По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Что это за странные названия - Elasticsearch, Logstash и Kibana?
На сегодняшний день разработка программного обеспечения одна из наиболее широких и динамично развивающихся сфер деятельности человечества. Новые идеи, программные решения, оптимизация и адаптация вот что выделяет хорошего разработчика ПО. Соответственно, выбор подходящего инструмента для создания приложений это то, от чего напрямую зависит скорость работ, а значит и развитие компании, и продвижение ее на рынке.
Одним из ключевых процессов в разработке ПО является логирование. Этим термином называется фиксация каждого этапа работы программы, как правило, сохраняемого в файл, который называется логом. Этот файл обычно содержит информацию о каждой совершенной программой операции и точном времени ее совершения, что позволяет в случае неполадки просмотреть, в какой момент и на какой операции что-то пошло не так.
Программное обеспечения для сбора и анализа логов не всегда универсально. По классической схеме работы, лог-файл создается при первом запуске программы, фиксирует ее поведение, затем автоматически сохраняется при закрытии программы. При следующем запуске приложения лог-файл заменяется на новый и все начинается сначала.
Однако, с течением времени программы становятся все более сложными, лог-файлы, соответственно, более объемными, а навигация по ним более затруднительной. С течением времени возникла необходимость в специализированных инструментах, которые позволяют быстро и удобно работать с логами. Одним из таких решений стал комплекс программ ELK Stack, о котором и пойдет речь в этой статье.
Название ELK подобрано не просто так. Это не одна программа, а, как уже было сказано выше, комплекс, состоящий из трех основных программных продуктов Elasticsearch, Logstash и Kibana. Иногда данный комплекс дополняется сторонними программами, но эти "три кита" остаются неизменными инструментами. Разберем подробнее:
Elasticsearch это поисковая система, предназначенная изначально для поиска фрагментов текста, однако с гибким функционалом и широкими возможностями по настройке. Это продукт улучшения решения Apache Lucene за счет добавления нескольких нововведений, делающих поиск информации в проектах с большими объемами данных достаточно оперативным и несложным.
Logstash приложение для сбора информации из различных источников, преобразования их в удобный для работы формат и направления их в хранилище для дальнейшей работы. Простота использования и возможность работать с большими объемами данных обеспечивает Logstach ряд преимуществ перед аналогичными проектами.
Kibana это плагин, предназначенный специально для Elasticsearch. Он отвечает за визуализацию данных, аналитику и представление итоговой информации в удобном для восприятия виде. Данное решение позволяет достаточно быстро анализировать итоги поиска, искать закономерности и представлять на экране Вашего устройства, где именно в проекте находятся слабые места. Этот плагин также обладает широкими возможностями по конфигурированию.
Таким образом, механизм сбора логов выглядит так: Logstash собирает объемные логи и помещает их в хранилище, Elasticsearch используется для поиска нужных строк в этих логах, Kibana позволяет проанализировать и визуализировать результаты поиска. Комплекс этих программных продуктов отличное решение для оперативного поиска и устранения неисправностей в программном коде, и очень удобный инструмент для разработчиков особенно тех, кто занимается созданием или внедрением отдельных элементов в крупные проекты. Кроме того, функциональность ELK позволяет его использовать в качестве централизованного хранилища журналов, агрегатора событий с удобной навигацией, аналитической системы с алгоритмом машинного обучения, а также по иным назначениям.
Стоит упомянуть, что все три проекта разработаны компанией Elastic на основе открытого кода. Это позволяет сторонним разработчикам модифицировать систему, и вполне возможно, что данный продукт получит развитие и в дальнейшем будет пользоваться еще большей популярностью среди пользователей.
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.
Почитать лекцию №16 про модель сети Министерства обороны США (DoD) можно тут.
