Der Lastausgleich kann auf verschiedenen Schichten des Open Systems Interconnection (OSI)-Referenzmodells für die Vernetzung durchgeführt werden. Hier bieten wir einen Überblick über zwei Optionen des Lastausgleichs auf zwei verschiedenen Schichten des Modells.
Der Lastausgleich auf Schicht 4 erfolgt auf der Zwischen-Transportschicht, die sich mit der Zustellung von Nachrichten befasst, ohne den Inhalt der Nachrichten zu berücksichtigen. Das Transmission Control Protocol (TCP) ist das Schicht-4-Protokoll für den Hypertext Transfer Protocol (HTTP)-Datenverkehr im Internet. Load Balancer auf Schicht 4 leiten einfach Netzwerkpakete zum und vom Upstream-Server weiter, ohne den Inhalt der Pakete zu untersuchen. Sie können begrenzte Routing-Entscheidungen treffen, indem sie die ersten paar Pakete im TCP-Stream untersuchen.
Der Lastausgleich auf Schicht 7 erfolgt auf der Anwendungsschicht der höheren Ebene, die sich mit dem eigentlichen Inhalt jeder Nachricht befasst. HTTP ist das vorherrschende Schicht-7-Protokoll für den Website-Datenverkehr im Internet. Load Balancer auf Schicht 7 leiten den Netzwerkdatenverkehr auf eine viel ausgeklügeltere Weise weiter als Load Balancer auf Schicht 4, was insbesondere für TCP-basierten Datenverkehr wie HTTP gilt. Ein Load Balancer auf Schicht 7 beendet den Netzwerkdatenverkehr und liest die darin enthaltene Nachricht. Er kann eine Lastausgleichsentscheidung auf der Grundlage des Inhalts der Nachricht (z. B. der URL oder des Cookies) treffen. Dann stellt er eine neue TCP-Verbindung zum ausgewählten Upstream-Server her (oder verwendet eine bestehende mit Hilfe von HTTP-Keep-Alive wieder) und schreibt die Anforderung an den Server.
Der Lastausgleich auf Schicht 7 ist CPU-intensiver als der paketbasierte Lastausgleich auf Schicht 4, führt aber auf einem modernen Server nur selten zu Leistungseinbußen. Der Schicht-7-Lastausgleich ermöglicht es dem Load Balancer, intelligentere Lastausgleichsentscheidungen zu treffen und Optimierungen und Änderungen an den Inhalten vorzunehmen (z. B. Komprimierung und Verschlüsselung). Er nutzt die Pufferung, um langsame Verbindungen von den Upstream-Servern abzuladen, was die Leistung verbessert.
Ein Gerät, das einen Schicht-7-Lastausgleich durchführt, wird oft als Reverse-Proxy-Server bezeichnet.
Betrachten wir ein einfaches Beispiel: Ein Benutzer besucht eine stark frequentierte Website. Im Laufe der Sitzung des Benutzers kann er statische Inhalte wie Bilder oder Videos, dynamische Inhalte wie einen News-Feed und sogar Transaktionsinformationen wie den Bestellstatus anfordern. Der Schicht-7-Lastausgleich ermöglicht es dem Load Balancer, eine Anforderung auf der Grundlage von Informationen in der Anforderung selbst weiterzuleiten, z. B. welche Art von Inhalt angefordert wird. So kann nun eine Anforderung für ein Bild oder Video an die Server weitergeleitet werden, die sie speichern und für die Bereitstellung von Multimedia-Inhalten optimiert sind. Anforderungen für Transaktionsinformationen, wie z. B. einen ermäßigten Preis, können an den Anwendungsserver weitergeleitet werden, der für die Verwaltung der Preisgestaltung zuständig ist. Mit Schicht-7-Lastausgleich können Netzwerk- und Anwendungsarchitekten eine hochgradig abgestimmte und optimierte Serverinfrastruktur oder ein Anwendungsbereitstellungs-Netzwerk erstellen, das sowohl zuverlässig als auch effizient skalierbar ist, um den Bedarf zu decken.
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Als softwarebasierter Load Balancer ist NGINX Plus wesentlich kostengünstiger als hardwarebasierte Lösungen mit ähnlichen Funktionen. Die umfassenden Lastausgleichsfunktionen von NGINX Plus ermöglichen den Aufbau eines hoch optimierten Application Delivery Network.
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