Si tienes un sitio web de alta demanda y quieres tener la mayor cantidad de uptime posible, entonces el uso de un balanceo de carga es prácticamente imprescindible. ¿En qué consiste esto y qué beneficios nos puede aportar? En este artículo te vamos a contar eso y mucho más.
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¿Qué es el balanceo de carga?
El balanceo de carga es el proceso de distribuir el tráfico que recibimos y dirigirlo a dos o más servidores, de forma que no haya un solo servidor que tenga que encargarse de atender todas las solicitudes.
Lo normal para la mayoría de los sitios web corrientes es que haya un solo servidor atendiendo las peticiones, y esto en determinadas situaciones puede hacer que el sitio web se vuelva lento o incluso que el servidor se caiga si el tráfico que se recibe es mayor a lo que el servidor puede soportar.
Y aquí es donde el balanceo de carga entra en juego, ya que tiene la tarea de distribuir nuestro tráfico a través de varios servidores, de manera tal que ninguno se encuentre sobrecargado y todos puedan hacer su trabajo de forma correcta.
La forma más sencilla de entender el balanceo de carga es haciendo una analogía con las cajas de cobro de un supermercado. Si hay una sola caja abierta entonces seguramente se formará una larga fila, sin embargo si hay varias cajas abiertas se podrá atender a todos los clientes más rápidamente. Algo similar ocurre en el balanceo de carga.
Su importancia
¿Y por qué es tan importante? Pues como decíamos al comienzo, el balanceo de carga existe para resolver una necesidad muy específica, y esa es mantener nuestro sitio web en el aire en períodos de alta demanda.
Gracias a un balanceo vamos a obtener:
- Alta disponibilidad: en el caso de que un servidor tenga problemas, el balanceo puede desviar el tráfico a los otros servidores disponibles, esto ayuda a que nuestro sitio esté online.
- Mejora el rendimiento: dado que el tráfico es distribuido y atendido por varios servidores, no hay un solo servidor que se vea sobrecargado, de manera tal que se mantienen tiempos de respuesta óptimos.
- Escalabilidad: a medida que nuestro tráfico crece, se pueden añadir más servidores al sistema, haciendo que se puedan seguir controlando los nuevos picos de tráfico que puedan surgir.
Dicho de otra forma entonces, la importancia del balanceo de carga radica en su capacidad para mantener nuestra web online, despachando volúmenes altos de tráfico de forma fluida.
Cómo funciona el balanceo de carga
Los sistemas de balanceo de carga funcionan actuando como intermediarios entre nuestros servidores y el tráfico que llega a ellos. Cuando un usuario trata de acceder a nuestro sitio web, el balanceador de carga tiene la tarea de decidir cuál de los servidores se encargará de despachar la petición del usuario.
El balanceador de carga puede determinar el flujo de trabajo de cada servidor y enviar las nuevas peticiones al menos ocupado, logrando un equilibrio en el trabajo que realiza cada uno, de forma tal que ninguno de los servidores se vea demasiado exigido.
Si bien existen diferentes técnicas de balanceo de carga como veremos más abajo, podemos decir que hay dos tipos de balanceo de carga según su funcionamiento. Por un lado tenemos el balanceo en capa 4 que funciona en base a direcciones IP y puerto TCP/UDP, resultando en un balanceo rápido y directo.
Por otro lado está el balanceo de capa 7, el cual es más complejo dado que funciona en base a datos como headers HTTP, cookies, URLs, entre otros. Esto permite un balanceo más inteligente, por ejemplo enviando peticiones de imágenes a servidores de contenido estático y peticiones de API a otros servidores.
Pero atención, porque también existen otros dos tipos de balanceo de carga según su naturaleza, ya sea que se trate de un hardware o un software, porque por supuesto existen balanceadores que son físicos y se conectan físicamente a los servidores, y otros que son de software pueden funcionar dentro de servidores o en servicios en la nube.
Algoritmos de balanceo
Los balanceadores de carga usan distintos algoritmos para decidir de qué manera se distribuye el tráfico. No hay uno que sea mejor o peor, sino que se aplican en distintas situaciones en función de nuestro objetivo. Algunos de los más usados son:
- Round Robin: el balanceo mediante Round Robin envía las nuevas peticiones al siguiente servidor que esté en la “fila”, dando una pasada a todos los servidores. Es un balanceo simple y efectivo, ideal para cuando tenemos servidores similares trabajando en atender las solicitudes.