В 1960-х годах, вплоть до 1980-х годов, основной формой связи была коммутируемая схема; отправитель просил сетевой элемент (коммутатор) подключить его к определенному приемнику, коммутатор завершал соединение (если приемник не был занят), и трафик передавался по результирующей схеме. Если это звучит как традиционная телефонная система, то это потому, что на самом деле она основана на традиционной сетевой системе (теперь называемой обычной старой телефонной службой [POTS]). Крупные телефонные и компьютерные компании были глубоко инвестированы в эту модель и получали большой доход от систем, разработанных вокруг методов коммутации цепей. По мере того, как модель DoD (и ее набор сопутствующих протоколов и концепций) начали завоевывать популярность у исследователей, эти сотрудники решили создать новую организацию по стандартизации, которая, в свою очередь, построит альтернативную систему, обеспечивающую "лучшее из обоих миров". Они будут включать в себя лучшие элементы коммутации пакетов, сохраняя при этом лучшие элементы коммутации каналов, создавая новый стандарт, который удовлетворит всех. В 1977 году эта новая организация по стандартизации была предложена и принята в качестве International Organization for Standardizatio (ISO).
Основная цель состояла в том, чтобы обеспечить взаимодействие между крупными системами баз данных, доминировавшими в конце 1970-х гг. Комитет был разделен между инженерами связи и контингентом баз данных, что усложнило стандарты. Разработанные протоколы должны были обеспечить как ориентированное на соединение, так и бесконтактное управление сеансами, а также изобрести весь набор приложений для создания электронной почты, передачи файлов и многих других приложений (помните, что приложения являются частью стека). Например, необходимо было кодифицировать различные виды транспорта для транспортировки широкого спектра услуг. В 1989 году-целых десять лет спустя-спецификации еще не были полностью выполнены. Протокол не получил широкого распространения, хотя многие правительства, крупные производители компьютеров и телекоммуникационные компании поддерживали его через стек и модель протокола DoD.
Но в течение десяти лет стек DoD продолжал развиваться; была сформирована Инженерная рабочая группа по разработке Интернету (Engineering Task Force -IETF) для поддержки стека протоколов TCP/IP, главным образом для исследователей и университетов (Интернет, как тогда было известно, не допускал коммерческого трафика и не будет до 1992 года). С отказом протоколов OSI материализоваться многие коммерческие сети и сетевое оборудование обратились к пакету протоколов TCP/IP для решения реальных проблем "прямо сейчас".
Кроме того, поскольку разработка стека протоколов TCP/IP оплачивалась по грантам правительства США, спецификации были бесплатными. На самом деле существовали реализации TCP/IP, написанные для широкого спектра систем, доступных благодаря работе университетов и аспирантов, которые нуждались в реализации для своих исследовательских усилий. Однако спецификации OSI могли быть приобретены только в бумажном виде у самой ISO и только членами ISO. ISO был разработан, чтобы быть клубом "только для членов", предназначенным для того, чтобы держать должностных лиц под контролем развития технологии коммутации пакетов. Однако принцип "только члены" организации работал против должностных лиц, что в конечном счете сыграло свою роль в их упадке.
Однако модель OSI внесла большой вклад в развитие сетей; например, пристальное внимание, уделяемое качеству обслуживания (QoS) и вопросам маршрутизации, принесло дивиденды в последующие годы. Одним из важных вкладов стала концепция четкой модульности; сложность соединения многих различных систем с множеством различных требований побудила сообщество OSI призвать к четким линиям ответственности и четко определенным интерфейсам между слоями.
Второй - это концепция межмашинного взаимодействия. Средние блоки, называемые затем шлюзами, теперь называемые маршрутизаторами и коммутаторами, явно рассматривались как часть сетевой модели, как показано на рисунке 3.
Гениальность моделирования сети таким образом заключается в том, что она делает взаимодействие между различными частями намного легче для понимания. Каждая пара слоев, перемещаясь вертикально по модели, взаимодействует через сокет или приложение.
Programming Interface (API). Таким образом, чтобы подключиться к определенному физическому порту, часть кода на канальном уровне будет подключаться к сокету для этого порта. Это позволяет абстрагировать и стандартизировать взаимодействие между различными уровнями. Компонент программного обеспечения на сетевом уровне не должен знать, как обращаться с различными видами физических интерфейсов, только как получить данные для программного обеспечения канального уровня в той же системе.
Каждый уровень имеет определенный набор функций для выполнения.
Физический уровень, также называемый уровнем 1, отвечает за модулирование или сериализацию 0 и 1 на физическом канале. Каждый тип связи будет иметь различный формат для передачи сигналов 0 или 1; физический уровень отвечает за преобразование "0" и "1" в эти физические сигналы.
