AWS Elastic Load Balancing: Perspectivas clave y mejores prácticas

Un balanceador de carga es típicamente software que se ejecuta en un nodo dedicado que acepta solicitudes frontend y las distribuye entre los nodos de aplicación backend. Para arquitecturas nativas en la nube, donde los nodos de aplicación cambian con frecuencia, el diseño y uso de balanceadores de carga se vuelven cruciales para garantizar el rendimiento, la seguridad y la disponibilidad de la aplicación backend.

¿Qué es el Balanceo de Carga Elástico de AWS?

El Balanceo de Carga Elástico es un servicio proporcionado por AWS para distribuir automáticamente el tráfico de aplicaciones entrantes entre múltiples instancias EC2. Enruta de manera inteligente las solicitudes a los servidores backend más adecuados según las políticas configuradas (por ejemplo, round-robin, menos conexiones), mejorando así la disponibilidad y velocidad de respuesta de la aplicación. El Balanceo de Carga Elástico simplifica el manejo del tráfico y ofrece funciones avanzadas como verificaciones de estado, persistencia de sesión y terminación SSL/TLS, lo que mejora aún más la seguridad de la aplicación y la experiencia del usuario.

Tipos de Elastic Load Balancing

AWS Elastic Load Balancing ofrece tres tipos principales de balanceadores de carga, cada uno adecuado para diferentes escenarios y necesidades:

Balanceadores de carga clásicos (CLB)

Los balanceadores de carga clásicos son el servicio de balanceo de carga más antiguo introducido por AWS, que admite los protocolos TCP, HTTP y HTTPS. Son adecuados para escenarios más simples, como el balanceo de carga para aplicaciones web o servicios internos. Aunque son fáciles de configurar, cuentan con menos funciones y flexibilidad en comparación con los tipos más recientes.

Balanceadores de Carga de Aplicación (ALB)  

Los Balanceadores de Carga de Aplicaciones están diseñados para aplicaciones web modernas y arquitecturas de servicios. Soportan los protocolos HTTP/HTTPS y pueden realizar un enrutamiento de tráfico más detallado basado en el contenido de la solicitud, como las rutas URL o la información del encabezado. ALB proporciona opciones más ricas de verificación de estado, estrategias de persistencia de sesión y características de seguridad como el manejo de certificados SSL/TLS basado en reglas, lo que lo hace ideal para aplicaciones web altamente personalizables y seguras.

Balanceadores de Carga de Red (NLB)  

Los Balanceadores de Carga de Red están diseñados para escenarios de alto rendimiento y ultra baja latencia. Operando en la capa TCP/UDP, pueden manejar millones de solicitudes por segundo, lo que los hace adecuados para casos de uso como servidores de juegos, procesamiento de big data y análisis en tiempo real. NLB admite direcciones IP estáticas y elásticas, así como la distribución de tráfico entre zonas de disponibilidad, asegurando una transmisión de datos rápida y la confiabilidad de las aplicaciones.

Mejores prácticas para el balanceo de carga elástico

1. Elija el tipo de balanceador de carga adecuado  

Cuando se están desarrollando aplicaciones, elige el tipo de balanceador de carga apropiado basado en las características de la aplicación como los requisitos de protocolo, patrones de tráfico y demandas de rendimiento. Por ejemplo, ALB es ideal para aplicaciones web que requieren enrutamiento basado en la URL, mientras que NLB es más adecuado para servicios con baja latencia y muchas conexiones concurrentes.

2. Configurar comprobaciones de estado  

Los controles de salud son cruciales para asegurar que el balanceador de carga solo enrute tráfico a instancias saludables. Configure los parámetros del control de salud, como el intervalo de verificación, el tiempo de espera y los umbrales, según las necesidades de la aplicación. Además, supervise los estados de los controles de salud a través de AWS CloudWatch para identificar y resolver problemas potenciales de manera oportuna.

