Sering mengalami masalah kinerja server yang lambat dan downtime? Ini bisa sangat merugikan bisnis, karena dapat mengakibatkan kehilangan pelanggan dan pendapatan. Di sinilah load balancing hadir sebagai solusi utama.
Load balancing adalah proses distribusi beban kerja secara efisien di antara beberapa server, memastikan ketersediaan dan responsifitas yang optimal.
Kita akan membahas cara kerja load balancing, fungsinya, serta berbagai metode load balancing yang dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem.
Apa Itu Load Balancing?
Load balancing adalah proses pendistribusian traffic jaringan ke beberapa server untuk memastikan salah satu server tidak menanggung terlalu banyak beban permintaan. Teknik ini sangat penting, terutama bagi website populer yang menerima trafik kunjungan tinggi secara bersamaan.
Proses ini ditangani oleh perangkat yang disebut load balancer, yang berfungsi untuk mendistribusikan traffic secara efisien ke dalam sekelompok server, dikenal juga sebagai server pool atau server farm. Dengan menggunakan load balancing, proses pendistribusian traffic jaringan akan lebih optimal, efisien, stabil, dan cepat.
Jika salah satu server mengalami kelebihan beban, loading website bisa melambat atau bahkan tidak dapat diakses sama sekali. Oleh karena itu, load balancing menjadi solusi untuk menstabilkan server dan menghindari gangguan downtime saat terjadi lonjakan trafik.
Contohnya, ketika website mengalami peningkatan lonjakan traffic, load balancing membantu agar kinerja jaringan tetap stabil dengan membagi beban trafik secara merata. Penggunaan load balancing sangat tepat jika memiliki website dengan trafik tinggi, karena ini akan memastikan server tetap responsif dan terhindar dari kendala overloading.
Cara Kerja Load Balancing
Load balancing adalah proses yang mengatur lalu lintas jaringan untuk memastikan bahwa tidak ada server yang mengalami kelebihan beban. Perangkat load balancer berfungsi seperti polisi lalu lintas, mencegah kemacetan dan memastikan sistem tetap aman.
Berikut adalah cara kerja load balancing secara ringkas:
- Ketika pengguna meminta akses ke server, load balancer menerima permintaan tersebut.
- Load balancer kemudian mendistribusikan traffic ke beberapa server yang tersedia dan online.
- Jika salah satu server mendekati batas kapasitas atau mengalami gangguan, load balancer akan mengalihkan traffic ke server lain yang dapat menangani permintaan tersebut.
- Load balancer juga memudahkan penskalaan infrastruktur dengan menambah atau mengurangi server sesuai kebutuhan, menjaga kinerja tinggi dan meminimalkan downtime.
Fungsi Load Balancing
Terdapat 3 fungsi load balancing yang menguntungkan pengguna. Berikut penjelasa lengkap!
1. Meningkatkan Daya Tahan Server
Daya tahan server merupakan indikator seberapa sering server mengalami kegagalan, yang dapat mengakibatkan durasi downtime yang tidak diinginkan. Kondisi ini tentu merugikan, karena dapat membuat website atau aplikasi tidak dapat diakses oleh audiens.
Namun, dengan menggunakan load balancing, fungsi load balancing dapat meningkatkan daya tahan sistem secara signifikan. Tools load balancing mampu meminimalisasi kegagalan dengan cara berikut:
- Secara otomatis mendeteksi server yang sedang bermasalah.
- Mengarahkan lalu lintas ke server yang masih berfungsi dengan baik.
2. Mengakomodasi Perkembangan Website / Aplikasi
Untuk memastikan website atau aplikasi Anda berkembang pesat, terutama dengan meningkatnya traffic, pemasangan load balancing adalah langkah yang sangat penting. Dengan menggunakan load balancing, website atau aplikasi Anda dapat menangani ribuan permintaan dari audiens secara bersamaan.
Berikut adalah fungsi utama load balancing dalam sistem:
- Mencegah terjadinya masalah bottleneck (kemacetan) pada server.
- Membantu memprediksi aliran traffic, sehingga Anda bisa memutuskan apakah perlu menambah atau mengurangi jumlah server.
- Menambahkan sistem redundansi, yaitu sistem penyimpanan data yang sama di berbagai lokasi dengan pengamanan tambahan.
3. Meningkatkan Sistem Keamanan
Load balancing adalah proses yang lebih dari sekadar distribusi beban, fungsi load balancing juga mencakup peningkatan sistem keamanan server. Biasanya, alat load balancing dilengkapi dengan fitur keamanan yang efektif untuk melindungi server dari ancaman.
Misalnya, ketika pihak tidak bertanggung jawab berusaha membanjiri server dengan spam requests, alat ini akan mencegah penumpukan permintaan di satu titik, sehingga server tetap aman dan terhindar dari kegagalan sistem.
