Apakah Load Balancing?

Secara harafiah, load balancing artinya adalah pembagian beban menjadi seimbang (balance). Begitu juga artinya dalam dunia Internet, server farm, dan jaringan komputer, load balancing adalah proses distribusi beban terhadap sebuah servis yang ada pada sekumpulan server atau perangkat jaringan ketika ada permintaan dari pengguna.

Maksudnya adalah ketika sebuah server sedang diakses oleh para pengguna, maka server tersebut sebenarnya sedang dibebani karena harus melakukan proses terhadap permintaan para penggunanya. Jika penggunanya banyak, maka proses yang dilakukan juga menjadi banyak.

Session-session komunikasi dibuka oleh server tersebut untuk memungkinkan para penggunanya menikmati servis dari server itu. Jika satu server saja yang dibebani, tentu server tersebut tidak akan dapat melayani banyak pengguna karena kemampuannya dalam melakukan processing ada batasnya. Batasan ini bisa berasal dari banyak hal misalnya kemampuan processing-nya, bandwidth Internetnya, dan banyak lagi.

Untuk itu, solusi yang paling ideal adalah dengan membagi-bagi beban yang datang tersebut ke beberapa server. Jadi, yang bertugas melayani pengguna tidak hanya terpusat pada satu perangkat saja. Inilah apa yang disebut sistem load balancing.

Misalnya ketika Anda mengakses ke situs www.detik.com, maka web server di mana dokumen-dokumen beritanya berada tentu akan langsung melayani Anda. Server tersebut memberikan apa yang Anda minta dengan membuka komunikasi menggunakan servis HTTP port 80. Informasi halaman utama akan langsung dikirimkan ke PC melalui port 80 ini, sehingga Anda dapat melihatnya di halaman browser.

Ketika Anda mengklik suatu link pada halaman web Detik, permintaan Anda kemudian diproses kembali oleh server tersebut. Web server akan melayani permintaan Anda lagi dengan berbagai cara yang telah ditentukan oleh pengelolanya, apakah mengarahkan Anda ke dalam folder tertentu, menjalankan script-script tertentu, mengirimkan gambar, memutar klip suara, dan banyak lagi.

Pada saat ini, server detik.com sedang terbebani oleh permintaan Anda. Hingga halaman atau layanan yang Anda minta terbuka, maka selesailah proses tersebut dan server kembali bebas dari beban.

Jika yang mengakses halaman web Detik hanya Anda seorang, tentu sistem load balancing tidak diperlukan karena sebuah server tentu masih sangat cukup untuk melayani permintaan Anda. Namun apa jadinya jika www.detik.com  dibuka oleh hampir sebagian besar pengguna Internet di Indonesia, setiap detik, dan setiap hari seperti keadaan saat ini. Mungkin sebuah server saja tidak akan sanggup melayani permintaan seberat itu. Permintaan akan terus datang dan proses juga akan terus menerus dilakukan.

Di sinilah sistem load balancing diperlukan bagaikan mata pedang ganda atau dengan kata lain merupakan solusi yang paling pas dan andal untuk mengatasi sebagian dari masalah ini, di luar penambahan bandwidth dan menambahkan server yang canggih tentunya. 

Apa Saja Keuntungan Menggunakan Sistem Load Balancing?
Dari contoh di atas, sebenarnya Anda sudah langsung dapat mengetahui apa manfaat yang bisa didapatkan dari menggunakan sistem load balancing. Ketika mendapati server atau jaringan Anda diakses oleh banyak pengguna, di sinilah keuntungan load balancing paling dirasakan. Atau ketika sebuah aplikasi yang sangat penting yang ada di sebuah server, tiba-tiba tidak bisa diakses karena server-nya mengalami gangguan, load balancing bagaikan malaikat penolong di sini.

Secara garis besar, keuntungan yang bisa Anda dapatkan dari menerapkan sistem load balancing adalah:

• Menjamin reliabilitas servis
  Reliabilitas sistem artinya adalah tingkat kepercayaan terhadap sebuah sistem untuk dapat terus melayani pengguna dengan sebaik-baiknya. Reliabilitas yang terjamin artinya tingkat kepercayaan yang selalu terjaga agar para penggunanya dapat menggunakan servis tersebut dan melakukan pekerjaannya dengan lancar. Hal ini amat penting bagi situs-situs dan servis-servis komersial yang memang mengeruk uang dari server-server-nya.
• Skalabilitas dan availabilitas bisa didapat
  Satu buah server yang digunakan untuk melayani beribu-ribu pengguna, tentunya tidak mungkin dapat menghasilkan pelayanan yang baik. Meskipun Anda telah menggunakan sebuah server dengan teknologi tercanggih sekalipun, tetap saja bisa kewalahan melayani penggunanya.

