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Traditionelle proprietäre Hardware-Appliances vs. Software

Die Vorteile des Software Load-Balancings

| Autor / Redakteur: Richard Kunkel / Andreas Donner

Hardware Load-Balancing hat (nahezu) ausgedient – heute ist die Zeit der Software Load Balancer.
Hardware Load-Balancing hat (nahezu) ausgedient – heute ist die Zeit der Software Load Balancer. (Bild: © vallepu - stock.adobe.com)

Im Rahmen der Virtualisierung verbreiteten sich softwarebasierte Load Balancer rasant und machten den traditionellen proprietären Hardware-Appliances mehr und mehr Konkurrenz. Heute bieten softwarebasierte Ansätze bei richtiger Architektur eine überlegene Plattform für die Verwaltung moderner Anwendungen. Doch was genau sind die Unterschiede zwischen software- und hardwarebasierten Lastverteilern?

Load Balancer wurden vor etwa zwei Jahrzehnten zu Beginn des Internetzeitalters notwendig. Ihre Aufgabe war es, die Leistung der neu erstellten Webseiten zu optimieren und sicherzustellen, dass Nutzer beim Besuch einer Webseite nicht durch lange Ladezeiten beim Surfen gehindert wurden. Die Geräte spielten sozusagen den Verkehrspolizisten am Frontend, um mittels Algorithmen den Traffic auf die Backend-Webserver zu optimieren.

Load Balancer verbessern im Prinzip bis heute die Stabilität, Effizienz, Sicherheit und die Verfügbarkeit des Datenverkehrs im Netzwerk für jegliche Server, inklusive Applikationen und Dienste. Aber heutzutage sind die Aufgaben von Load Balancern längst nicht mehr nur auf die einfache Optimierung des Datenverkehrs begrenzt.

Moderne Load Balancer können darüber hinaus die Serverauslastung reduzieren, die Leistung steigern, Single Points of Failure durch Redundanzen reduzieren, Workloads bei Serverausfällen ausgleichen und die Skalierbarkeit durch den Einsatz neuer Server verbessern.

Im Zuge der Virtualisierung kamen neben den proprietären Hardware-Appliances immer mehr softwarebasierte Load Balancer zum Einsatz, deren Leistung dank Fortschritten der Performance bei Intel-Architekturservern auch nicht mehr hinter den Hardware-Appliances hinterherhinkten. Tatsächlich sollen softwarebasierte Ansätze bei richtiger Architektur eine überlegene Plattform für die Verwaltung moderner Anwendungen bieten können. Was sind also im Detail die Unterschiede zwischen software- und hardwarebasierten Lastverteilern?

Hardwarebasiertes Load-Balancing

Hardware Load Balancer erfordern eine physikalische Hardware-Appliance. In den späten 90er und frühen 2000er Jahren waren sie die einzigen verfügbaren Load Balancer. Ein entscheidendes Merkmal eines Hardware Load-Balancings ist seit jeher die exakt definierte und damit limitierte Anzahl an SSL-Verbindungen und maximalem Datendurchsatz. Sobald diese Grenzen überschritten werden, stoppt der Load Balancer einfach die Annahme neuer Verbindungen. Um die Serverkapazität zu erhöhen, müssen also auch mehr Load Balancing Appliances installiert werden.

Über die Jahre hatten sich Unternehmen daran gewöhnt, proprietäre Load Balancing Appliances analog zum Wachstum ihres Internetverkehrs zu kaufen.

Einer der letzten Vorteile der Geräte im Vergleich zu aufkommenden Softwarelösungen bestand lange Zeit darin, dass die Hardwarelösungen mehr Leistung boten als die neuen, rein softwarebasierten Systeme. Durch die Fortschritte und den Performance-Zuwachs von Intels Serverarchitektur wurde dieser Vorteil jedoch stetig kleiner und kann heute im Prinzip vernachlässigt werden.

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Softwarebasiertes Load-Balancing

Obwohl speziell entwickelte Hardware Load Balancer tatsächlich schneller sein können, als Software, die auf einem einzelnen x86-Server läuft, haben softwarebasierte Lösungen zahlreiche Vorteile gegenüber ihren älteren Geschwistern. Sie bieten bessere Elastizität, Programmierbarkeit und sehr einfache horizontale Skalierung. Sie können natürlich auch vertikal skaliert werden, indem x86-Server mit mehr Rechenkernen verwendet werden. Darüber hinaus gibt es jedoch zahlreiche weitere Vorteile, einen softwarebasierten Load-Balancer gegenüber einem hardwarebasierten einzusetzen:

Cloud-Native Anwendungen
Moderne Anwendungen sind für den Einsatz in jedem Rechenzentrum oder jeder Cloud-Umgebung konzipiert und nutzen die Vorteile der gegebenen Infrastruktur, da sie auf Bare-Metal-Servern, virtuellen Maschinen oder Containern ausgeführt werden können. Software Load Balancer spiegeln diese Fähigkeiten wider und sind die einzige praktikable Lösung für Mikroservices und containerbasierte Anwendungen.