Dari segi keamanan, load balancer melaksanakan berbagai aktivitas penting, antara lain:
- Memantau aliran traffic yang masuk secara terus-menerus dan segera memblokir konten berbahaya yang terdeteksi.
- Mengarahkan traffic melalui firewall untuk memberikan lapisan keamanan tambahan.
Jenis-jenis Load Balancing
Memahami load balancing adalah dengan memahaminya juga jenis-jenis yang tersedia. Pahami selengkapnya di bawah ini!
1. Hardware Load Balancer
Hardware load balancer adalah perangkat fisik yang berfungsi mendistribusikan trafik aplikasi dan jaringan. Dengan kemampuan menangani volume trafik yang besar, perangkat ini sering kali menjadi pilihan bagi perusahaan yang membutuhkan kinerja optimal. Namun, harga yang mahal dan fleksibilitas yang terbatas sering kali menjadi pertimbangan.
Perangkat ini harus ditempatkan di pusat data lokal, berdekatan dengan server, dan jumlahnya dapat disesuaikan dengan puncak trafik yang diinginkan. Kelebihan dari hardware load balancer adalah kecepatan kerja yang lebih tinggi berkat penggunaan prosesor khusus serta keamanan yang lebih baik.
Namun, perangkat ini memerlukan perawatan fisik dan tidak dapat diubah secara fleksibel seperti versi perangkat lunak. Contoh hardware load balancer yang populer termasuk Barracuda, Coyote Point, dan Cisco Systems Catalyst Load Balancer.
2. Software Load Balancer
Dengan perkembangan teknologi digital, load balancer kini memiliki versi non-fisik yang dikenal sebagai Software Load Balancer. Jenis ini adalah perangkat lunak yang dapat diinstal pada server, menawarkan fleksibilitas dan efisiensi dalam manajemen beban.
Terdapat dua kategori Software Load Balancer, komersial dan open source, yang dapat menjadi alternatif yang lebih ekonomis dibandingkan hardware load balancer. Dengan menginstal perangkat ini di aplikasi server atau virtual machine, Anda dapat dengan mudah menyeimbangkan beban tanpa perlu investasi besar pada perangkat keras.
Sistem ini berfungsi pada mesin virtual atau server white box, seringkali bertindak sebagai Application Delivery Controller (ADC). ADC ini tidak hanya menyediakan load balancing, tetapi juga fitur tambahan seperti caching, kompresi, dan manajemen lalu lintas.
Selain itu, Software Load Balancer sangat populer di lingkungan cloud, di mana pengguna dapat secara otomatis menyesuaikan skala sesuai dengan perubahan dalam lalu lintas jaringan.
3. Virtual Load Balancer
Virtual Load Balancer adalah penggabungan dari dua jenis perangkat load balancing sebelumnya. Load balancer ini mengintegrasikan kedua jenis load balancer ke dalam sebuah virtual machine.
Anda mendapatkan Hardware Load Balancer yang diinstal sebagai perangkat lunak di dalam mesin virtual. Berbeda dengan software load balancer, Virtual Load Balancer melakukan deployment perangkat lunak dari hardware load balancing pada mesin virtual, menawarkan fleksibilitas dan efisiensi yang lebih tinggi dalam pengelolaan beban kerja.
5 Metode Load Balancing
5 metode load balancing yang ada memiliki cara kerja yang berbeda-beda untuk proses distribusi. Pahami selengkapnya di bawah ini!
1. Round Robin
Metode load balancing yang paling umum digunakan adalah Round Robin. Metode ini menyalurkan lalu lintas jaringan secara berurutan dari satu server ke server lainnya, menciptakan rotasi pembagian yang stabil.
Misalnya, jika website Anda memiliki tiga server, A, B, dan C, maka setiap permintaan lalu lintas yang masuk akan diarahkan ke server A terlebih dahulu, kemudian ke server B, dan selanjutnya ke server C, sebelum kembali ke server A untuk permintaan berikutnya.
Round Robin berfungsi dengan mengarahkan traffic ke server pertama yang tersedia, dan terus berlanjut sesuai jumlah server. Meskipun sederhana, algoritma ini tidak mempertimbangkan beban dan karakteristik masing-masing server, mengasumsikan bahwa semua server memiliki kemampuan yang setara.
Ada dua jenis Round Robin, yaitu Weighted Round Robin, di mana setiap server mendapat bobot berdasarkan efisiensi, dan Dynamic Round Robin, yang menghitung bobot server secara real-time. Dengan metode ini, penyaluran lalu lintas jaringan menjadi lebih efektif dan teratur.
