По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Современные веб-сайты и приложения генерируют большой трафик и одновременно обслуживают многочисленные запросы клиентов. Балансировка нагрузки помогает удовлетворить эти запросы и обеспечивает быстрый и надежный отклик веб-сайта и приложений.
В этой статье вы узнаете, что такое балансировка нагрузки, как она работает и какие существуют различные типы балансировки нагрузки.
Что такое балансировка нагрузки?
Балансировка нагрузки (Load Balancing) распределяет высокий сетевой трафик между несколькими серверами, позволяя организациям масштабироваться для удовлетворения рабочих нагрузок с высоким трафиком. Балансировка направляет запросы клиентов на доступные серверы, чтобы равномерно распределять рабочую нагрузку и улучшать скорость отклика приложений, тем самым повышая доступность веб-сайта или сервера.
Балансировка нагрузки применяется к уровням 4-7 в семиуровневой модели OSI.
Возможности балансировки:
L4. Направление трафика на основе сетевых данных и протоколов транспортного уровня, например IP-адреса и TCP-порта.
L7. Добавляет переключение содержимого в балансировку нагрузки, позволяя принимать решения о маршрутизации в зависимости от таких характеристик, как HTTP-заголовок, унифицированный идентификатор ресурса, идентификатор сеанса SSL и данные HTML-формы.
GSLB. Global Server Load Balancing расширяет возможности L4 и L7 на серверы на разных сайтах.
Почему важна балансировка нагрузки?
Балансировка нагрузки необходима для поддержания информационного потока между сервером и пользовательскими устройствами, используемыми для доступа к веб-сайту (например, компьютерами, планшетами, смартфонами).
Есть несколько преимуществ балансировки нагрузки:
Надежность. Веб-сайт или приложение должны обеспечивать хороший UX даже при высоком трафике. Балансировщики нагрузки обрабатывают пики трафика, эффективно перемещая данные, оптимизируя использование ресурсов доставки приложений и предотвращая перегрузки сервера. Таким образом, производительность сайта остается высокой, а пользователи остаются довольными.
Доступность. Балансировка нагрузки важна, поскольку она включает периодические проверки работоспособности между балансировщиком нагрузки и хост-машинами, чтобы гарантировать, что они получают запросы. Если одна из хост-машин не работает, балансировщик нагрузки перенаправляет запрос на другие доступные устройства.
Балансировщики нагрузки также удаляют неисправные серверы из пула, пока проблема не будет решена. Некоторые подсистемы балансировки нагрузки даже создают новые виртуализированные серверы приложений для удовлетворения возросшего количества запросов.
Безопасность. Балансировка нагрузки становится требованием для большинства современных приложений, особенно с добавлением функций безопасности по мере развития облачных вычислений. Функция разгрузки балансировщика нагрузки защищает от DDoS-атак, перекладывая трафик атак на общедоступного облачного провайдера, а не на корпоративный сервер.
Прогнозирование. Балансировка нагрузки включает аналитику, которая может предсказать узкие места трафика и позволить организациям их предотвратить. Прогнозные аналитические данные способствуют автоматизации и помогают организациям принимать решения на будущее.
Как работает балансировка нагрузки?
Балансировщики нагрузки находятся между серверами приложений и пользователями в Интернете. Как только балансировщик нагрузки получает запрос, он определяет, какой сервер в пуле доступен, а затем направляет запрос на этот сервер.
Направляя запросы на доступные серверы или серверы с более низкой рабочей нагрузкой, балансировка нагрузки снимает нагрузку с загруженных серверов и обеспечивает высокую доступность и надежность.
Балансировщики нагрузки динамически добавляют или отключают серверы в случае высокого или низкого спроса. Таким образом, обеспечивается гибкость.
Балансировка нагрузки также обеспечивает аварийное переключение в дополнение к повышению производительности. Балансировщик нагрузки перенаправляет рабочую нагрузку с отказавшего сервера на резервный, уменьшая воздействие на конечных пользователей.
Типы балансировки нагрузки
Балансировщики нагрузки различаются по типу хранилища, сложности и функциональности балансировщика. Ниже описаны различные типы балансировщиков нагрузки.
