin sipariş vermesi ve ayakkabılarını teslim alması çok uzun zaman alacaktır. Yoğun alışveriş sezonlarında, mağaza siparişlerle aşırı yüklenebilir ve tüm müşterilerinin siparişlerini hızlı bir şekilde karşılama yeteneğini kaybedebilir.

Şimdi ayakkabı mağazasının dünyanın dört bir yanında birkaç lokasyon daha açtığını hayal edin. Bu, müşterilerin yakındaki bir yerden ayakkabı sipariş edebileceği, nakliye sürelerini kısaltacağı ve bir mağazanın siparişlerle aşırı yüklenme olasılığını azaltacağı anlamına gelir. GSLB’nin web siteleri ve hizmetler için yaptığı şey tam olarak budur, bu da onu küresel kullanıcı tabanına sahip şirketler için en popüler yük dengeleme çözümlerinden biri haline getirir.

Elastik Yük Dengeleyiciler (ELB)

Elastik Yük Dengeleyici (ELB) çözümleri çok daha karmaşıktır ve bulut bilişim operatörlerine herhangi bir zamanda trafik gereksinimlerine göre ölçeklenebilir kapasite sunar. Elastik Yük Dengeleme, talep zaman içinde değiştikçe bir uygulamaya giden trafiği ölçeklendirir. Ayrıca yük dengeleme örneklerini otomatik olarak ve isteğe bağlı olarak ölçeklendirir. Elastik yük dengeleme, gelen uygulama trafiğini birden fazla örneğe dağıtmak veya gerektiğinde ölçeklendirmek için istek yönlendirme algoritmalarını kullandığından, uygulamalarınızın hata toleransını artırır.

Yük Dengeleyici Tipleri Nelerdir?

1.İstemcilerdeki Yazılım Yük Dengeleyicileri (CSLB)

Adından da anlaşılacağı gibi, yük dengelemenin tüm mantığı istemci uygulamasında bulunur (Örn. Bir cep telefonu uygulaması). İstemci uygulamaya, etkileşim kurabileceği web sunucularının/uygulama sunucularının bir listesi sunulur.

• Uygulama listeden ilkini seçer ve sunucudan veri talep eder.
• Herhangi bir hata kalıcı olarak meydana gelirse (yapılandırılabilir sayıda yeniden denemeden sonra) ve sunucu kullanılamaz hale gelirse, bu sunucuyu atar ve işleme devam etmek için listeden diğerini seçer.
• Bu, yük dengelemeyi uygulamanın en ucuz yollarından biridir.

2. Hizmetlerde Yazılım Yük Dengeleyicileri (SSLB) Bu yük dengeleyiciler, bir dizi isteği alan ve bu istekleri bir dizi kurala göre yeniden yönlendiren yazılım parçalarıdır. Bu yük dengeleyici çok daha fazla esneklik sağlar çünkü herhangi bir standart cihaza (Örn: Windows veya Linux makine) kurulabilir.

Ayrıca daha ucuzdur çünkü donanım yük dengeleyicilerinin aksine fiziksel cihaz satın almaya veya bakımını yapmaya gerek yoktur. Kullanıma hazır yazılım yük dengeleyicisini kullanma seçeneğiniz olabilir veya yük dengeleme için özel yazılımınızı yazabilirsiniz (Ör: Microsoft Office365'in Active Directory Sorgularını yük dengeler).

3. Donanım Yük Dengeleyicileri (HLB) Adından da anlaşılacağı gibi, trafiği ağ sunucuları kümesi arasında dağıtmak için fiziksel bir cihaz kullanıyoruz. Bu yük dengeleyiciler aynı zamanda Katman 4–7 Yönlendiriciler olarak da bilinir ve bunlar her türlü HTTP, HTTPS, TCP ve UDP trafiğini idare edebilir. HLB’ler dış dünyaya sanal bir sunucu adresi sağlar.

• Bir istemci uygulamasından bir istek geldiğinde, bağlantıyı çift yönlü ağ adresi çevirisi (NAT) yaparak en uygun gerçek sunucuya iletir.
• HLB’ler büyük hacimli trafiğin üstesinden gelebilir, ancak ağır bir fiyat etiketi ile birlikte gelir ve ayrıca sınırlı esnekliğe sahiptir.
• HLB’ler her sunucu üzerinde sağlık kontrolleri yapmaya devam eder ve her sunucunun düzgün yanıt verdiğinden emin olur.
• Sunuculardan herhangi biri istenen yanıtı vermezse, trafiği sunuculara göndermeyi derhal durdurur.
• Bu yük dengeleyicileri edinmek ve yapılandırmak pahalıdır, bu nedenle birçok hizmet sağlayıcı bunları yalnızca kullanıcı istekleri için ilk giriş noktası olarak kullanır. Daha sonra dahili yazılım yük dengeleyicileri, verileri altyapı duvarının arkasına yönlendirmek için kullanılır.

4. Sanal Yük Dengeleyiciler (VLB)

Sanal yük dengeleyici, VMware, Hyper-V veya KVM gibi sanallaştırma teknolojilerini kullanan veri merkezleri gibi sanallaştırılmış bir ortamda sanal makine (VM) veya yazılım örneği olarak uygulanan bir yük dengeleme çözümü türüdür. Kaynakların verimli kullanılmasını sağlamak, yanıt sürelerini iyileştirmek ve sunucu aşırı yüklenmesini önlemek için gelen ağ trafiğini birden fazla sunucuya veya kaynağa dağıtmada önemli bir rol oynar.

En Sık Kullanılan Yük Dengeleme Algoritmaları Nelerdir?