2. IP Hash
Metode IP Hash dalam load balancing adalah teknik yang mendistribusikan lalu lintas jaringan berdasarkan data yang terkait dengan IP dari pengguna. Load balancer menentukan server yang akan menerima permintaan data dengan mempertimbangkan informasi seperti alamat IP klien, alamat IP tujuan, port number, URL, dan nama domain.
Dengan kata lain, alamat IP klien yang paling memiliki peran utama dalam menentukan ke mana permintaan data akan diarahkan, memastikan setiap permintaan dibagi secara efisien untuk mengoptimalkan kinerja server.
3. Least Bandwidth
Metode Least Bandwidth merupakan salah satu cara sederhana dalam load balancing, di mana pendistribusian lalu lintas jaringan dilakukan berdasarkan jumlah trafik terkecil dalam ukuran megabit per detik (Mbps).
Ketika ada permintaan akses data, load balancer akan mengalihkan lalu lintas tersebut ke server yang memiliki jumlah traffic Mbps paling rendah dibandingkan dengan server lainnya, sehingga memastikan distribusi beban yang lebih merata.
4. Least Connection
Metode Least Connection mendistribusikan lalu lintas jaringan dengan memilih server yang memiliki jumlah koneksi paling sedikit. Jika salah satu server mengalami beban koneksi yang berat, permintaan lalu lintas akan dialihkan ke server lain yang lebih longgar untuk menghindari kelebihan beban.
Dengan cara ini, metode ini mampu menjaga distribusi traffic yang merata di seluruh server yang tersedia, mengatasi kekurangan dari metode Round Robin yang tidak mempertimbangkan beban tiap server.
Saat ada permintaan baru, Least Connection akan memilih server dengan koneksi aktif paling sedikit, sehingga dapat mengurangi risiko overload akibat tingginya traffic yang diterima.
5. Least Response Time
Metode Least Response Time mengarahkan lalu lintas ke server dengan jumlah koneksi aktif paling sedikit dan waktu respons tercepat. Ini merupakan versi yang lebih canggih dari metode Least Connection, karena tidak hanya mempertimbangkan jumlah koneksi, tetapi juga waktu response rata-rata.
Saat terjadi permintaan data, load balancer akan mendistribusikan lalu lintas ke server yang memiliki koneksi paling ringan dan waktu respons paling cepat. Pengguna dapat mengakses situs dengan lebih lancar, karena kecepatan respons server yang lebih baik mencerminkan beban kerja yang lebih rendah dan pengalaman pengguna yang optimal.
Kelebihan dan Kekurangan Load Balancing
Berikut adalah kelebihan load balancing dan kekurangannya yang penting untuk dipahami masing-masing. Baca selengkapnya!
1. Kelebihan Load Balancing
Load balancing adalah teknik yang sangat penting dalam manajemen server dan distribusi lalu lintas jaringan. Berikut adalah beberapa kelebihan utama dari penggunaan load balancing:
a. Kemudahan Upgrade dan Downgrade
Mengelola website dengan banyak pembaca memerlukan perhatian khusus, terutama saat lonjakan traffic terjadi. Semakin menarik konten yang Anda unggah, semakin tinggi pula kemungkinan peningkatan traffic, yang bisa menyebabkan situs menjadi lambat atau bahkan gagal dimuat.
Load balancing adalah solusi untuk mengatasi masalah ini, karena dapat menyebarkan traffic secara merata ke beberapa server. Administrator server dapat dengan mudah menyesuaikan skala server, baik itu melakukan upgrade maupun downgrade, sesuai kebutuhan website, sehingga kinerja situs tetap optimal.
b. Memaksimalkan Performa Server
Menerapkan load balancing dapat memaksimalkan performa setiap server dengan cara mempercepat respons dan mencegah masalah seperti kelebihan beban atau down. Selain itu, load balancer juga membantu menjaga stabilitas jaringan saat diakses, memastikan pengalaman pengguna tetap optimal.
c. Menambah Fleksibilitas Server
Load balancing adalah teknik yang dapat meningkatkan fleksibilitas server dengan mendistribusikan beban secara merata, sehingga lalu lintas masuk dapat dikelola dengan lebih lancar dan teratur.
Administrator IT dapat memastikan beban setiap server tetap seimbang, memungkinkan mereka melakukan tugas pemeliharaan secara bertahap tanpa mengganggu waktu aktif situs. Metode ini memungkinkan beban dialihkan ke satu server saat server lain menjalani pemeliharaan, memberikan fleksibilitas yang lebih besar dalam manajemen server.
d. Memudahkan Proses Distribusi Lalu Lintas
Load balancer memudahkan distribusi lalu lintas dengan mengurangi kemungkinan downtime. Jika salah satu server tidak mampu menerima permintaan lalu lintas, load balancer secara otomatis mengalihkannya ke server lain yang tersedia dan memadai.