Аппаратное обеспечение (Hardware-Based)
Аппаратный балансировщик нагрузки - это специализированное оборудование с установленным проприетарным программным обеспечением. Он может обрабатывать большие объемы трафика от различных типов приложений.
Аппаратные балансировщики нагрузки содержат встроенные возможности виртуализации, которые позволяют использовать несколько экземпляров виртуального балансировщика нагрузки на одном устройстве.
Программное обеспечение (Software-Based)
Программный балансировщик нагрузки работает на виртуальных машинах или серверах белого ящика, как правило, в составе ADC (application delivery controllers - контроллеры доставки приложений). Виртуальная балансировка нагрузки обеспечивает превосходную гибкость по сравнению с физической.
Программные балансировщики нагрузки работают на обычных гипервизорах, контейнерах или как процессы Linux с незначительными накладными расходами на bare metal сервере.
Виртуальный (Virtual)
Виртуальный балансировщик нагрузки развертывает проприетарное программное обеспечение для балансировки нагрузки с выделенного устройства на виртуальной машине для объединения двух вышеупомянутых типов. Однако виртуальные балансировщики нагрузки не могут решить архитектурные проблемы ограниченной масштабируемости и автоматизации.
Облачный (Cloud-Based)
Облачная балансировка нагрузки использует облачную инфраструктуру. Вот некоторые примеры облачной балансировки нагрузки:
Балансировка сетевой нагрузки. Балансировка сетевой нагрузки основана на уровне 4 и использует информацию сетевого уровня, чтобы определить, куда отправлять сетевой трафик. Это самое быстрое решение для балансировки нагрузки, но ему не хватает балансировки распределения трафика между серверами.
Балансировка нагрузки HTTP(S). Балансировка нагрузки HTTP(S) основана на уровне 7. Это один из наиболее гибких типов балансировки нагрузки, позволяющий администраторам принимать решения о распределении трафика на основе любой информации, поступающей с адресом HTTP.
Внутренняя балансировка нагрузки. Внутренняя балансировка нагрузки почти идентична балансировке сетевой нагрузки, за исключением того, что она может балансировать распределение во внутренней инфраструктуре.
Алгоритмы балансировки нагрузки
Различные алгоритмы балансировки нагрузки предлагают разные преимущества и сложность в зависимости от варианта использования. Наиболее распространенные алгоритмы балансировки нагрузки:
Round Robin (По-круговой)
Последовательно распределяет запросы на первый доступный сервер и по завершении перемещает этот сервер в конец очереди. Алгоритм Round Robin используется для пулов равных серверов, но он не учитывает нагрузку, уже имеющуюся на сервере.
Least Connections (Наименьшее количество подключений)
Алгоритм наименьшего количества подключений предполагает отправку нового запроса наименее загруженному серверу. Метод наименьшего соединения используется, когда в пуле серверов много неравномерно распределенных постоянных соединений.
Least Response Time (Наименьшее время отклика)
Балансировка нагрузки с наименьшим временем отклика распределяет запросы на сервер с наименьшим количеством активных подключений и с самым быстрым средним временем отклика на запрос мониторинга работоспособности. Скорость отклика показывает, насколько загружен сервер.
Hash (Хеш)
Алгоритм хеширования определяет, куда распределять запросы, на основе назначенного ключа, такого как IP-адрес клиента, номер порта или URL-адрес запроса. Метод Hash используется для приложений, которые полагаются на сохраненную информацию о пользователях, например, тележки на веб-сайтах интернет магазинов.
Custom Load (Пользовательская нагрузка)
Алгоритм Custom Load направляет запросы к отдельным серверам через SNMP (Simple Network Management Protocol). Администратор определяет нагрузку на сервер, которую балансировщик нагрузки должен учитывать при маршрутизации запроса (например, использование ЦП и памяти, а также время ответа).
Заключение
Теперь вы знаете, что такое балансировка нагрузки, как она повышает производительность и безопасность сервера и улучшает взаимодействие с пользователем.
