AWS Elastic Load Balancing: Wesentliche Erkenntnisse und Best Practices

Eine Lastverteilung ist in der Regel Software, die auf einem dedizierten Knoten läuft und Frontend-Anfragen akzeptiert und diese über Backend-Anwendungsknoten verteilt. Für cloudbasierte Architekturen, bei denen sich Anwendungsknoten häufig ändern, wird das Design und die Nutzung von Lastverteilern entscheidend für die Sicherstellung der Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit der Backend-Anwendungen.

Was ist AWS Elastic Load Balancing?

Elastic Load Balancing ist ein von AWS bereitgestellter Dienst zum automatischen Verteilen von eingehenden Anwendungsaufträgen auf mehrere EC2-Instanzen. Es leitet Anfragen auf intelligente Weise an die geeignetsten Backend-Server weiter, basierend auf konfigurierten Richtlinien (z. B. Round-Robin, Least Connections), wodurch die Verfügbarkeit und die Antwortgeschwindigkeit der Anwendung verbessert wird. Elastic Load Balancing vereinfacht das Verkehrsmanagement und bietet erweiterte Funktionen wie Integritätprüfungen, Sitzungspersistenz und SSL/TLS-Beendigung, was die Anwendungssicherheit und den Benutzererlebnis weiter verbessert.

Arten des Elastic Load Balancings

AWS Elastic Load Balancing bietet drei Hauptarten von Lastverteilern, jeweils für verschiedene Szenarien und Anforderungen:

Klassische Lastverteiler (CLB)

Klassische Load Balancer sind der früheste von AWS eingeführte Lastverteilungsdienst, der die Protokolle TCP, HTTP und HTTPS unterstützt. Sie eignen sich für einfachere Szenarien wie die Lastverteilung für Webanwendungen oder interne Dienste. Obwohl sie einfach einzurichten sind, bieten sie weniger Funktionen und Flexibilität im Vergleich zu neueren Typen.

Anwendungslastausgleichsgeräte (ALB)  

Application Load Balancer sind für moderne Webanwendungen und Service-Architekturen konzipiert. Sie unterstützen HTTP/HTTPS-Protokolle und können eine detailliertere Verkehrssteuerung auf der Grundlage des Anforderungscontents durchführen, wie beispielsweise URL-Pfade oder Headerinformationen. ALB bietet reichhaltigere Optionen für Integritätsprüfungen, Sitzungspersistenzstrategien und Sicherheitsfunktionen wie regelbasierte SSL/TLS-Zertifikatverwaltung, wodurch sie ideal für hochanpassbare und sichere Webanwendungen sind.

Netzwerk-Lastverteiler (NLB)  

Netzwerk-Lastverteiler sind für hochleistungsfähige und ultra-niedrigverzögerte Szenarien konzipiert. Sie operieren auf der TCP/UDP-Schicht und können Millionen von Anfragen pro Sekunde verarbeiten, wodurch sie sich für Use-Cases wie Gaming-Server, Big-Data-Verarbeitung und Echtzeit-Analysen eignen. NLB unterstützt statische IP-Adressen und elastische IP-Adressen sowie die Verteilung von Datenverkehr über mehrere Verfügbarkeitsbereiche hinweg, um eine schnelle Datenübertragung und die Zuverlässigkeit von Anwendungen sicherzustellen.

Best Practices für Elastic Load Balancing

1. Wähle den geeigneten Lastausgleichtyp  

Beim Erstellen von Anwendungen wählen Sie den geeigneten Lastverteiler-Typ auf Grundlage von Anwendungseigenschaften wie Protokollanforderungen, Verkehrsmustern und Leistungsanforderungen. Zum Beispiel ist ALB für Webanwendungen ideal, die eine URL-Pfadbasierte Routing benötigen, während NLB besser für Dienste mit geringer Latenz und vielen gleichzeitigen Verbindungen geeignet ist.

2. Konfigurieren von Health Checks  

Gesundheitschecks sind entscheidend, um sicherzustellen, dass der Lastverteiler den Datenverkehr nur an gesunde Instanzen weiterleitet. Konfigurieren Sie Gesundheitsprüfparameter wie Prüfintervall, Timeout und Schwellenwerte je nach Anwendungsanforderungen. Überwachen Sie zudem die Gesundheitsprüfstatus über AWS CloudWatch, um potenzielle Probleme rechtzeitig zu erkennen und zu beheben.

