Qu’est-ce qu’un load balancer?

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Un data center envoie des données à 2 nuages

La fonction première d’un load balancer est la répartition de la charge de travail entre un ou plusieurs serveurs. Mais pour que la répartition de charge soit opérationnelle, il est indispensable de solliciter des serveurs avec des données et une configuration parfaitement identiques. Cela permet d’optimiser l’utilisation des ressources disponibles et d’éviter la surcharge de travail d’un serveur.

En ayant recours à un serveur de load balancing préalablement connecté à un ensemble de serveurs cloud, vous bénéficiez d’un meilleur niveau de fiabilité des services concernés grâce à la réplication du contenu. Vous augmentez le seuil de rendement des ressources déployées grâce à la répartition des charges. Une optimisation des ressources disponibles est faite grâce à la répartition équitable des demandes entre les serveurs. Un bénéfice appréciable au sein de la structure, tout en développant les capacités de production et en réduisant drastiquement les temps d’accès. Cela est particulièrement important dans les environnements où la disponibilité des services est essentielle, comme des applications web ou des services en ligne. Par ailleurs, le déploiement d’une politique de load balancing évite de se retrouver avec une indisponibilité des services en redirigeant automatiquement le trafic vers des serveurs disponibles.

Le fonctionnement du load balancing

Le load balancer permet une diminution de la charge des serveurs tout en améliorant les performances des applications. L’objectif est alors le même, maintenir une disponibilité des sessions d’applications et de réseaux ainsi qu’une très bonne fiabilité. Les requêtes sont alors envoyées au serveur capable de répondre à cette demande en un temps imparti. Le load balancer peut aussi bien être une instance virtualisée, qu’un processus logiciel ou un dispositif. Son intégration s’effectue aux contrôleurs de diffusion d’applications contribuant à un renforcement de la sécurité et des performances.

Prenons l’exemple des requêtes à un serveur Web sous la forme du chargement d’une page. Celui-ci s’effectue en premier lieu sur le load balancer puis il effectue la répartition de la charge grâce au transfert des accès vers les serveurs disponibles. La base technique correspond à la procédure DNS.

L’accessibilité du site Web par l’utilisateur s’effectue à partir d’une URL, correspondant à un DNS dans une adresse IP et à son tour sollicite l’équilibreur de charge sans que l’utilisateur ne remarque quoi que ce soit. Lorsque l’utilisateur a déjà accédé à un site Web, le navigateur prend en compte le cache pour emmener l’internaute vers le site Web correspondant. Il envoie une requête DNS pour résoudre le nom de domaine en adresse IP. Sinon, le navigateur utilise un serveur DNS pour gérer la redirection vers le site Web. Dans certains cas, il est d’ailleurs utile de vider le cache DNS pour corriger certaines erreurs.

Les différents types de load balancers

Les entreprises utilisent couramment des applications SaaS de façon simultanée. C’est souvent le cas des organisations ayant recours au numérique. Alors pour éviter que les employés ne rencontrent des lenteurs de chargement impliquant une certaine frustration dans leur travail, le load balancer favorise l’équilibrage des charges aux couches 4 et 7 selon le modèle OSI ( interconnexion des systèmes ouverts ).

Le load balancer L4, c’est-à-dire de la couche 4 intervient sur les données des protocoles des couches réseau et transport. La création d’une connexion TCP est alors générée lorsque le client effectue une requête. Le load balancer réceptionne cette demande et gère les connexions sur les serveurs en amont. Par conséquent, une modification a lieu sur l’IP source de chaque paquet et même constat sur l’IP de destination pour prendre des décisions de routage du trafic. Cette modification s’effectue par le load balancer à travers le Network address translation ( NAT), sans pour autant accéder au contenu.

Le load balancer l7, c’est-à-dire de la couche 7 ne fonctionne pas de la même manière. En effet, il connaît les données des applications et ces informations lui seront utiles pour faciliter la prise de décision complexe en matière d’équilibrage de charge. Prenons l’exemple d’un protocole HTTP. Le load balancer effectue une identification unique des sessions du client grâce à l’utilisation des cookies. Puis ces données sont utilisées par le load balancer afin de transmettre la totalité des informations des demandes d’un client au même serveur. Ce load est fréquemment utilisé comme équilibreur de charge des applications web. 

Le load balancer basé sur le cloud est souvent intégré aux plateformes de cloud computing et ces load balancers offrent une mise à l’échelle automatique en fonction de la demande. Les load balancers basés sur le cloud sont adaptés aux environnements où la capacité de calcul peut varier de manière importante. Ils offrent souvent des fonctionnalités de gestion et de sécurité avancée. 

Le load balancer matériel est un appareil physique dédié spécifiquement à la gestion du trafic réseau. Ce type de load peut être installé dans un centre de données et il offre des fonctionnalités avancées telles que l’équilibrage de charge SSL et la gestion de la sécurité au niveau de la couche réseau. 

Le choix du type de load dépend des besoins spécifiques en termes de performance, de flexibilité et de sécurité.

Présentation de trois algorithmes de load balancing

Le load balancer est capable d’utiliser de nombreux algorithmes comme :

  • Le round robin : la première requête est alors récupérée par un premier serveur puis ainsi de suite jusqu’au dernier. Donc, le serveur virtuel effectue la transmission de chaque demande jusqu’à un autre serveur en suivant une liste rotative prédéfinie. L’avantage majeur de l’algorithme repose sur l’effet de pondération. C’est ainsi que les unités les plus puissantes reçoivent en premier les requêtes et en traitant le plus grand nombre. L’équilibrage de la charge entre les serveurs est son plus grand atout. De plus, l’algorithme peut être ajusté pour attribuer plus de requêtes au serveur le plus puissant. 
  • Le deuxième algorithme concerne la méthode de la moindre connexion. Les serveurs avec le moins de connexions actives recevront davantage de tâches à exécuter.
  • Enfin, le dernier algorithme est la méthode du moindre temps de réponse. La méthode est très proche de l’algorithme précédent, mais elle agit en fonction du temps de réponse du serveur, car c’est une indication sur sa charge actuelle.

Dans tous les cas, il est important que le load balancer transmette les requêtes au serveur le plus approprié et au bon moment. Autrement dit, le serveur affichant une meilleure disponibilité afin de livrer une expérience optimale aux internautes aussi bien sur le plan des performances que sur le plan de la sécurité.

Comment avoir recours à l’équilibrage de charge dans une entreprise ?

L’équilibrage de charge permet de répartir les instances vers plusieurs serveurs. Le déploiement du load balancing s’effectue à travers des solutions logicielles et matérielles sur un serveur virtuel indépendant ou sur un cloud.

Pour un déploiement sur un serveur virtuel indépendant, un serveur virtuel distinct est configuré pour agir comme un équilibreur de charge. En fonction des besoins de l’entreprise, le serveur peut être hébergé dans un centre de données distant ou sur un site. 

L’équilibreur de charge permet de répartir les instances vers d’autres serveurs en assurant une distribution équilibrée de la charge de travail. Cela permet d’optimiser les performances et d’améliorer la disponibilité des services. 

Dans tous les cas, il est impératif de choisir un prestataire informatique capable de vous accompagner dans la mise en place de ce processus. Il s’agira alors de trouver un moyen rentable pour assurer l’équilibrage de charge au sein du réseau de serveurs.

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