Прокси и балансировщики нагрузки

Некоторые сетевые службы располагаются в потоке трафика между клиентами и серверами, добавляя управление, безопасность или масштабируемость. Два важных примера — это прокси-серверы и балансировщики нагрузки.

Вместо прямого взаимодействия клиентов и серверов эти промежуточные службы перехватывают запросы и управляют обменом данными, повышая производительность, безопасность и надёжность.

Прокси-сервер выступает посредником и отправляет запросы от имени клиентов. Вместо прямого подключения к веб-сайту клиент обращается к прокси-серверу, который получает содержимое и передаёт его обратно.

Такое посредничество позволяет прокси-серверу фильтровать, вести журналы, кэшировать и контролировать трафик, предоставляя организации централизованную точку для управления исходящим доступом в интернет и его защиты.

Прямой прокси-сервер располагается перед внутренними клиентами и обрабатывает их исходящие запросы в интернет. Компании используют его для фильтрации веб-содержимого, блокировки запрещённых сайтов, кэширования популярных страниц и ведения журналов посещений пользователей.

Он также скрывает внутренние клиенты за адресом прокси-сервера. Со стороны интернета кажется, что все запросы исходят от прокси-сервера, а не от отдельных пользователей за ним.

Обратный прокси-сервер располагается перед серверами и обрабатывает входящие запросы из интернета, перенаправляя их на нужный внутренний сервер. Клиенты взаимодействуют только с обратным прокси-сервером и никогда не подключаются к серверам напрямую.

Он защищает серверы от прямого доступа, может обрабатывать шифрование, кэшировать содержимое и предоставлять единую точку входа для множества внутренних систем, повышая безопасность и удобство управления.

Прокси-серверы дают несколько преимуществ:

• Кэширование популярного содержимого ускоряет ответы и снижает расход пропускной способности.
• Фильтрация содержимого блокирует небезопасные или запрещённые сайты.
• Ведение журналов обеспечивает видимость происходящего и соблюдение политик.
• Анонимность скрывает настоящих клиентов или серверы за прокси-сервером.

Благодаря этому прокси-серверы служат универсальным инструментом и для безопасности, и для производительности.

Балансировщик нагрузки распределяет входящий трафик между несколькими серверами, чтобы ни один сервер не оказался перегружен. Для клиентов он предоставляет один адрес, а затем распределяет их запросы между группой внутренних серверов.

Это крайне важно для загруженных служб: балансировщик увеличивает пропускную способность, сохраняет малое время ответа при высокой нагрузке и позволяет добавлять серверы по мере роста.

Балансировщик нагрузки использует алгоритм, чтобы выбрать сервер для каждого запроса:

• Циклический перебор: серверы выбираются по очереди.
• Наименьшее число соединений: запрос отправляется на наименее загруженный сервер.
• Взвешенный выбор: предпочтение отдаётся более мощным серверам.

Балансировщик также выполняет проверки работоспособности, исключая неисправные серверы из распределения, чтобы пользователи никогда не обращались к неработающему серверу.

Балансировщики нагрузки повышают не только производительность, но и доступность. Если один сервер выходит из строя, балансировщик просто перестаёт отправлять ему трафик и перенаправляет всё на исправные серверы, поэтому пользователи ничего не замечают.

Такая избыточность позволяет службе оставаться доступной даже при отказе сервера или во время обслуживания, поэтому балансировщики нагрузки являются основой устойчивых сетевых систем, работающих без остановки.

Некоторым приложениям нужно, чтобы пользователь продолжал обращаться к одному и тому же внутреннему серверу, поскольку на нём хранится состояние сеанса, например содержимое корзины покупок. Сохранение сеанса (также называемое привязкой сеанса) гарантирует, что запросы конкретного клиента будут постоянно направляться на один и тот же сервер.

Без этого запросы пользователя могли бы переходить между серверами, которые не обмениваются состоянием, из-за чего нарушилась бы работа входа в систему или корзины. Сохранение сеанса позволяет сбалансировать распределение нагрузки с необходимостью сохранять состояние.

Эти решения частично пересекаются, но предназначены для разных задач. Прокси-сервер сосредоточен на посредничестве, фильтрации и защите трафика, а балансировщик нагрузки — на распределении трафика для масштабирования и обеспечения бесперебойной работы.

Обратный прокси-сервер часто также выполняет балансировку нагрузки, а современные устройства нередко совмещают обе функции. Важно понимать, что именно добавляет каждая из них: управление и безопасность либо пропускную способность и устойчивость.

Прокси-серверы выступают посредниками для трафика: прямой прокси-сервер управляет исходящими запросами клиентов (фильтрация, кэширование, ведение журналов), а обратный прокси-сервер располагается перед серверами и обеспечивает их защиту и управление ими. Балансировщики нагрузки распределяют трафик между группой серверов с помощью алгоритмов и проверок работоспособности, повышая производительность и доступность; эти две функции часто совмещаются.

Прокси-серверы располагаются между клиентами и серверами: прямой прокси-сервер управляет исходящим трафиком клиентов (фильтрация, кэширование, ведение журналов), а обратный прокси-сервер располагается перед серверами и защищает их. Балансировщики нагрузки распределяют трафик между группой серверов с помощью алгоритмов и проверок работоспособности, повышая производительность и доступность. Эти две функции часто совмещаются в одном устройстве.