Skalierbarkeit
Software Load Balancer können nach oben oder unten skalieren, da sie x86-Serverressourcen anstelle separater dedizierter Hardware verwenden. Diese Flexibilität ermöglicht eine bessere Kapazitätsplanung und On-Demand-Skalierbarkeit, basierend auf den aktuellen Anforderungen von Anwendungen.

Load Balancing pro Anwendung
Ein wesentlicher Vorteil einer softwaredefinierten Strategie für Load Balancing besteht darin, dass Administratoren benutzerdefinierte Anwendungsdienste auf Anwendungsbasis bereitstellen können, anstatt mehrere Programme auf einer einzigen monolithischen Hardware-Appliance einzurichten. Diese Strategie bietet natürlich Vorteile wie Isolierung von Workloads, bessere Verfügbarkeit, Eliminierung von Überprovisionierung und Kosteneinsparungen im Vergleich zu Hardware-Appliances.

Hybrid-Cloud-Anwendungen
Software Load Balancer bieten eine konsistente Architektur für die Anwendungsbereitstellung in verschiedenen Cloud-Umgebungen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit der Erstellung einer neuen Architektur von Anwendungen bei der Migration in die Cloud oder zwischen Clouds.

Zentrales Management über Clouds hinweg
Plattformen für Software Load Balancer, die mit einer separaten Daten- und Steuerungsebene ausgestattet sind, bieten eine einzige Oberfläche zur Verwaltung einer verteilten Datenebenen der Software Load Balancern. Administratoren erhalten zentrale Transparenz und Kontrolle über alle konfigurierten virtuellen Dienste und die zugehörigen Pools. Anwendungseigner können sich an Selbstbedienung erfreuen und Software Load Balancer auf jedem Server an jedem Ort und in jeder Umgebung installieren, ohne die Zeit und den Aufwand für ein Support-Ticket für die Installation dedizierter Hardware.

Anwendungeinblicke
Software Load Balancer, die mit einer separaten Daten- und Steuerungsebene ausgestattet sind, können ihre strategische Position im Pfad des Anwendungsverkehrs nutzen, um Verkehrsmuster zu analysieren und Anwendungseinblicke zu gewinnen. Diese Erkenntnisse helfen Administratoren bei der Anwendungsverwaltung.

Wartung
Da es keine physischen Hardware-Appliances gibt, die gewartet oder aktualisiert werden müssen, wird der laufende Betrieb vereinfacht und die Wartung ist weniger problematisch. Wenn ein einzelner Software Load Balancer oder x86-Server ausfällt, kann die Steuerungsebene die Entscheidung treffen, einfach eine weitere Instanz zu starten und sofort in Betrieb zu nehmen.

Redundanz/Resilienz
Wenn ein Server, auf dem der Load-Balancer läuft, heruntergefahren wird, können andere Load Balancer schnell aktiviert werden, um den Schlupf zu beseitigen und Dienstunterbrechungen zu vermeiden.

Einfache Bereitstellung
Da es keine Hardware zu konfigurieren oder zu installieren gibt, kann der Einsatz neuer Load-Balancer innerhalb weniger Minuten aus der Ferne erfolgen. Die meisten Bereitstellungs- und Konfigurationsvorgänge können mit REST-APIs automatisiert werden. Anwendungs-Bereitstellungen lassen sich erheblich beschleunigen; niemand muss wie bisher mehrere Tage oder Wochen auf die Bereitstellung neuer VIPs oder Load-Balancer warten.

Fazit

Die Liste positiver Argumente für Software Load Balancer ist tatsächlich lang und überzeugend. Es überrascht kaum, dass viele Anbieter in den letzten Jahren begonnen haben, softwarebasierte Lösungen anzubieten.

Richard Kunkel.
Richard Kunkel. (Bild: Avi Networks)

In einer IT-Welt, die in den letzten zehn Jahren viel komplexer geworden ist, stellt sich jedoch vielleicht nicht die Frage, ob es besser ist, eine software- oder hardwarebasierte Lösung einzusetzen. Was Unternehmen heute tatsächlich am dringendsten brauchen, sind Lösungen, die mit den neuesten Technologien für Analyse- und maschinellem Lernen Schritt halten können.

Softwarebasiertes Load-Balancing wird es Unternehmen darüber hinaus auch künftig ermöglichen, Mikroservices einzuführen, diese einfach zu skalieren und die Grundlage für die zukünftige Nutzung eines Service-Meshs zu schaffen, das Anwendungen mit ihren benötigten Diensten verbindet.

Über den Autor

Richard Kunkel arbeitet bei Avi Networks.

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