Cân bằng tải là gì?
Quản lý vùng chứa Kubernetes rất quan trọng để ứng dụng chạy trơn tru. Bộ cân bằng tải là yêu cầu cơ bản để đạt được khả năng quản lý vùng chứa tốt và khả năng mở rộng cao trong Kubernetes. Như đã thảo luận trước đó, bộ cân bằng tải nằm giữa máy khách-máy chủ và dịch vụ nguồn. Mục đích duy nhất của bộ cân bằng tải là đảm bảo rằng luồng mạng được điều chỉnh giữa các máy chủ khác nhau. Trong Kubernetes, lưu lượng mạng được chuyển hướng từ máy chủ tài nguyên đến nhiều dịch vụ Kubernetes. Do đó, cần có một cơ quan quản lý để quản lý luồng dữ liệu này giữa các máy chủ và dịch vụ Kubernetes khác nhau. Bộ cân bằng tải ngăn chặn tình trạng quá tải của máy chủ và cải thiện thời gian phản hồi của máy chủ trong Kubernetes. Điều này cho phép người dùng sử dụng các thùng chứa hiệu quả hơn.
Cho đến khi đạt được dung lượng của nó, bộ cân bằng tải Kubernetes sẽ gửi các kết nối đến máy chủ đầu tiên của nhóm. Máy chủ tiếp theo sẽ nhận được các kết nối mới sau đó. Chiến lược này hữu ích trong trường hợp máy ảo đắt tiền, chẳng hạn như cài đặt được lưu trữ.
Trong Kubernetes, tệp cấu hình dịch vụ trông giống như sau:
Bạn có thể thấy rằng loại là loadBalancer trong ảnh chụp màn hình được cung cấp trước đó. Bằng cách nhập LoadBalancer vào khu vực loại của tệp cấu hình dịch vụ, bộ cân bằng tải sẽ được bật. Các chi tiết bổ sung như phiên bản, loại, tên và thông tin kỹ thuật cũng được hiển thị. Bộ cân bằng tải trong trường hợp này định tuyến lưu lượng truy cập đến các POD phía sau, được quản lý và chỉ đạo bởi nhà cung cấp dịch vụ đám mây.
Nguyên lý làm việc của Load Balancer
Đầu tiên, chúng ta hãy làm sáng tỏ một quan niệm sai lầm phổ biến. Khi bạn nghe thấy từ cân bằng tải trong Kubernetes, bạn có thể nhầm lẫn vì thuật ngữ cân bằng tải trong Kubernetes được sử dụng thay thế cho nhiều mục đích. Tuy nhiên, trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào hai điều – liên quan đến các dịch vụ của Kubernetes với môi trường bên ngoài và quản lý tải mạng với các dịch vụ này.
Các nhóm trong Kubernetes đề cập đến các đơn vị có thể triển khai nhỏ nhất chứa các tác vụ đã lên lịch. Một nhóm các nhóm tạo thành một thùng chứa. Các thành phần của Kubernetes được cấu trúc dựa trên chức năng. Tất cả các thùng chứa để thực hiện một chức năng tương tự được tổ chức thành các nhóm. Tương tự, tất cả các nhóm liên quan sau đó được kết hợp để tạo ra một dịch vụ. Chúng ta hãy nhớ rằng các nhóm trong Kubernetes không phải là vĩnh viễn. Chúng liên tục bị phá hủy và được tạo ra mỗi khi khởi động lại nhóm.
Do đó, địa chỉ IP của các nhóm cũng liên tục bị thay đổi hết lần này đến lần khác. Khi nhóm được khởi động lại, Kubernetes sẽ tự động gán địa chỉ IP mới cho các nhóm mới được tạo. Mặt khác, khi chúng ta nói về một nhóm các nhóm được gọi chung là dịch vụ, chúng có một địa chỉ IP cố định. Không giống như một cá nhân, nó không bị thay đổi sau khi khởi động lại. Đây được gọi là cụm IP. Các vùng chứa trong cụm cụ thể đó chỉ có thể truy cập IP cụm. Tuy nhiên, bạn không thể truy cập IP cụm từ môi trường bên ngoài. Đó là nơi cân bằng tải quan trọng. Do bạn không thể truy cập trực tiếp vào IP của cụm từ bên ngoài cụm nên cần có sự can thiệp. Sự can thiệp này xử lý tất cả các yêu cầu từ bên ngoài cụm và quản lý lưu lượng mạng.
Tạo Round Robin Load Balancer
Có nhiều loại cân bằng tải. Trong bài viết này, chúng tôi đặc biệt nhắm mục tiêu một loại. Chúng ta sẽ nói về loại cân bằng tải dành riêng cho cân bằng lưu lượng mạng. Trong Kubernetes, bộ cân bằng tải này xử lý việc phân phối lưu lượng mạng thích hợp cho các dịch vụ Kubernetes. Việc phân phối này được thực hiện theo một tập hợp các hướng dẫn hoặc thuật toán được lập trình sẵn.
Bộ cân bằng tải vòng tròn là một trong những cách đơn giản nhất để quản lý các yêu cầu đầu vào giữa các nhóm máy chủ. Đây là một trong những chiến lược để sử dụng tối đa các tính năng của Kubernetes, chẳng hạn như quản lý và khả năng mở rộng. Chìa khóa đằng sau việc sử dụng các dịch vụ Kubernetes tốt hơn và hiệu quả hơn là cân bằng lưu lượng truy cập đến các nhóm.
Thuật toán quay vòng được thiết kế để hướng lưu lượng truy cập đến một tập hợp các nhóm theo một thứ tự cụ thể. Ở đây, thứ tự được lên kế hoạch cần được lưu ý. Điều đó có nghĩa là cấu hình nằm trong tay bạn.
Bước 1: Giả sử bạn đã định cấu hình năm nhóm theo thuật toán vòng tròn. Bộ cân bằng tải sẽ gửi các yêu cầu đến từng nhóm theo một trình tự cụ thể. Nhóm ban đầu nhận được yêu cầu đầu tiên. Nhóm thứ hai nhận được yêu cầu thứ hai.
Bước 2: Tương tự, yêu cầu thứ ba được gửi đến nhóm thứ ba, v.v. Nhưng trình tự không thay đổi. Một điều quan trọng là thuật toán quay vòng không bao giờ xử lý các biến như tải hiện tại trong máy chủ. Điều đó có nghĩa là nó là tĩnh. Đây là lý do tại sao nó không được ưa thích trong lưu lượng sản xuất.
Lý do chính mà bạn nên nghiêng về thuật toán quay vòng là việc triển khai nó rất dễ dàng. Tuy nhiên, điều này có thể ảnh hưởng đến tính chính xác của lưu lượng truy cập. Điều này là do bộ cân bằng tải vòng tròn không thể xác định các máy chủ khác nhau. Các biến thể khác nhau của bộ cân bằng tải tồn tại để cải thiện độ chính xác, chẳng hạn như vòng tròn có trọng số, vòng tròn động, v.v.
Phần kết luận
Bài viết này cung cấp cho độc giả thông tin cơ bản về cân bằng tải và cách chúng hoạt động. Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của quản trị viên Kubernetes là cân bằng tải. Ngoài ra, chúng ta đã nói về cấu trúc của Kubernetes và tầm quan trọng của bộ cân bằng tải trong việc cải thiện hoạt động của các cụm Kubernetes. Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về một loại cân bằng tải đó là cân bằng tải vòng tròn.