Bagi pengguna yang mengelola situs di beberapa server, penggunaan load balancing membantu membatasi kegagalan operasional secara signifikan dengan menghilangkan proses redundansi yang tidak perlu.
Ketika lalu lintas website diarahkan ke dua atau lebih server, dan salah satunya mengalami kegagalan, load balancer memastikan beban tetap seimbang dan server tetap online untuk menangani permintaan dengan lancar.
e. Manajemen Kegagalan Server Lebih Efisien
Penerapan load balancing memungkinkan manajemen kegagalan server menjadi lebih efisien. Load balancer mendeteksi ketika suatu server mengalami kegagalan dalam menerima permintaan, lalu menghentikan aliran lalu lintas ke server tersebut dan mengalihkannya ke server lain yang masih berfungsi.
2. Kekurangan Load Balancing
Meskipun load balancing memiliki banyak keuntungan, ada beberapa kekurangan yang perlu diperhatikan dalam implementasinya:
a. Membutuhkan Konfigurasi Tambahan
Untuk mempertahankan koneksi yang terus menerus antara klien dan server, Anda perlu melakukan konfigurasi tambahan. Selain itu, penting untuk mengonfigurasi ulang load balancer setiap kali terjadi perubahan pada susunan di cluster hilir, seperti saat menambahkan atau menghapus node (titik-titik yang menghubungkan perangkat).
b. Biaya yang Cukup Besar
Biaya untuk load balancer, terutama yang berbentuk perangkat keras, cenderung cukup besar. Perangkat keras load balancing biasanya memerlukan investasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan perangkat lunak.
Rekomendasi Software Load Balancer
Jika Anda sudah memutuskan untuk menggunakan software, maka di bawah ini adalah 2 rekomendasi load balancing yang mungkin Anda butuhkan:
1. Traefik
Traefik adalah salah satu software load balancing yang populer karena kemampuannya dalam mempermudah pengelolaan aplikasi. Berikut adalah beberapa fitur unggulannya:
- Traefik secara otomatis mendeteksi dan mengonfigurasi ulang dirinya ketika ada layanan yang ditambahkan atau dihilangkan, sehingga memudahkan pengaturan skalabilitas aplikasi.
- Software ini mendukung berbagai algoritma load balancing, seperti round-robin dan least connections, serta dapat diintegrasikan dengan software backends seperti Docker dan Kubernetes.
- Memiliki format konfigurasi yang user-friendly, memungkinkan pengguna untuk dengan mudah melakukan pengaturan.
- Menawarkan fitur-fitur canggih, seperti active clustering untuk meningkatkan daya tahan server dan pengecekan kesehatan server untuk memastikan hanya server yang sehat yang menangani traffic.
- Tersedia di berbagai sistem operasi, termasuk Linux, macOS, dan Windows, sehingga dapat digunakan di berbagai perangkat seperti laptop dan PC.
2. NGINX
NGINX adalah salah satu software untuk load balancing yang layak dipertimbangkan. Selain dikenal sebagai server website open source dan reverse proxy yang andal, perannya sebagai load balancer juga sangat penting.
Berikut adalah beberapa kelebihan yang dimilikinya:
- NGINX menawarkan kinerja yang sangat baik dengan penggunaan sumber daya yang minimal. Hal ini menjadikannya pilihan yang tepat untuk server dengan trafik tinggi atau sumber daya terbatas.
- Software ini mendukung berbagai fitur algoritma seperti round-robin dan least connections, dan dapat diatur untuk bekerja dengan beragam backends seperti HTTP, FastCGI, dan TCP.
- NGINX menyediakan sesi server yang lebih tahan lama berkat fitur pengecekan kesehatan, sehingga menjamin konsistensi layanan server.
- Dengan format konfigurasi yang sederhana dan bahasa konfigurasi yang terdokumentasi dengan baik, Anda akan lebih mudah melakukan kustomisasi sesuai kebutuhan.
- NGINX juga menawarkan beberapa alat tambahan untuk membantu dan mengatur sistem load balancer.
- Software ini kompatibel dengan tiga jenis sistem operasi, yaitu Linux, macOS, dan Windows.
Pentingnya Menggunakan Load Balancer untuk Website
Load balancing adalah solusi penting untuk menjaga kinerja dan keandalan server, terutama bagi website dengan volume trafik yang tinggi. Dengan mendistribusikan beban secara efisien, load balancer memastikan server tetap responsif dan stabil, mengurangi risiko downtime dan meningkatkan pengalaman pengguna.
Metode dan perangkat load balancing, baik hardware maupun software, menawarkan fleksibilitas yang dibutuhkan untuk mengakomodasi perkembangan website. Oleh karena itu, setiap bisnis yang serius mengelola websitenya harus mempertimbangkan penggunaan load balancer sebagai bagian dari strategi optimasi infrastruktur mereka.