- Menos conexiones: con este método, las nuevas peticiones que se reciben serán redirigidas al servidor que tenga la menor cantidad de conexiones activas. Esto es ideal para cuando el tráfico se vuelve impredecible o para cuando un servidor demora mucho en atender sus peticiones.
- Hash IP: en este tipo de balanceo, el tráfico es asignado a un servidor en base a la IP de origen. Esto es muy útil para mantener a un usuario conectado al mismo servidor, de forma que se pueda mantener una sesión persistente.
- Distribución ponderada: bajo esta técnica, a los servidores detrás del balanceador se les asigna un “peso” en función a su capacidad, de forma tal que, por ejemplo, un servidor poderoso podría ser capaz de atender el doble de peticiones que uno pequeño.
Como podemos ver cada uno de estos algoritmos tiene usos muy particulares, y lo bueno es que es posible incluso mezclar varios de ellos, todo dependiendo de nuestras necesidades.
Configuraciones más comunes
Hay muchas maneras de implementar un balanceo de carga, todo dependerá de nuestra infraestructura y del entorno de hosting.
- Hardware vs Software: los balanceadores de hardware son dispositivos físicos, a menudo usados solamente en grandes data centers, mientras que los balanceadores por software se pueden ejecutar prácticamente en cualquier servidor, siendo más comunes en entornos cloud y en VPS.
- Local vs Global: de la misma manera que hay balanceadores físicos y de software, también podemos tener configuraciones que sean locales o globales. Los balanceadores locales manejan el tráfico para un solo data center o una región en particular, y los globales funcionan en base a nuestra ubicación geográfica en el mundo, buscando reducir el tiempo de respuesta todo lo posible.
- Soluciones en la nube: por supuesto en el sector cloud se ofrecen soluciones especializadas de balanceo de carga, entre las cuales podemos encontrar por ejemplo a CloudFlare Load Balancing, que como cabe esperarse alcanza una escala global.
Balanceo de carga en entornos de hosting
Dependiendo de nuestro tipo de hosting, es posible implementar distintos tipos de balanceo de carga, y estos aportarán distintos beneficios.
Dentro de lo que es el hosting compartido es muy poco común ver este tipo de tecnologías, ya que este hosting está orientado a sitios pequeños con poco tráfico. Aún así, sirve para distribuir el tráfico de webs y de correo de manera más eficiente.
En servidores del tipo VPS, ya sea tradicionales o Cloud VPS, es un poco más común, dado que puede haber por ejemplo aplicaciones que requieran crecer de forma horizontal, de tal manera que una app funcione en base a varios VPS en simultáneo.
Donde sí es más común ver balanceadores de carga es con servidores dedicados, ya que estos suelen estar orientados a manejar sitios web de alto tráfico, y por ende para asegurar una alta disponibilidad el uso de balanceadores es algo que puede verse muy a menudo.
Desventajas del balanceo de carga
Por supuesto no todo es color de rosas. Como ya hemos visto un balanceo nos puede aportar muchos beneficios, pero también tiene sus contras.
Para empezar, el uso de balanceo de carga añade complejidad, y configurar y monitorizar estos sistemas no es tarea sencilla. Se debe contar con lo necesario para administrar múltiples servidores y sistemas en simultáneo.
Por otro lado está el problema de los costos. Los balanceadores de carga, sobre todo los físicos, no son nada baratos. Es posible recurrir a servicios de balanceo en la nube, pero a menudo los precios suelen subir mucho si tenemos muchas peticiones o consumimos mucha transferencia. Incluso si montamos una solución propia basada en software vamos a necesitar servidores y hardware adicional para sostenerlo.
También existen los puntos de fallo único, que en estas circunstancias ocurren cuando el balanceador tiene una falla y no posee ninguna contingencia. Este riesgo puede ser mitigado si se utilizan balanceadores redundantes en una configuración activo-pasivo o activo-activo, aunque por supuesto eso aumenta costos y complejidad.
Conclusión
El balanceo de carga es una herramienta poderosa para quienes buscan mantener un sitio web rápido, estable y disponible incluso en picos de alto tráfico. Y si bien no es ajeno a problemas como el costo y la complejidad, sus beneficios en términos de rendimiento, disponibilidad y escalabilidad lo convierten en una solución difícil de ignorar para proyectos en crecimiento.
Ya sea que usemos un balanceo de carga a través de soluciones en la nube, configuraciones locales o sistemas híbridos, lo cierto es que hoy en día el balanceo se ha convertido en una parte fundamental de muchas arquitecturas web modernas. Si tu sitio empieza a recibir más visitas de las que un solo servidor puede manejar, tal vez sea momento de considerar esta tecnología como parte de tu infraestructura.
