Load balancer là gì? Hoạt động ra sao?

Load Balancer (bộ cân bằng tải) là một thiết bị hoặc dịch vụ có nhiệm vụ phân phối lưu lượng truy cập mạng hoặc yêu cầu từ người dùng đến nhiều máy chủ backend khác nhau (web server, app server, v.v.). Mục đích chính là tăng hiệu suất, độ tin cậy và khả năng mở rộng của hệ thống.

Tại sao cần Load Balancer?

• Tránh quá tải một máy chủ duy nhất.

• Tăng khả năng chịu lỗi (nếu một server chết, LB sẽ chuyển hướng đến server khác).

• Tối ưu tài nguyên hệ thống.

• Hỗ trợ mở rộng hệ thống dễ dàng hơn (scaling).

Load Balancer hoạt động như thế nào?

1. Nhận yêu cầu từ người dùng (qua trình duyệt, ứng dụng, API...).

2. Kiểm tra tình trạng các server phía sau (backend servers).

3. Dựa vào thuật toán phân phối, LB gửi yêu cầu đến một server phù hợp.

4. Trả lại phản hồi cho người dùng, có thể theo hai cách:

   • LB làm trung gian: nhận response rồi trả về client.

   • Client giao tiếp trực tiếp với server (ít phổ biến hơn).

Các thuật toán phân phối phổ biến

• Round Robin: phân phối luân phiên lần lượt.

• Least Connections: chọn server có ít kết nối nhất.

• IP Hash: phân phối dựa trên IP người dùng.

• Weighted Round Robin: server mạnh hơn sẽ nhận nhiều request hơn.

Phân loại Load Balancer

1. Theo tầng mạng:

   • Layer 4 (Transport): hoạt động ở tầng TCP/UDP.

   • Layer 7 (Application): hoạt động ở tầng HTTP/HTTPS, phân tích nội dung request (ví dụ: URL, cookie).

2. Theo hình thức triển khai:

   • Phần cứng: thiết bị chuyên dụng.

   • Phần mềm: như NGINX, HAProxy.

   • Cloud-based: AWS ELB, Azure Load Balancer, v.v.