Различные алгоритмы и типы балансировки нагрузки подходят для разных ситуаций и вариантов использования, и вы должны иметь возможность выбрать правильный тип балансировщика нагрузки для своего варианта использования.
Разработчики программного обеспечения должны держать много информации у себя в голове. Существует множество вопросов, которые нужно задать, когда речь заходит о создании веб-сайта или приложения: Какие технологии использовать? Как будет настроена структура? Какой функционал нам нужен? Как будет выглядеть пользовательский интерфейс? Особенно на рынке программного обеспечения, где производство приложений больше похоже на гонку за репутацией, чем на хорошо обдуманный процесс, один из важнейших вопросов, который часто остается на дне “Списка важных”: Как наш продукт будет защищен?
Если вы используете надежный, открытый фреймворк для создания своего продукта (и, если он доступен и пригоден, почему бы и нет?), тогда базовые проблемы безопасности, как атаки CSFR и кодирование пароля, могут быть уже решены за вас.
Тем не менее, быстро развивающимся разработчикам будет полезно освежить свои знания о стандартных угрозах, дабы избежать ошибок новичка. Обычно самое слабое место в безопасности вашего программного обеспечения - это вы.
А кто может заниматься взломом?. Есть этичный хакер – это тот, кто ищет возможные слабости в безопасности и приватно рассказывает их создателям проекта.
А чёрный хакер, которого так же зовут “Взломщик (cracker)” – это тот, кто использует эти слабости для вымогательства или собственного блага.
Эти два вида хакеров могут использовать одинаковый набор инструментов и, в общем, пытаются попасть в такие места, куда обычный пользователь не может попасть. Но белые хакеры делают это с разрешением, и в интересах усиления защиты, а не уничтожения её. Черные хакеры – плохие ребята.
Вот некоторые примеры наиболее распространённых атаках, которые используют слабости в защите: Внедрение SQL-кода и межсайтовый скриптинг XXS.
SQL атаки
SQL-инъекция (SQLi) - это тип инъекционной атаки, которая позволяет выполнять вредоносные SQL команды, для получения данных или вывода из строя приложения. По сути, злоумышленники могут отправлять команды SQL, которые влияют на ваше приложение, через некоторые входные данные на вашем сайте, например, поле поиска, которое извлекает результаты из вашей базы данных. Сайты, закодированные на PHP, могут быть особенно восприимчивы к ним, и успешная SQL-атака может быть разрушительной для программного обеспечения, которое полагается на базу данных (например, ваша таблица пользователей теперь представляет собой пустое место).
Вы можете проверить свой собственный сайт, чтобы увидеть, насколько он восприимчив к такого рода атакам. (Пожалуйста, тестируйте только те сайты, которыми вы владеете, так как запуск SQL-кодов там, где у вас нет разрешения на это, может быть незаконным в вашем регионе; и определенно, не очень смешно.) Следующие полезные нагрузки могут использоваться для тестов:
' OR 1='1 оценивается как константа true, и в случае успеха возвращает все строки в таблице
' AND 0='1 оценивается как константа false, и в случае успеха не возвращает строк.
К счастью, есть способы ослабить атаки SQL-кода, и все они сводятся к одной основной концепции: не доверяйте вводимым пользователем данным.
Смягчение последствий SQL-кодов.
Чтобы эффективно сдержать атаки, разработчики должны запретить пользователям успешно отправлять необработанные SQL-команды в любую часть сайта.
Некоторые фреймворки сделают большую часть тяжелой работы за вас. Например, Django реализует концепцию объектно-реляционного отображения, или ORM с использованием наборов запросов. Мы будем рассматривать их в качестве функций-оболочек, которые помогают вашему приложению запрашивать базу данных с помощью предопределенных методов, избегая использование необработанного SQL.
