Lewati ke konten utama

Pengenalan Azure Load Balancer

Beberapa aplikasi memiliki lalu lintas masuk (trafik) yang sangat tinggi sehingga satu server tidak mampu menangani permintaan klien dengan cepat. Alih-alih terus menambahkan kapasitas jaringan, prosesor, resource disk, dan RAM, Pengguna bisa menangani trafik ini dengan implementasi load balancing.

Load balancing adalah proses mendistribusikan lalu lintas masuk secara merata ke beberapa komputer. Kumpulan komputer dengan resource yang lebih rendah sering kali dapat merespons trafik lebih efektif dibandingkan satu server berkinerja tinggi.

Azure Load Balancer​

Azure Load Balancer adalah layanan dari Azure yang memungkinkan Pengguna untuk mendistribusikan trafik jaringan masuk secara merata ke sekelompok VM Azure, atau ke instance dalam Virtual Machine Scale Set.

Azure Load Balancer memberikan ketersediaan tinggi (high availability) dan kinerja jaringan (network performance) melalui cara berikut:

  • Aturan load balancing menentukan bagaimana trafik didistribusikan ke instance di back-end.
  • Health probes memastikan bahwa resource di back-end dalam kondisi sehat, dan mencegah pengiriman trafik ke instance yang tidak sehat.

Jenis Azure Load Balancer​

- Public Load Balancer​

  • Digunakan untuk mendistribusikan trafik dari internet ke VM.
  • Memetakan alamat IP publik dan nomor port trafik masuk ke alamat IP privat dan port dari VM di back-end pool.
  • Contoh: menyebarkan permintaan web dari internet ke beberapa web server.
  • Juga dapat menyediakan koneksi keluar (outbound) untuk VM di dalam virtual network.

- Internal (Private) Load Balancer​

  • Mengarahkan trafik ke resource di dalam virtual network atau yang menggunakan VPN untuk mengakses infrastruktur Azure.
  • Alamat IP front-end dan virtual network tidak pernah diekspos langsung ke internet.
  • Cocok untuk aplikasi internal (LOB - Line-of-Business) yang dijalankan di Azure dan hanya diakses dari dalam Azure atau dari resource on-premises.
  • Digunakan ketika alamat IP privat diperlukan pada bagian depan.

Skenario Load Balancing Internal​

Internal Load Balancer memungkinkan berbagai jenis skenario:

  • Dalam satu virtual network: Load balancing dari VM ke sekumpulan VM lain dalam VNet yang sama.
  • Virtual network lintas lokasi (cross-premises): Load balancing dari komputer on-premises ke VM di VNet.
  • Aplikasi multi-tier: Load balancing antara tier backend (tidak menghadap internet) dari aplikasi yang memiliki tier frontend publik.
  • Aplikasi LOB: Load balancing aplikasi bisnis internal yang dihosting di Azure tanpa perangkat keras atau perangkat lunak load balancer tambahan.

Skalabilitas​

Setiap jenis Azure Load Balancer mendukung trafik masuk (inbound) dan keluar (outbound) serta dapat diskalakan hingga jutaan aliran aplikasi TCP dan UDP.

Cara kerja Azure Load Balancer​

Azure Load Balancer beroperasi pada lapisan transport (Layer 4) dari model OSI. Fungsi Layer 4 ini memungkinkan pengelolaan trafik berdasarkan properti spesifik seperti:

  • Alamat sumber dan tujuan
  • Jenis protokol TCP atau UDP
  • Nomor port

Komponen Azure Load Balancer​

Berikut beberapa elemen utama dalam Load Balancer yang bekerja bersama untuk memastikan ketersediaan tinggi dan performa aplikasi:

  • Front-end IP
  • Aturan Load Balancer
  • Back-end pool
  • Health probe
  • Aturan NAT masuk (Inbound NAT)
  • Port ketersediaan tinggi
  • Aturan outbound

Front-end IP​

Alamat IP front-end adalah alamat yang digunakan klien untuk mengakses aplikasi. Azure Load Balancer dapat memiliki beberapa IP front-end, baik publik maupun privat.