3. Nutzen Sie Sitzungspersistenz  

Für Anwendungen, die konsistente Benutzersitzungen erfordern (z. B. Einkaufswagen-Anwendungen), konfigurieren Sie die Sitzungsbeständigkeit. ALB unterstützt cookiebasierte Sitzungsbeständigkeit, um sicherzustellen, dass Anfragen von demselben Benutzer an dieselbe Back-End-Instanz weitergeleitet werden, wodurch der Sitzungszustand aufrechterhalten wird.

4. Lastverteilungseinheiten in Verfügbarkeitszonen bereitstellen  

Um die Verfügbarkeit der Anwendung zu erhöhen, verteilen Sie Lastausgleicher über mehrere AWS-Verfügbarkeitszonen. Dies stellt sicher, dass selbst wenn eine Verfügbarkeitszone Probleme hat, Instanzen in anderen Zonen Anfragen weiterhin bearbeiten können und der Dienst ununterbrochen bleibt.

5. Mit Auto Scaling integrieren  

Kombinieren Sie AWS Auto Scaling mit Lastausgleichsverteiler, um die Anzahl der EC2-Instanzen automatisch auf Basis der Anwendungsbelastung anzupassen. Wenn der Datenverkehr zunimmt, fügt Auto Scaling Instanzen hinzu und integriert sie in den Lastausgleichspool ein; wenn der Datenverkehr abnimmt, verringert es die Anzahl der Instanzen, um Kosten zu sparen. Diese dynamische Skalierung stellt sicher, dass Anwendungen sich an veränderliche Verkehrsbedingungen anpassen können.

Behandlung von ungleichmäßigen Lasten bei ELB

Ungleiche Verteilung auf ELB-Knoten  

Aktivieren Sie die ELB-Access-Logs und überprüfen Sie die Anzahl der Anfragen, die von jedem ELB-Knoten empfangen werden. Wenn ein oder mehrere Knoten erheblich mehr oder weniger Anfragen als andere verarbeiten, könnte das Ungleichgewicht auf Client-Seite aus DNS-Auflösungsproblemen oder hartkodierte ELB-IP-Adressen stammen, wodurch Clients Anfragen an bestimmte Knoten senden. Beheben Sie dieses Problem, indem Sie die Client-Anwendungen oder DNS-Einstellungen aktualisieren.

Allgemeine Schritte zur Problembehandlung für ELB

Wenn Sie AWS Support abonniert haben, wird empfohlen, sich an den Support für Unterstützung zu wenden. Wenn nicht, überlegen Sie die folgenden Schritte:

1. Überprüfen Sie, ob alle Backends hinter dem ELB intakt sind.  

2. Für ELB, die dem Internet zugewandt sind, überprüfen Sie, dass die beim Erstellen des ELBs ausgewählten Subnetze öffentlich sind und den 0.0.0.0/0-Datenverkehr an ein Internet Gateway (IGW) weiterleiten.  

3. Überprüfen Sie die DNS-Auflösung auf Clientseite, um eine korrekte Auflösung zu ELB-IP-Adressen sicherzustellen und potenzielle DNS-Cache-Probleme zu identifizieren.  

4. Erfassen Sie Pakete sowohl auf dem Client als auch auf den EC2-Backend-Instanzen, um zu beobachten, ob Datagramme an die Backend-Instanzen gesendet werden und ob die Instanzen richtig auf die Anforderungen des Clients reagieren.  

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1. Wählen Sie die zu sichernde EC2-Instanz aus.

2. Wählen Sie das Sicherungsziel aus.

3. Konfigurieren Sie die Backup-Strategien.

4. Überprüfen und einreichen Sie die Aufgabe.

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Häufig gestellte Fragen zu AWS ELB

1. Q: Wie behandelt ELB SSL/TLS-Beendigung?

ELB kann die SSL/TLS-Beeindigung durch Verwendung von durch AWS Certificate Manager (ACM) verwalteten oder in IAM hochgeladenen SSL-Zertifikaten übernehmen.

2. Q: Was ist eine Zielgruppe in AWS ELB?

Eine Zielgruppe ist eine logische Gruppierung registrierter Ressourcen (z. B. EC2-Instanzen, IPs, Lambda-Funktionen), die ELB verwendet, um Anfragen zu verteilen. Ziele können dynamisch als Teil des Auto-Scalings hinzugefügt werden.

Schlussfolgerung

Für Nutzer, die ihre IT-Architektur auf AWS migrieren müssen, die bestehende Lastausgleichsarchitektur aufzugeben und durch eine ELB-basierte Architektur zu ersetzen, kann nicht nur Betriebskosten senken, sondern auch keine bestehenden Funktionen opfern. Neben ELB bietet AWS eine Reihe weiterer Dienste, die eng mit ELB integriert sind, um die Leistung und Sicherheit verschiedener Anwendungen zu verbessern.