Yük dengeleyiciler yapılandırıldıkları teknolojiler ne olursa olsun yükleri verimli bir şekilde dağıtmak için kullanılırlar. Bunun için de yük dengeleme algoritmalarını kullanırlar. Şimdi sık kullanılan yük dengeleme algoritmalarını inceleyelim:

1.Round Robin:

• Bu algoritmada, gelen istekler rastgele bir şekilde sunuculara dağıtılır.
• Her sunucuya eşit sayıda istek gönderilmeye çalışılır.
• Bu yöntem, basit ve uygulanması kolaydır, ancak sunucuların yük dağılımı her zaman ideal olmayabilir.

2.IP Hash:

• Bu algoritmada, gelen istekler, IP adreslerine göre hash fonksiyonu kullanılarak belirli sunuculara yönlendirilir.
• Her IP adresi, belirli bir sunucuya sabitlenir.
• Bu yöntem, sunucuların yük dağılımını daha dengeli hale getirir, ancak IP adreslerinin değişmesi durumunda bazı problemler ortaya çıkabilir.

3.Least Connections:

• Bu algoritmada, en az sayıda bağlantıya sahip olan sunucuya yeni istekler gönderilir.
• Bu sayede, halihazırda çok fazla istek yükü altında olan sunuculara yük binmesi engellenir.
• Bu yöntem, sunucuların performansını optimize etmeye yardımcı olur, ancak sunucuların durumunun sürekli olarak izlenmesi gerekir.

4.Least Response Time:

• Bu algoritmada, en kısa yanıt süresine sahip olan sunucuya yeni istekler gönderilir.
• Bu sayede, en hızlı yanıt veren sunucu kullanılarak gecikme süresi en aza indirilir.
• Bu yöntem, kullanıcılara en iyi deneyimi sunmaya yardımcı olur, ancak sunucuların yanıt sürelerinin sürekli olarak izlenmesi gerekir.

5.Least Bandwith:

• Bu algoritmada, bant genişliğini en az kullanan sunucuya yeni istekler gönderilir.
• Bu sayede, bant genişliği fazla olan sunucular daha fazla istek işleyebilir.
• Bu yöntem, ağ trafiğini optimize etmeye yardımcı olur, ancak sunucuların bant genişliğinin sürekli olarak izlenmesi gerekir.

Güvenlik Duvarı Yük Dengeleme (Firewall Load Balancing) Nedir?

Güvenlik Duvarı Yük Dengeleme, birden fazla güvenlik duvarı sisteminin Sunucu Yük Dengeleyicilerinin arkasına yerleştirildiği bir dağıtım mimarisidir. Güvenlik duvarı sistemlerinden geçen ağ trafiği, ölçeklenebilir ve yüksek oranda kullanılabilir bir güvenlik altyapısı sağlayan güvenlik duvarı grubuna yük dengelenir.

Güvenlik güvenlik duvarları tüm ağ altyapıları için kritik öneme sahiptir. Sağlam bir güvenlik altyapısı, güvenilir, yüksek oranda kullanılabilir ve ölçeklenebilir bir güvenlik duvarı altyapısı gerektirir. İnternet bağlantısı kesildiğinde iş faaliyetleri ciddi şekilde engellenir veya tamamen durdurulur. Güvenlik duvarı altyapıları iş sürekliliğini sağlamak için çok önemlidir.

Yük dengeli bir konfigürasyonda yapılandırılmış bir dizi güvenlik duvarı sistemi, Sunucu Yük Dengeleme sistemleri arasına sıkıştırılmıştır. İnternetten gelen trafik, bir grup güvenlik duvarı içindeki bir güvenlik duvarına yönlendirilir. Kuruluşun internet çalışmalarından gelen trafik de benzer şekilde dağıtılır. Bu mimarinin faydaları şu şekilde sıralanabilir:

Ölçeklenebilirlik

Güvenlik duvarları, güvensiz ağlar arasında artan trafiği yönetmek için her paketi inceler ve analiz eder. Bu işlem, CPU, bellek ve ağ kaynakları gerektirir ve güvenlik duvarlarının destekleyebileceği trafik miktarını sınırlar. Yük dengeleme ile dinamik olarak ek güvenlik duvarları eklenerek kapasite artırılabilir.

Güvenilirlik

Yük dengeleme, güvenlik duvarı sistemlerinde de kullanılabilir. Bu sayede, tek bir güvenlik duvarının arızalanması büyük kesintilere neden olmaz. Arızalı güvenlik duvarının oturumları diğer güvenlik duvarlarına yönlendirilir ve oturumlar sorunsuz bir şekilde yeniden kurulur.

Yönetilebilirlik

Yük dengelemesi olmayan ortamlarda güvenlik duvarı bakımı zordur ve canlı değişiklikler sorunlara yol açabilir. ADC yük dengeleyici ile güvenlik duvarları bakım, yükseltme veya güncellemeler için kesinti olmadan çevrimdışı yapılabilir ve değişiklikler test edildikten sonra çevrimiçi hale getirilebilir.

Kaynakça

[embed]What is Load Balancer & How Load Balancing works? - GeeksforGeeks A Computer Science portal for geeks. It contains well written, well thought and well explained computer science and…www.geeksforgeeks.org

[embed]What is Network Load Balancer? | Avi Networks Learn the definition of Network Load Balancer and FAQs on the difference between Application Load Balancer and Network…avinetworks.com

[embed]What is the Application Load Balancer and how does it work? Learn about the Application Load Balancer and how it enables developers to configure and route incoming end-user…www.techtarget.com

https://www.cloudflare.com/learning/cdn/glossary/global-server-load-balancing-gslb/

https://www.a10networks.com/glossary/what-is-firewall-load-balancing-fwlb/