  • Public IP → Load Balancer Publik
    Memetakan IP dan port publik ke IP dan port privat dari VM di back-end pool. Berguna untuk trafik dari internet.

  • Private IP → Load Balancer Internal
    Digunakan untuk trafik antar resource di dalam Virtual Network. Tidak terekspos langsung ke internet.

loadbalancer ilustration


Aturan Load Balancer​

Aturan load balancer menentukan bagaimana trafik didistribusikan dari IP dan port front-end ke kombinasi IP dan port back-end pool.

lbl rule

Load Balancer menggunakan hash lima-elemen (five-tuple) berikut untuk menentukan rute trafik:

  • IP sumber
  • Port sumber
  • IP tujuan
  • Port tujuan
  • Jenis protokol (TCP/UDP)
  • Session affinity
info

Load Balancer mendukung beberapa port dan IP di satu aturan, tetapi tidak bisa memproses konten trafik (karena berada di Layer 4). Untuk Layer 7, gunakan Azure Application Gateway.


Back-end Pool​

Back-end pool adalah kumpulan VM atau instance di Virtual Machine Scale Set yang merespons permintaan masuk.

  • Untuk skala yang efektif, tambahkan lebih banyak instance ke back-end pool.
  • Load Balancer secara otomatis mengonfigurasi ulang ketika jumlah instance berubah.

Health Probe​

Health probe digunakan untuk memeriksa kesehatan instance di back-end pool. Jika instance dianggap tidak sehat, Load Balancer tidak akan mengirim trafik baru ke sana.

Jenis probe:

  • TCP Probe: Memeriksa apakah port tertentu dapat membuat sesi TCP.
  • HTTP/HTTPS Probe: Mengirim permintaan HTTP/HTTPS ke URI tertentu. Balasan HTTP 200 dianggap sehat.

Parameter yang bisa disesuaikan:

  • Port
  • URI (untuk HTTP/HTTPS)
  • Interval (waktu antar pemeriksaan)
  • Unhealthy threshold (jumlah kegagalan sebelum dianggap tidak sehat)

Session Persistence​

Secara default, Load Balancer membagi trafik secara merata. Namun, resource bisa menetapkan session affinity agar trafik dari satu klien selalu diarahkan ke instance yang sama.

Opsi session persistence:

  • None (default): Permintaan dapat dilayani oleh VM sehat mana pun.
  • Client IP (2-tuple): Trafik dari IP yang sama selalu diarahkan ke instance yang sama.
  • Client IP + Protocol (3-tuple): Berdasarkan IP dan jenis protokol (TCP/UDP).

High Availability Ports​

Aturan load balancer yang dikonfigurasi dengan protocol: all dan port: 0 disebut sebagai aturan port ketersediaan tinggi (High Availability/HA port rule).

Aturan ini memungkinkan satu aturan saja untuk menyeimbangkan semua aliran trafik TCP dan UDP yang masuk melalui semua port pada internal standard load balancer.

ha port

Keputusan Load Balancing Berdasarkan Flow​

Keputusan penyeimbangan beban dibuat berdasarkan setiap aliran koneksi (per flow), menggunakan kombinasi lima-elemen (five-tuple) berikut:

  • Alamat IP sumber (Source IP address)
  • Port sumber (Source port)
  • Alamat IP tujuan (Destination IP address)
  • Port tujuan (Destination port)
  • Protokol (Protocol)

Kapan Menggunakan HA Ports?​

Aturan HA port berguna untuk skenario penting seperti:

  • Ketersediaan tinggi untuk Network Virtual Appliances (NVA)
  • Skalabilitas besar di dalam virtual network
  • Saat resource perlu menyeimbangkan trafik dalam jumlah port yang sangat besar

Fitur ini menyederhanakan konfigurasi dan meningkatkan efisiensi dalam lingkungan jaringan yang kompleks.