Однако возможность использовать фреймворк никогда не является гарантией. Когда мы имеем дело непосредственно с базой данных, существуют и другие методы, которые мы можем использовать, чтобы безопасно абстрагировать наши SQL-запросы от пользовательского ввода, хотя они различаются по эффективности. Они представлены по порядку от более к менее важному:
Подготовленные операторы с переменной привязкой (или параметризованные запросы)
Хранимые процедуры
Белый список или экранирование пользовательского ввода
Если вы хотите реализовать вышеприведенные методы, то эти шпаргалки - отличная отправная точка для более глубокого изучения. Достаточно сказать, что использование этих методов для получения данных вместо использования необработанных SQL-запросов помогает свести к минимуму вероятность того, что SQL будет обрабатываться любой частью вашего приложения, которая принимает входные данные от пользователей, тем самым смягчая атаки SQL-кодов.
Межсайтовые скриптовые атаки (XSS)
Если вы являетесь хакером, то JavaScript - это в значительной степени ваш лучший друг. Правильные команды будут делать все, что может сделать обычный пользователь (и даже некоторые вещи, которые он не должен делать) на веб-странице, иногда без какого-либо взаимодействия со стороны реального пользователя.
Межсайтовые скриптовые атаки, или XSS, происходят, когда код JavaScript вводится на веб-страницу и изменяет ее поведение. Его последствия могут варьироваться от появления неприятных шуток до более серьезных обходов аутентификации или кражи учетных данных.
XSS может происходить на сервере или на стороне клиента и, как правило, поставляется в трех вариантах: DOM (Document Object Model - объектная модель документа) на основе хранимых и отображаемых XSS. Различия сводятся к тому, где полезная нагрузка атаки вводится в приложение.
XSS на основе DOM
XSS на основе DOM возникает, когда полезная нагрузка JavaScript влияет на структуру, поведение или содержимое веб-страницы, загруженной пользователем в свой браузер. Они чаще всего выполняются через измененные URL-адреса, например, в фишинговых письмах.
Чтобы увидеть, насколько легко было бы для введенного JavaScript манипулировать страницей, мы можем создать рабочий пример с веб-страницей HTML. Попробуйте создать файл в локальной системе под названием xss-test.html (или любым другим) со следующим кодом HTML и JavaScript:
<html>
<head>
<title>My XSS Example</title>
</head>
<body>
<h1 id="greeting">Hello there!</h1>
<script>
var name = new URLSearchParams(document.location.search).get('name');
if (name !== 'null') {
document.getElementById('greeting').innerHTML = 'Hello ' + name + '!';
}
</script>
</h1>
</html>
На этой веб-странице будет отображаться заголовок "Hello!” если только он не получает параметр URL из строки запроса со значением name. Чтобы увидеть работу скрипта, откройте страницу в браузере с добавленным параметром URL, например:
file:///path/to/file/xss-test.html?name=Victoria
Наша небезопасная страница принимает значение параметра URL для имени и отображает его в DOM. Страница ожидает, что значение будет хорошей дружественной строкой, но что, если мы изменим его на что-то другое? Поскольку страница принадлежит нам и существует только в нашей локальной системе, мы можем тестировать ее сколько угодно. Что произойдет, если мы изменим параметр name, скажем, на:
<img+src+onerror=alert("pwned")>
Это всего лишь один пример, который демонстрирует, как может быть выполнена атака XSS. Смешные всплывающие оповещения могут быть забавными, но JavaScript может принести много вреда, в том числе помогая злоумышленникам украсть пароли и личную информацию.
Хранимые и отраженные XSS
Хранимые (stored) XSS возникают, когда полезная нагрузка атаки хранится на сервере, например, в базе данных. Атака влияет на жертву всякий раз, когда эти сохраненные данные извлекаются и отображаются в браузере.
Например, вместо того чтобы использовать строку URL-запроса, злоумышленник может обновить свою страницу профиля на социальном сайте, чтобы внедрить скрытый сценарий, скажем, в раздел “Обо мне”. Сценарий, неправильно сохраненный на сервере сайта, будет успешно выполняться всё время, пока другой пользователь просматривает профиль злоумышленника.
Одним из самых известных примеров этого является червь Samy, который практически захватил MySpace в 2005 году. Он распространялся путем отправки HTTP-запросов, которые копировали его на страницу профиля жертвы всякий раз, когда просматривался зараженный профиль. Всего за 20 часов он распространился на более чем миллион пользователей.
