Load Balancing: Studi Kasus dari Perusahaan Ternama

Load balancing atau Penyeimbangan beban adalah komponen penting dalam infrastruktur web modern, memungkinkan situs web dan aplikasi untuk menangani volume lalu lintas tinggi secara efisien dan andal. Dengan mendistribusikan lalu lintas jaringan yang masuk ke beberapa server, penyeimbang beban memastikan pemanfaatan sumber daya yang optimal, meningkatkan responsivitas, dan meningkatkan toleransi terhadap kegagalan. Mari kita jelajahi bagaimana penyeimbangan beban bekerja dalam praktik dan memeriksa beberapa kisah sukses di dunia nyata.

Bagaimana Load Balancing / Penyeimbangan Beban Bekerja?

Pada intinya, penyeimbangan beban melibatkan pendistribusian permintaan yang masuk ke sekelompok server backend, yang juga dikenal sebagai kumpulan server atau server farm. Ketika klien mengirim permintaan, penyeimbang beban menangkapnya dan meneruskannya ke salah satu server yang tersedia berdasarkan algoritma yang telah ditentukan sebelumnya. Beberapa algoritma penyeimbangan beban yang umum meliputi:

• Round Robin: Permintaan didistribusikan secara berurutan ke setiap server secara bergantian.
• Least Connections: Permintaan dikirim ke server dengan koneksi aktif paling sedikit.
• IP Hash: Alamat IP klien digunakan untuk menentukan server mana yang menerima permintaan.
• Weighted Round Robin: Server diberi bobot berbeda berdasarkan kapasitasnya.

Setiap algoritma memiliki kekuatannya sendiri dan cocok untuk skenario yang berbeda. Misalnya, round robin sederhana dan bekerja dengan baik ketika semua server memiliki kemampuan yang mirip, sementara least connections dapat lebih efektif ketika beban server bervariasi secara signifikan.

Skenario: Platform E-commerce

Bayangkan sebuah platform e-commerce yang mengalami pertumbuhan pesat. Seiring meningkatnya jumlah pengunjung harian, server tunggal yang dulunya menangani semua lalu lintas mulai kesulitan. Waktu respons melambat, dan selama periode belanja puncak, situs menjadi tidak responsif.

Untuk mengatasi hal ini, perusahaan menerapkan solusi penyeimbangan beban:

• Mereka menyiapkan beberapa server web identik, masing-masing mampu menangani permintaan pelanggan.
• Sebuah penyeimbang beban ditempatkan di depan server-server ini.
• Penyeimbang beban menggunakan algoritma least connections untuk mendistribusikan lalu lintas yang masuk

Kuksesan Nyata: Solusi Load Balancing / Penyeimbangan Beban

Berikut adalah studi kasus dari kehidupan nyata dari perusahaan dan universitas terkemuka yang mungkin Anda kenal, menunjukkan bagaimana mereka telah berhasil menerapkan penyeimbangan beban untuk mengoptimalkan infrastruktur TI mereka dan mencapai hasil yang luar biasa.

GitHub 

GitHub, platform hosting kode yang populer, memanfaatkan penyeimbangan beban untuk memastikan ketersediaan tinggi dan kinerja bagi jutaan pengembang di seluruh dunia. Infrastruktur mereka mencakup:

• Load Balancing Global: GitHub menggunakan perutean Anycast untuk mengarahkan pengguna ke pusat data terdekat.
• Layer 4 Load Balancing / Penyeimbangan Beban Lapisan 4: Di dalam setiap pusat data, penyeimbang beban Lapisan 4 mendistribusikan lalu lintas ke beberapa server aplikasi.
• Layer 7 Load Balancing / Penyeimbangan Beban Lapisan 7: Penyeimbang beban tingkat aplikasi menangani fitur-fitur khusus seperti autentikasi dan operasi Git.
  
• Database Load Balancing / Penyeimbangan Beban Database: GitHub menggunakan solusi penyeimbangan beban khusus untuk kluster database MySQL mereka.
  

Pendekatan berlapis / multi-tiered ini memungkinkan GitHub untuk menangani jumlah lalu lintas yang sangat besar, termasuk serangan DDoS skala besar, sambil mempertahankan kinerja dan keandalan yang sangat baik.

Texas A&M University 

Universitas Texas A&M, salah satu universitas terbesar di Amerika Serikat dengan 50.000 mahasiswa, menerapkan solusi penyeimbangan beban untuk Kantor TI Provost (PITO). Poin-poin utama:

• PITO mengelola aset dan layanan TI untuk sekitar 40 departemen yang berbeda, termasuk penerimaan mahasiswa baru, bantuan keuangan, registrar, penempatan karir, dan layanan mahasiswa untuk studi di luar negeri
• Universitas menerapkan penyeimbang beban untuk mengatasi tantangan dalam mengakomodasi beban puncak, memastikan waktu respons yang cepat bagi pengguna akhir, dan mengamankan informasi serta aplikasi
• Solusi ini membantu mengoptimalkan aset yang ada sambil memperkenalkan aplikasi dan layanan baru, menyediakan peningkatan kapasitas dan memungkinkan penskalaan yang hemat biaya dan fleksibel seiring dengan pertumbuhan permintaan

Airbnb

Airbnb, pasar online populer untuk akomodasi dan pengalaman wisata, sangat bergantung pada penyeimbangan beban untuk menangani lalu lintas globalnya yang besar dan memastikan pengalaman pengguna yang lancar.

