Välityspalvelimet ja kuormantasaajat

Jotkin verkkopalvelut sijoittuvat liikenteen keskelle asiakkaiden ja palvelinten väliin ja tuovat verkkoon hallintaa, suojausta tai skaalautuvuutta. Kaksi keskeistä esimerkkiä ovat välityspalvelimet ja kuormantasaajat.

Sen sijaan että asiakkaat ja palvelimet keskustelisivat suoraan, nämä välipalvelut sieppaavat ja hallitsevat viestintää sekä parantavat samalla suorituskykyä, turvallisuutta ja luotettavuutta.

Välityspalvelin toimii välikätenä ja tekee pyyntöjä asiakkaiden puolesta. Sen sijaan että asiakas muodostaisi yhteyden suoraan verkkosivustoon, se pyytää välityspalvelinta hakemaan sisällön ja välittämään sen takaisin.

Tämän välillisen yhteyden ansiosta välityspalvelin voi suodattaa, lokittaa, välimuistittaa ja hallita liikennettä. Organisaatio saa näin keskitetyn paikan lähtevän internet-liikenteen hallintaan ja suojaamiseen.

Eteenpäin välittävä välityspalvelin sijaitsee sisäisten asiakkaiden edessä ja käsittelee niiden internetiin lähtevät pyynnöt. Yritykset käyttävät sitä verkkosisällön suodattamiseen, kiellettyjen sivustojen estämiseen, suosittujen sivujen välimuistittamiseen ja käyttäjien selailun lokittamiseen.

Se myös piilottaa sisäiset asiakkaat välityspalvelimen osoitteen taakse. Internetin suunnasta kaikki pyynnöt näyttävät tulevan välityspalvelimelta, eivät sen takana olevilta yksittäisiltä käyttäjiltä.

Käänteinen välityspalvelin sijaitsee palvelinten edessä ja käsittelee internetistä tulevat pyynnöt välittäen ne oikealle taustapalvelimelle. Asiakkaat keskustelevat vain käänteisen välityspalvelimen kanssa eivätkä koskaan suoraan palvelinten kanssa.

Se suojaa palvelimia suoralta näkyvyydeltä, voi hoitaa salauksen ja sisällön välimuistittamisen sekä tarjota yhden sisääntulopisteen useille taustajärjestelmille. Näin se parantaa sekä turvallisuutta että hallittavuutta.

Välityspalvelimet tarjoavat useita hyötyjä:

• Välimuistitus nopeuttaa vastauksia ja vähentää kaistan käyttöä.
• Sisällön suodatus estää vaaralliset tai kielletyt sivustot.
• Lokitus parantaa näkyvyyttä ja auttaa valvottujen käytäntöjen toimeenpanossa.
• Anonymiteetti piilottaa todelliset asiakkaat tai palvelimet välityspalvelimen taakse.

Tämän ansiosta välityspalvelimet ovat monipuolinen työkalu sekä turvallisuuden että suorituskyvyn parantamiseen.

Kuormantasaaja jakaa saapuvan liikenteen useille palvelimille, jotta yksikään palvelin ei kuormitu liikaa. Se näyttää asiakkaille yhden osoitteen ja jakaa niiden pyynnöt taustapalvelinten muodostamalle joukolle.

Tämä on välttämätöntä kiireisille palveluille: se kasvattaa kapasiteettia, pitää vasteajat lyhyinä suuren kuormituksen aikana ja mahdollistaa uusien palvelinten lisäämisen kasvun käsittelemiseksi.

Kuormantasaaja valitsee algoritmin avulla, mikä palvelin käsittelee kunkin pyynnön:

• Round robin: palvelimia kierretään vuorotellen.
• Vähiten yhteyksiä: pyyntö lähetetään vähiten kuormitetulle palvelimelle.
• Painotettu: tehokkaampia palvelimia suositaan.

Se suorittaa myös kuntotarkistuksia ja poistaa vikaantuneet palvelimet kierrosta, jotta käyttäjiä ei koskaan ohjata toimimattomalle palvelimelle.

Kuormantasaajat parantavat käytettävyyttä, eivät vain suorituskykyä. Jos yksi palvelin vikaantuu, kuormantasaaja lopettaa liikenteen lähettämisen sille ja ohjaa kaiken liikenteen terveille palvelimille, joten käyttäjät eivät huomaa mitään.

Tämä redundanssi pitää palvelun toiminnassa myös palvelinvikaantumisten tai huoltojen aikana. Siksi kuormantasaajat ovat kestävien ja jatkuvasti käytettävissä olevien verkkoratkaisujen kulmakivi.

Jotkin sovellukset edellyttävät, että käyttäjän pyynnöt ohjataan aina samalle taustapalvelimelle, koska palvelin säilyttää istunnon tilan, kuten ostoskorin. Istunnon pysyvyys (josta käytetään myös nimitystä sticky sessions) varmistaa, että tietyn asiakkaan pyynnöt lähetetään jatkuvasti samalle palvelimelle.

Ilman sitä käyttäjän pyynnöt voisivat vaihtaa palvelinta sellaisten palvelinten välillä, jotka eivät jaa tilatietoa, jolloin kirjautumiset tai ostoskorit rikkoutuisivat. Pysyvyys sovittaa liikenteen jakamisen tavoitteen yhteen tilallisen jatkuvuuden tarpeen kanssa.

Näillä kahdella on yhteisiä piirteitä, mutta niiden tarkoitukset ovat erilaiset. Välityspalvelin keskittyy liikenteen välittämiseen, suodattamiseen ja suojaamiseen, kun taas kuormantasaaja keskittyy liikenteen jakamiseen skaalautuvuuden ja käytettävyyden varmistamiseksi.

Käänteinen välityspalvelin suorittaa usein myös kuormantasausta, ja nykyaikaiset laitteet yhdistävät tavallisesti molemmat tehtävät. Olennaista on ymmärtää, mitä kumpikin tuo: hallintaa ja turvallisuutta verrattuna kapasiteettiin ja vikasietoisuuteen.

Välityspalvelimet välittävät liikennettä: eteenpäin välittävä välityspalvelin hallitsee asiakkaiden lähteviä pyyntöjä (suodatus, välimuistitus ja lokitus), kun taas käänteinen välityspalvelin toimii palvelinten edessä ja tarjoaa niille suojausta ja hallintaa. Kuormantasaajat jakavat liikenteen palvelinjoukolle algoritmien ja kuntotarkistusten avulla, mikä parantaa sekä suorituskykyä että käytettävyyttä. Nämä kaksi tehtävää yhdistyvät usein.

Välityspalvelimet sijaitsevat asiakkaiden ja palvelinten välissä: eteenpäin välittävä välityspalvelin hallitsee asiakkaiden lähtevää liikennettä (suodatus, välimuistitus ja lokitus), ja käänteinen välityspalvelin toimii palvelinten edessä ja suojaa niitä. Kuormantasaajat jakavat liikenteen palvelinjoukolle algoritmien ja kuntotarkistusten avulla sekä parantavat suorituskykyä ja käytettävyyttä. Nämä kaksi tehtävää yhdistyvät usein samassa laitteessa.