Отраженные (reflected) XSS аналогично возникают, когда введенные данные перемещаются на сервер, однако вредоносный код не сохраняется в базе данных. Вместо этого он немедленно возвращается в браузер веб-приложением.
Подобная атака может быть осуществлена путем заманивания жертвы для перехода по вредоносной ссылке, которая отправляет запрос на сервер уязвимого веб-сайта. Затем сервер отправит ответ злоумышленнику, а также жертве, что может привести к тому, что злоумышленник сможет получить пароли или совершить действия, которые якобы исходят от жертвы.
Ослабление XSS
Во всех этих случаях XSS могут быть сдержаны с помощью двух ключевых стратегий: проверка полей формы и предотвращение прямого ввода данных пользователем на веб-странице.
Проверка полей формы
Фреймворки снова могут нам помочь, когда речь заходит о том, чтобы убедиться, что представленные пользователем формы находятся в актуальном состоянии. Один из примеров - встроенные классы полей Django, которые предоставляют поля, проверяющие некоторые часто используемые типы, а также задают нормальные значения по умолчанию.
Например, поле электронной почты Django использует набор правил, чтобы определить, является ли предоставленный ввод действительным письмом. Если отправленная строка содержит символы, которые обычно не присутствуют в адресах электронной почты, или если она не имитирует общий формат адреса электронной почты, то Django не будет считать это поле допустимым и форма не будет отправлена.
Если вы не можете полагаться на фреймворк, можете реализовать вашу собственную проверку входных данных. Это можно сделать с помощью нескольких различных методов, включая преобразование типа, например, гарантируя, что число имеет тип int(); проверка минимальных и максимальных значений диапазона для чисел и длин строк; использование заранее определенного массива вариантов, который позволяет избежать произвольного ввода, например, месяцев года; и проверка данных на соответствие строгим регулярным формулировкам.
К счастью, нам не нужно начинать все с нуля. Помогут доступные ресурсы с открытым исходным кодом, такой как валидация репозитория регулярных выражений OWASP, который предоставляет шаблоны для сопоставления их с некоторыми распространенными формами данных. Многие языки программирования предлагают библиотеки проверки, специфичные для их синтаксиса, и мы можем найти множество таких библиотек на GitHub.
Хотя это и может показаться утомительным, правильно реализованная проверка ввода может защитить наше приложение от восприимчивости к XSS.
Предотвращение прямого ввода данных
Элементы приложения, которые непосредственно возвращают пользовательский ввод в браузер, при обычной проверке могут быть неочевидны. Мы можем определить области приложения, которые могут быть подвержены риску, изучив несколько вопросов:
Как происходит поток данных через приложение?
Что ожидает пользователь, когда он взаимодействует с этими входными данными?
Где на нашей странице появляются данные? Становятся ли они встроенными в строку или атрибут?
Вот некоторые примеры полезных нагрузок, с которыми мы можем поиграть, чтобы проверить входные данные на нашем сайте (опять же, только на нашем собственном сайте!). Успешное выполнение любого из этих образцов может указывать на возможную уязвимость к XSS из-за прямого ввода данных.
"><h1>test</h1>
'+alert(1)+'
"onmouserover="alert(1)
http://"onmouseover="alert(1)
Как правило, если вы можете обойти прямой ввод данных, сделайте это. Кроме того, убедитесь, что вы полностью понимаете эффективность выбранных методов; например, использование innerText вместо innerHTML в JavaScript гарантирует, что содержимое будет задано как обычный текст вместо (потенциально уязвимого) HTML.
Аккуратнее с вводом!
Разработчики программного обеспечения явно находятся в невыгодном положении, когда речь заходит о конкуренции с черными хакерами. Несмотря на всю проделанную работу по защитите каждого ввода, который потенциально может скомпрометировать наше приложение, злоумышленнику достаточно только найти тот, который мы пропустили. Это все равно что установить засовы на всех дверях, но оставить окно открытым!