Канальный уровень, также называемый уровнем 2, отвечает за то, чтобы некоторая передаваемая информация фактически отправлялась на нужный компьютер, подключенный к той же линии. Каждое устройство имеет свой адрес канала передачи данных (уровень 2), который можно использовать для отправки трафика на конкретное устройство. Уровень канала передачи данных предполагает, что каждый кадр в потоке информации отделен от всех других кадров в том же потоке, и обеспечивает связь только для устройств, подключенных через один физический канал.
Сетевой уровень, также называемый уровнем 3, отвечает за передачу данных между системами, не связанными через единую физическую линию связи. Сетевой уровень, таким образом, предоставляет сетевые адреса (или Уровень 3), а не локальные адреса линий связи, а также предоставляет некоторые средства для обнаружения набора устройств и линий связи, которые должны быть пересечены, чтобы достичь этих пунктов назначения.
Транспортный уровень, также называемый уровнем 4, отвечает за прозрачную передачу данных между различными устройствами. Протоколы транспортного уровня могут быть либо "надежными", что означает, что транспортный уровень будет повторно передавать данные, потерянные на каком-либо нижнем уровне, либо "ненадежными", что означает, что данные, потерянные на нижних уровнях, должны быть повторно переданы некоторым приложением более высокого уровня.
Сеансовый уровень, также называемый уровнем 5, на самом деле не переносит данные, а скорее управляет соединениями между приложениями, работающими на двух разных компьютерах. Сеансовый уровень гарантирует, что тип данных, форма данных и надежность потока данных все представлены и учтены.
Уровень представления, также называемый уровнем 6, фактически форматирует данные таким образом, чтобы приложение, работающее на двух устройствах, могло понимать и обрабатывать данные. Здесь происходит шифрование, управление потоком и любые другие манипуляции с данными, необходимые для обеспечения интерфейса между приложением и сетью. Приложения взаимодействуют с уровнем представления через сокеты.
Уровень приложений, также называемый уровнем 7, обеспечивает интерфейс между пользователем и приложением, которое, в свою очередь, взаимодействует с сетью через уровень представления.
Не только взаимодействие между слоями может быть точно описано в рамках семислойной модели, но и взаимодействие между параллельными слоями на нескольких компьютерах может быть точно описано. Можно сказать, что физический уровень на первом устройстве взаимодействует с физическим уровнем на втором устройстве, уровень канала передачи данных на первом устройстве с уровнем канала передачи данных на втором устройстве и так далее. Точно так же, как взаимодействие между двумя слоями на устройстве обрабатывается через сокеты, взаимодействие между параллельными слоями на разных устройствах обрабатывается через сетевые протоколы.
Ethernet описывает передачу сигналов "0" и "1" на физический провод, формат для запуска и остановки кадра данных и средство адресации одного устройства среди всех устройств, подключенных к одному проводу. Таким образом, Ethernet попадает как в физический, так и в канальный уровни передачи данных (1 и 2) в модели OSI.
IP описывает форматирование данных в пакеты, а также адресацию и другие средства, необходимые для отправки пакетов по нескольким каналам канального уровня, чтобы достичь устройства за несколько прыжков. Таким образом, IP попадает в сетевой уровень (3) модели OSI.
TCP описывает настройку и обслуживание сеанса, повторную передачу данных и взаимодействие с приложениями. TCP затем попадает в транспортный и сеансовый уровни (4 и 5) модели OSI.
Одним из наиболее запутанных моментов для администраторов, которые когда-либо сталкиваются только со стеком протоколов TCP/IP, является другой способ взаимодействия протоколов, разработанных в/для стека OSI, с устройствами. В TCP/IP адреса относятся к интерфейсам (а в мире сетей с большой степенью виртуализации несколько адресов могут относиться к одному интерфейсу, или к услуге anycast, или к multicast и т. д.). Однако в модели OSI каждое устройство имеет один адрес. Это означает, что протоколы в модели OSI часто называются типами устройств, для которых они предназначены. Например, протокол, несущий информацию о достижимости и топологии (или маршрутизации) через сеть, называется протоколом промежуточной системы (IS-IS), поскольку он работает между промежуточными системами. Существует также протокол, разработанный для того, чтобы промежуточные системы могли обнаруживать конечные системы; это называется протоколом End System to Intermediate System (ES-IS).