Strategi penyeimbangan beban Airbnb meliputi:

• Manajemen Lalu Lintas Global: Airbnb menggunakan Amazon Route 53 untuk manajemen lalu lintas global berbasis DNS, mengarahkan pengguna ke pusat data terdekat yang tersedia.
• Penyeimbangan Beban Aplikasi: Di dalam setiap pusat data, Airbnb menggunakan Elastic Load Balancers (ELBs) untuk mendistribusikan lalu lintas ke beberapa server aplikasi.
• Penskalaan Dinamis: Infrastruktur Airbnb secara otomatis melakukan penskalaan naik atau turun berdasarkan pola lalu lintas, memastikan pemanfaatan sumber daya yang optimal.
• Service Mesh: Untuk komunikasi antar layanan mikro internal, Airbnb menggunakan arsitektur service mesh dengan kemampuan penyeimbangan beban bawaan.
• Penyeimbangan Beban Database: Airbnb telah mengembangkan solusi khusus yang disebut "Dynein" untuk menyeimbangkan beban kueri database MySQL.

Hasil dari pendekatan komprehensif ini sangat mengesankan:

• Airbnb dapat menangani lebih dari 1 juta pencarian per detik selama waktu puncak.
  
• Platform ini mempertahankan waktu respons kurang dari satu detik untuk sebagian besar operasi.
• Bahkan selama acara besar seperti Malam Tahun Baru, ketika pemesanan melonjak secara dramatis, sistem tetap stabil dan responsif.

Spotify 

Spotify, layanan streaming musik terkemuka di dunia, menggunakan pendekatan penyeimbangan beban yang inovatif untuk memberikan pengalaman mendengarkan yang lancar kepada lebih dari 350 juta penggunanya. Infrastruktur penyeimbangan beban Spotify meliputi:

• Jaringan Penyampaian Konten (CDN): Spotify menggunakan kombinasi CDN miliknya sendiri dan CDN pihak ketiga untuk menyimpan dan menyajikan konten audio dari lokasi yang dekat dengan pengguna.
• Arsitektur Mikroservis: Backend Spotify terdiri dari ratusan mikroservis, masing-masing dengan kebutuhan penyeimbangan beban tersendiri.
• Penyeimbang Beban Kustom: Spotify mengembangkan penyeimbang beban Layer 7 miliknya sendiri yang disebut "Skipper" untuk menangani perutean antar mikroservis.
• Penyeimbangan Beban Pusat Data: Spotify menggunakan penyeimbangan beban global Google Cloud Platform untuk mendistribusikan lalu lintas ke seluruh pusat datanya di seluruh dunia.
• Streaming Bitrate Adaptif: Aplikasi klien Spotify menggunakan streaming bitrate adaptif, yang dapat dianggap sebagai bentuk penyeimbangan beban sisi klien, menyesuaikan kualitas audio berdasarkan kondisi jaringan.

Manfaat dari pendekatan ini meliputi:

• Streaming audio dengan latensi rendah, dengan sebagian besar lagu mulai diputar dalam waktu kurang dari 200 milidetik.
• Ketersediaan tinggi, dengan layanan mempertahankan waktu aktif 99,99%.
• Kemampuan untuk menangani lonjakan lalu lintas yang besar, seperti ketika artis populer merilis album baru.

Netflix

Netflix, raksasa streaming, melayani jutaan pengguna di seluruh dunia dan sangat bergantung pada penyeimbangan beban untuk memastikan pengalaman menonton yang lancar. Pendekatan mereka terhadap penyeimbangan beban sangat menarik dan efektif.

Netflix menggunakan kombinasi penyeimbangan beban global berbasis DNS dan penyeimbangan beban tingkat aplikasi:

• Penyeimbangan Beban Global: Ketika pengguna mencoba untuk melakukan streaming konten, sistem DNS Netflix mengarahkan mereka ke titik kehadiran jaringan penyampaian konten (CDN) terdekat.
• Penyeimbangan Beban Tingkat Aplikasi: Di dalam setiap lokasi CDN, penyeimbang beban tingkat aplikasi mendistribusikan permintaan ke beberapa server.
• Penyeimbangan Beban Adaptif: Sistem Netflix terus memantau kesehatan dan kinerja server, menyesuaikan distribusi lalu lintas secara real-time.
• Penskalaan Prediktif: Menggunakan algoritma pembelajaran mesin, Netflix memprediksi pola lalu lintas dan menskalakan infrastrukturnya sesuai kebutuhan.

Pendekatan berlapis ini memungkinkan Netflix untuk menangani lonjakan lalu lintas yang besar, seperti selama perilisan acara populer, sambil mempertahankan ketersediaan tinggi dan latensi rendah bagi pengguna di seluruh dunia.

University of Northampton 

Universitas Northampton menerapkan perangkat penyeimbang beban untuk meningkatkan kinerja dan ketahanan sistem TI-nya. Poin-poin utama:

• Universitas ini memasang perangkat penyeimbang beban Kemp untuk meningkatkan autentikasi Layanan Perpustakaan bagi mahasiswa.
• Solusi ini juga mendukung Server Microsoft Exchange 2010, melayani staf yang berjumlah lebih dari 2.000 orang.
• Dengan menerapkan penyeimbangan beban, universitas meningkatkan keandalan dan kinerja layanan penting baik untuk mahasiswa maupun staf

Overt Software Solutions: Mendukung Kebutuhan Penyeimbangan Beban / Load Balancing Anda

Mengelola infrastruktur penyeimbangan beban yang kuat bisa menjadi rumit, tetapi hal ini penting bagi organisasi modern untuk mempertahankan operasi yang lancar. Jika Anda membutuhkan bantuan dalam menerapkan atau mengoptimalkan solusi penyeimbangan beban Anda, Solusi Perangkat Lunak Overt siap membantu. Dengan keahlian kami dalam infrastruktur TI, kami menyediakan solusi yang disesuaikan dan andal yang selaras dengan kebutuhan unik Anda. Hubungi kami  hari ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang layanan dan dukungan kami.