Aturan NAT masuk (Inbound NAT)​

inbound nat

Digunakan untuk mengakses VM secara langsung, contohnya:

  • NAT dari IP publik Load Balancer ke port TCP 3389 dari VM untuk akses Remote Desktop.
  • Cocok untuk pengelolaan VM dari luar Azure.

Aturan NAT keluar (Outbound NAT)​

nva

Aturan outbound mengatur Source Network Address Translation (SNAT):

  • Memungkinkan instance di back-end pool mengakses internet.
  • Digunakan untuk komunikasi keluar ke internet atau layanan publik lainnya.

Kapan menggunakan Azure Load Balancer​

Azure Load Balancer sangat cocok digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan latensi sangat rendah dan performa tinggi.

Layanan ini cocok untuk kebutuhan organisasi karena Pengguna sedang menggantikan perangkat keras jaringan yang sebelumnya digunakan untuk menyeimbangkan trafik pada berbagai aplikasi. Aplikasi-aplikasi tersebut menggunakan beberapa tier VM saat masih berada di lingkungan lokal (on-premises), dan kini dapat dijalankan dengan layanan Azure yang memiliki fungsionalitas serupa.

Karena Azure Load Balancer bekerja di Layer 4 dari model OSI (seperti perangkat keras jaringan sebelumnya), Pengguna dapat menggunakan layanan ini untuk meniru fungsionalitas perangkat tersebut, seperti:

  • Health Probes untuk memastikan Load Balancer tidak mengirim trafik ke node VM yang gagal.
  • Session Persistence untuk memastikan klien hanya berkomunikasi dengan satu VM selama sesi berlangsung.

Contoh Penggunaan​

  • Mengonfigurasi public load balancer untuk menangani trafik ke tier web aplikasi.
  • Mengonfigurasi internal load balancer untuk membagi trafik antara tier web dan tier analisis/data processing.
  • Mengatur aturan NAT inbound agar bisa mengakses VM melalui Remote Desktop Protocol (RDP) untuk keperluan administratif.

Kapan Tidak Menggunakan Azure Load Balancer

Azure Load Balancer tidak tepat digunakan jika Pengguna hanya menjalankan satu instance VM untuk aplikasi web tanpa kebutuhan load balancing.

Contohnya, jika aplikasi web hanya menerima sedikit trafik dan infrastruktur yang ada sudah menangani beban tersebut dengan baik, maka:

  • Tidak perlu menggunakan back-end pool.
  • Tidak perlu menggunakan Azure Load Balancer.

Alternatif Azure Load Balancer​

Azure menyediakan beberapa solusi load balancing lainnya, antara lain:

- Azure Front Door​
  • Layanan pengiriman aplikasi dan akselerasi situs global.
  • Mendukung Layer 7: offload TLS/SSL, routing berbasis path, failover cepat, firewall aplikasi web, caching.
  • Cocok untuk skenario multi-region.

- Azure Traffic Manager​

  • Load balancer berbasis DNS untuk distribusi trafik lintas region.
  • Memberikan high availability dan responsiveness.
  • Hanya bekerja di level domain, dengan waktu failover yang tidak secepat Front Door karena keterbatasan DNS caching dan TTL.

- Azure Application Gateway​

  • Menyediakan Application Delivery Controller (ADC) sebagai layanan.
  • Mendukung fitur Layer 7, seperti offload TLS/SSL untuk efisiensi CPU.
  • Bekerja di dalam satu region Azure, bukan global.
Konklusi

Azure Load Balancer adalah layanan Layer 4 yang mendukung trafik TCP dan UDP, dengan performa tinggi dan latensi sangat rendah.

  • Mampu menangani jutaaan permintaan per detik
  • Redundan zona (zone-redundant) untuk memastikan ketersediaan tinggi
peringatan

Jika aplikasi membutuhkan fitur WAF, maka Azure Load Balancer bukan solusi yang tepat.