¿Qué es un balanceador de carga?
La gestión de contenedores de Kubernetes es vital para el buen funcionamiento de una aplicación. Un equilibrador de carga es un requisito primordial para lograr una buena gestión de contenedores y una alta escalabilidad en Kubernetes. Como se discutió anteriormente, un balanceador de carga se encuentra entre el cliente-servidor y el servicio de origen. El único propósito de un balanceador de carga es garantizar que el flujo de la red esté regulado entre diferentes servidores. En Kubernetes, el tráfico de red se dirige desde el servidor de recursos a varios servicios de Kubernetes. Por lo tanto, se necesita un organismo regulador para administrar este flujo de datos entre diferentes servidores y servicios de Kubernetes. Un equilibrador de carga evita la sobrecarga de un servidor y mejora el tiempo de respuesta del servidor en Kubernetes. Esto permite a los usuarios utilizar los contenedores de manera más eficiente.
Hasta que se alcanza su capacidad, el balanceador de carga de Kubernetes envía conexiones al primer servidor del grupo. El siguiente servidor recibe las nuevas conexiones después de eso. Esta estrategia es útil en situaciones en las que las máquinas virtuales son costosas, como las configuraciones alojadas.
En Kubernetes, el archivo de configuración del servicio se parece a lo siguiente:
Puede ver que el tipo es loadBalancer en la captura de pantalla que se proporcionó anteriormente. Al ingresar LoadBalancer en el área de tipo del archivo de configuración del servicio, se activa el balanceador de carga. También se muestran detalles adicionales como la versión, el tipo, el nombre y la información de especificaciones. El equilibrador de carga en esta instancia, que enruta el tráfico a los POD de back-end, es administrado y dirigido por el proveedor de servicios en la nube.
Principio de funcionamiento del equilibrador de carga
Primero, aclaremos un error común. Cuando escuche la palabra balanceador de carga en Kubernetes, puede confundirlo, ya que el término balanceador de carga en Kubernetes se usa indistintamente para muchos propósitos. Sin embargo, en este artículo, nos centraremos en dos cosas: relacionar los servicios de Kubernetes con entornos externos y administrar la carga de la red con estos servicios.
Los pods en Kubernetes se refieren a las unidades implementables más pequeñas que contienen las tareas programadas. Un grupo de vainas hace un contenedor. Los componentes de Kubernetes están estructurados en función de la función. Todos los contenedores que van a realizar una función similar se organizan en vainas. De manera similar, todos los pods relacionados se combinan para crear un servicio. Tengamos en cuenta que los pods en Kubernetes no son permanentes. Se siguen destruyendo y creando cada vez que se reinicia el pod.
En consecuencia, las direcciones IP de los pods también cambian una y otra vez. Cuando se reinicia el pod, Kubernetes asigna automáticamente nuevas direcciones IP a los pods recién creados. Por otro lado, cuando hablamos de un grupo de pods que se conocen colectivamente como servicios, poseen una dirección IP persistente. A diferencia de un individuo, no se cambia después de reiniciar. Esto se llama IP de clúster. Los contenedores en ese clúster específico solo pueden acceder a la IP del clúster. Sin embargo, no puede acceder a la IP del clúster desde un entorno externo. Ahí es donde el balanceador de carga es importante. Dado que no puede acceder directamente a la IP del clúster desde fuera del clúster, necesita una intervención. Esta intervención se ocupa de todas las solicitudes desde fuera del clúster y gestiona el tráfico de red.
Creación de equilibrador de carga Round Robin
Hay muchos tipos de balanceadores de carga. En este artículo, nos enfocamos particularmente en un tipo. Hablaremos sobre el tipo de balanceador de carga que se dedica al balanceo de flujo de red. En Kubernetes, este equilibrador de carga se ocupa de la distribución adecuada del tráfico de red a los servicios de Kubernetes. Esta distribución se realiza de acuerdo a un conjunto de instrucciones o algoritmos preprogramados.
El equilibrador de carga por turnos es una de las formas más sencillas de administrar las solicitudes de entrada entre los grupos de servidores. Es una de las estrategias para aprovechar al máximo las características de Kubernetes, como la gestión y la escalabilidad. La clave detrás del uso mejor y más eficiente de los servicios de Kubernetes es equilibrar el tráfico a los pods.
El algoritmo round robin está diseñado para dirigir el tráfico a un conjunto de pods en un orden específico. Aquí, es el orden planificado lo que debe tenerse en cuenta. Eso significa que la configuración está en tus manos.
Paso 1: Supongamos que configuró cinco pods en un algoritmo de turno rotativo. El balanceador de carga enviará las solicitudes a cada pod en una secuencia específica. El pod inicial recibe la primera solicitud. El segundo pod recibe la segunda solicitud.
Paso 2: De manera similar, se envía una tercera solicitud al tercer pod, y así sucesivamente. Pero la secuencia no cambia. Una cosa importante es que un algoritmo de operación por turnos nunca trata con variables como la carga actual en un servidor. Eso significa que es estático. Esta es la razón por la que no se prefiere en el tráfico de producción.
La razón principal por la que debería inclinarse hacia el algoritmo de turno rotativo es que su implementación es pan comido. Sin embargo, esto podría comprometer la precisión del tráfico. Esto se debe a que los balanceadores de carga por turnos no pueden identificar los diferentes servidores. Existen diferentes variantes de balanceadores de carga para mejorar la precisión, como round robin ponderado, round robin dinámico, etc.
Conclusión
Este artículo proporciona a los lectores información básica sobre los balanceadores de carga y cómo funcionan. Una de las tareas más importantes de los administradores de Kubernetes es el equilibrio de carga. Además, hablamos sobre la estructura de Kubernetes y la importancia de un balanceador de carga para mejorar el funcionamiento de los clústeres de Kubernetes. En este artículo, aprendimos sobre un tipo de balanceador de carga que es el balanceador de carga de operación por turnos.