¿Qué son los balanceadores de carga y cómo funcionan?

En situaciones de alta carga, por ejemplo por una gran cantidad de accesos simultáneos, incluso los Servidor Dedicado modernos y de alto rendimiento no son capaces de procesarlos en un tiempo de respuesta adecuado. Una solución a este problema son los balanceadores de carga, que realizan una distribución de la carga entre distintas instancias y reducen así los tiempos de acceso al servidor al mínimo. Entre otras cosas, permiten limitar el tiempo de carga incluso bajo una demanda extrema. Para ello, los balanceadores de carga reparten las solicitudes entrantes entre una infraestructura de TI conectada y dirigen de forma precisa los servidores vinculados para poder compensarlos y coordinarlos entre sí. Igualmente importante es el caché de un sitio web.

¿Qué es un balanceador de carga?

Un balanceador de carga es, por un lado, un algoritmo para la asignación de recursos y, por otro, una instancia superior y en parte abstraída para la gestión de escenarios complejos y variables. Permite distribuir las capacidades dentro de una red en varios servidores y coordinar las solicitudes según un balanceo de carga equilibrado. El balanceador de carga desempeña así dos funciones que son centrales para una infraestructura de TI eficiente: gestiona la distribución de la carga en un único servidor y evita que éste deje de estar accesible o que los tiempos de acceso al servidor se desplomen por falta de recursos. Además, organiza la distribución de la carga dentro de sistemas complejos y garantiza que, en estos, cada servidor presente una carga y un tiempo de carga idénticos.

¿Cómo funciona un balanceador de carga?

Un balanceador de carga realiza la distribución de la carga registrando las solicitudes como nodo de entrada y asignándolas a una instancia determinada. El balanceo de carga toma esta decisión en función del estado actual, de los tiempos de acceso al servidor tanto teóricos como prácticos y de las decisiones ya adoptadas sobre la distribución de las tareas. Por lo general, los servicios en un servidor presentan una distribución de carga estática sin una previsión exacta, en la que no se puede predecir qué recursos necesitará una tarea ni durante cuánto tiempo. Para este tipo de distribución de carga se recomiendan dos métodos:

• Distribución aleatoria entre distintas instancias
• Método Round Robin para una asignación controlada y secuencial

A primera vista, una distribución aleatoria puede no parecer un método sensato de balanceo de carga para tiempos de acceso al servidor óptimos . Esto es cierto, en efecto, si solo están afectados unos pocos procesos. Sin embargo, con un número creciente de elementos y tiempos de procesamiento cortos y comparables, el procedimiento aleatorio resulta muy eficiente y evita una monitorización compleja. El método Round Robin procede de forma sistemática, asignando las tareas sucesivamente a la siguiente instancia. Una vez completado el ciclo, la distribución Round Robin vuelve a comenzar con la primera instancia. Ambos enfoques permiten una ponderación para favorecer nodos con bajos tiempos de acceso al servidor y alto rendimiento.

¿Qué alternativas a los balanceadores de carga son adecuadas para la distribución de carga?

La distribución activa y organizadora de la carga es solo un método para llevar a cabo el balanceo de carga y garantizar bajos tiempos de acceso al servidor. Otra se basa en una separación eficiente de las tareas dentro de la infraestructura de TI, por ejemplo mediante el aislamiento de procedimientos críticos desde el punto de vista computacional o de seguridad, procesos internos y aplicaciones de riesgo como las conexiones públicas. Esto limita, por ejemplo, el impacto de ataques DDoS a una zona concreta y permite que los tiempos de acceso al servidor fuera de los segmentos afectados no se vean perjudicados.

¿Qué aplicaciones son adecuadas como balanceadores de carga?

Para el balanceo de carga conviene una integración en distintos niveles. Pueden integrarse, por ejemplo, como módulo en un servidor Apache 2 para optimizar directamente el tiempo de carga de las páginas web. Otros servidores web, como NGINX, pueden actuar por sí mismos como balanceadores de carga directos para distribuir las peticiones hacia otros servidores. Muchos proveedores ofrecen la distribución de carga como servicio opcional para servidores dedicados propios y de terceros, así como para VPS, de modo que los clientes no tengan que encargarse de la instalación y configuración, a menudo complejas, y aun así puedan beneficiarse de ventajas como los rápidos tiempos de acceso al servidor.

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