3. Aprovechar la persistencia de sesión  

Para aplicaciones que requieren sesiones de usuario consistentes (por ejemplo, aplicaciones de carrito de compras), configure la persistencia de sesión. ALB admite la persistencia de sesión basada en cookies, asegurando que las solicitudes del mismo usuario se dirijan a la misma instancia backend, manteniendo el estado de la sesión.

4. Implementar balanceadores de carga en varias zonas de disponibilidad  

Para mejorar la disponibilidad de la aplicación, implementa balanceadores de carga en múltiples zonas de disponibilidad de AWS. Esto asegura que incluso si una zona de disponibilidad tiene problemas, las instancias en otras zonas puedan continuar manejando solicitudes, manteniendo el servicio sin interrupciones.

5. Intégrate con Auto Scaling  

Combine AWS Auto Scaling con balanceadores de carga para ajustar automáticamente el número de instancias EC2 según la carga de la aplicación. Cuando el tráfico aumenta, Auto Scaling agrega instancias y las incluye en el grupo de balanceo de carga; cuando el tráfico disminuye, reduce el número de instancias para ahorrar costos. Este escalado dinámico garantiza que las aplicaciones puedan adaptarse a las demandas de tráfico cambiantes.

Manejo del Cargamento Desequilibrado de ELB

Desequilibrio entre los Nodos de ELB  

Habilite los registros de acceso de ELB y verifique el número de solicitudes recibidas por cada nodo de ELB. Si uno o más nodos manejan significativamente más o menos solicitudes que otros, el desequilibrio puede deberse a problemas de resolución de DNS del lado del cliente o direcciones IP de ELB hardcodeadas, lo que hace que los clientes envíen solicitudes a nodos específicos. Solucione este problema actualizando las aplicaciones cliente o la configuración de DNS.

Pasos generales de solución de problemas de ELB

Si está suscrito a AWS Support, se recomienda ponerse en contacto con Soporte para obtener asistencia. Si no, considere los siguientes pasos:

1. Verifica si todas las instancias backend detrás del ELB están en buen estado.  

2. Para ELB orientado a Internet, verifique que las subredes seleccionadas durante la creación de ELB sean públicas y enruten el tráfico 0.0.0.0/0 a una Puerta de enlace de Internet (IGW).  

3. Verifica la resolución de DNS del lado del cliente para asegurar una correcta resolución a las direcciones IP de ELB e identificar posibles problemas de caché DNS.  

4. Captura paquetes tanto en el cliente como en las instancias backend de EC2 para observar si los paquetes de datos se están enviando a las instancias backend y si estas están respondiendo correctamente a las solicitudes del cliente.  

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Para hacer una copia de seguridad de la instancia EC2 con Vinchin Backup & Recovery, siga estos pasos:

1. Selecciona la instancia EC2 que se va a respaldar.

2. Seleccione el destino de la copia de seguridad.

3. Configure las estrategias de copia de seguridad.

4. Revise y envíe el trabajo.

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Preguntas frecuentes sobre ELB de AWS

1. P: ¿Cómo maneja ELB la terminación SSL/TLS?

ELB puede manejar la terminación SSL/TLS utilizando certificados SSL administrados por AWS Certificate Manager (ACM) o cargados en IAM.

2. P: ¿Qué es un grupo de destino en AWS ELB?

Un grupo objetivo es un agrupamiento lógico de recursos registrados (por ejemplo, instancias EC2, IPs, funciones Lambda) que ELB usa para enrutrar solicitudes. Los objetivos pueden agregarse dinámicamente como parte del Auto Scaling.

Conclusión

Para los usuarios que necesitan migrar su arquitectura de TI a AWS, abandonar la arquitectura de balanceo de carga existente y reemplazarla por una arquitectura basada en ELB no solo puede reducir los costos de operación y mantenimiento, sino que también no es necesario sacrificar ninguna función existente. Además de ELB, AWS también proporciona una serie de otros servicios que están estrechamente integrados con ELB para mejorar el rendimiento y la seguridad de diversas aplicaciones.