Однако, научившись мыслить в том же ключе, что и злоумышленник, мы можем лучше подготовить наше программное обеспечение к противостоянию плохим парням. Как бы ни было интересно добавлять функции как можно быстрее, мы избежим большого количества долгов по кибербезопасности, если заранее продумаем поток нашего приложения, проследим за данными и обратим внимание на наши входные данные.
Что это и зачем?
Сегодня сложно представить мир без компьютерных сетей. Технический прогресс позволяет пользователю всего за несколько минут совершить покупки в интернет-магазине с доставкой, заказать такси, забронировать билет на самолет и отель, приобрести билеты в театр и многое другое. Всё это стало возможным благодаря широкому применению компьютерных сетей, их взаимодействию и интегрированию в общую глобальную сеть.
Мало кто задумывается, как всё это работает. Средний пользователь, который является конечным потребителем услуг, взаимодействует с сетью через интерфейс пользователя, и просто делает в сети то, что ему нужно. Между тем десятки и сотни тысяч системных инженеров ежеминутно поддерживают инфраструктуру сети на плаву, чтобы всё функционировало без поломок и сбоев. В этом им помогают различные автоматизированные программные решения, которые позволяют одному администратору поддерживать работу сети из сотен устройств. Сегодня мы разбираем одно из таких приложений, призванных сэкономить время системного инженера решение Chef от одноименной группы разработчиков.
Непосредственно о Chef
Chef это система управления конфигурацией сети. По функциональному назначению она схожа с Puppet или Ansible, однако имеет от них ряд отличий, благодаря которому и пользуется популярностью у некоторых системных инженеров. Разберем, что же в этом решении такого.
Сама программа реализована на Ruby, поэтому пользователь должен обладать хотя бы базовыми знаниями по этому языку программирования, а на центральном сервере должно быть установлена соответствующая программная среда. Базовыми понятиями, которые используются в этой программе являются:
Ноды (Nodes): Эта любая серверная единица, физическая или виртуальная, которая будет входить в систему обслуживания Chef.
Шеф-сервер (Chef-server): Центральный сервер, на котором будет установлена основная управляющая часть программы.
Рецепт (Receipt): Собственно, сам файл с конфигурацией, применяемой для настройки поведения сети на различных сетевых узлах.
Поваренная книга (Cookbook): Хранилище рецептов то есть всех файлов конфигурации сети.
Хранилище поваренных книг (Bookshelf): Директория-хранилище поваренных книг.
Рабочая станция администратора (Workstation): Физический ПК, на котором будет развернута система управления Chef.
Нож (Knife): Основной инструмент управления программой Chef и ее составляющими из консоли.
Помимо этого, программа содержит много компонентов таких как веб-сервер Nginx, сетевой интерфейс сервера Web-UI, хранилище данных PostgreSQL, и другие компоненты. Кроме того, каждая поваренная книга содержит, помимо рецептов, также атрибуты (параметры поведения сети, описанные через рецепты или роли), шаблоны (заготовки файлов конфигурации) и файлы (любые файлы, которые будут распространяться на ноды с помощью рецептов).
То есть, структура программы выглядит так: администратор разворачивает серверную часть программы на рабочей станции, то есть создаёт на ней шеф-сервер. Далее пишет рецепты для определения будущего поведения всех нод, объединяет их в поваренную книгу (вместе с нужными атрибутами, файлами программного обеспечения и шаблонами будущих параметров конфигурации), затем помещает книгу в хранилище. Причем, рецептов в поваренной книге может быть несколько на случай различных версий операционных систем и ПО на узлах сети, да и самих поваренных книг также может быть более одной для различных сценариев поведения сети. Ноды через клиентскую часть запрашивают актуальные рецепты у сервера, принимают команды и переконфигурируют параметры узла так, что он исполняет свое назначение в сети наиболее эффективно. Таким образом, система является достаточно гибкой для быстрой перенастройки сети под исполнение тех или иных задач что и является ее основным плюсом.
Таким образом, вы получаете ультимативную платформу для управления и автоматизации в вашей сети. Конечно, придется немного поучиться и набраться опыта, зато потом вы сможете экономить кучу вашего времени и избавиться от досадных ошибок.