Selain itu, satu buah server artinya satu buah titik masalah. Jika tiba-tiba server tersebut mati, masalah pasti akan terjadi terhadap situs atau servis di dalamnya. Namun dengan menggunakan sistem load balancing, server yang bekerja mendukung sebuah situs atau servis dapat lebih dari satu buah. Artinya jika ternyata satu buah server kewalahan menlayani pengguna, Anda dapat menambah satu buah demi satu buah untuk mendukung kelancaran situs Anda. Tidak perlu server yang paling canggih untuk mengatasi masalah tersebut.

Selain itu juga, titik masalah menjadi terpecah. Jika ada sebuah server bermasalah, maka masih ada dukungan dari yang lain. Situs atau servis yang Anda jalankan belum tentu bermasalah ketika sebuah server mengalami masalah.

Bagaimana Proses Load Balancing Dapat Bekerja?
Proses load balancing sebenarnya merupakan proses fleksibel yang dapat diciptakan dengan berbagai cara dan metode. Proses ini tidak hanya dapat dilakukan oleh sebuah perangkat tertentu atau sebuah software khusus. Cukup banyak cara dan pilihan untuk mendapatkan jaringan Anda dilengkapi dengan sistem load balancing. Cara kerja dan prosesnya pun berbeda-beda satu dengan yang lainnya. Namun, cara yang paling umum dan banyak digunakan adalah dengan mengandalkan konsep Virtual server atau Virtual IP.

Istilah Virtual server atau Virtual IP sebenarnya merupakan istilah bebas, karena mungkin saja sistem lain menggunakan konsep yang sama namun dengan istilah yang berbeda. Secara umum, konsep dari Virtual server atau Virtual IP ini adalah sebuah alamat IP, sebuah nama, atau bisa juga sekelompok alamat IP yang bertugas sebagai jembatan penghubung antara pengakses dari luar dengan sekelompok server atau perangkat jaringan yang berada dibelakangnya. Atau lebih gampangnya, Virtual server atau Virtual IP merupakan alamat ataupun nama yang mewakili beberapa buah server yang berada di belakangnya.

Tujuan dibuatnya sistem perwakilan tersebut adalah agar ketika nama atau alamat IP tersebut diakses dari luar, yang dapat melayani permintaan tersebut tidak terbatas hanya satu perangkat server saja. Sekelompok server atau perangkat jaringan yang diwakilinya memiliki kemampuan untuk menjawab permintaan-permintaan tersebut.

Sebagai hasilnya, permintaan-permintaan tersebut terdistribusi ke beberapa server sehingga beban proses kerja server-server tersebut tidak terlalu berat. Hal ini membuat servis dan layanan yang diberikan server tersebut ke si pengguna dapat berjalan lebih baik dan berkualitas.

Sistem load balancing yang sederhana memang hanya mampu membuat sebuah perwakilan nama atau alamat IP untuk mewakili beberapa IP dari server-server dibelakangnya, namun perangkat yang memang dikhususkan menangani sistem load balancing kompleks dapat melakukan perwakilan hanya terhadap servis-servis yang dibuka oleh server dibelakangnya.

Sebagai contoh, misalnya Anda memiliki empat buah web server yang melayani para penggunanya dengan membuka port 80-nya untuk diakses. Keempat buah server tersebut diwakili oleh sebuah alamat IP, katakanlah 200.200.200.200. Dengan menggunakan sebuah perangkat load balancing canggih, Anda dapat membuat alamat IP 200.200.200.200 membuka port 80 hanya untuk melakukan load balancing terhadap keempat server tersebut.

Selain dari port 80, alamat IP 200.200.200.200 masih dapat digunakan untuk kepentingan lain misalnya untuk melakukan load balancing server-server FTP. Jadi dengan demikian, beberapa buah server FTP Anda dapat diwakili juga oleh alamat IP 200.200.200.200 dengan membuka port 21 (port FTP)-nya misalnya.

Sekelompok server atau perangkat jaringan yang diwakili oleh Virtual server atau Virtual IP sering disebut juga dengan istilah pool. Pertama-tama sekelompok server digabungkan dulu ke dalam sebuah pool, baru kemudian pool tersebut diwakili oleh sebuah alamat IP virtual untuk menghasilkan sistem load balancing. Kira-kira seperti itulah proses pembuatan sistem load balancing secara garis besar.

Apakah Ada Algoritma-algoritma Khusus untuk Proses Load Balancing?
Dalam sistem load balancing, proses pembagian bebannya memiliki teknik dan algoritma tersendiri. Pada perangkat load balancing yang kompleks biasanya disediakan bermacam-macam algoritma pembagian beban ini. Tujuannya adalah untuk menyesuaikan pembagian beban dengan karakteristik dari server-server yang ada di belakangnya.

Secara umum, algoritma-algoritma pembagian beban yang banyak digunakan saat ini adalah:

Bagaimana Mewujudkan Sistem Load Balancing ?
Seperti telah dijelaskan di atas, sistem load balancing sebenarnya dapat dibuat dengan banyak cara. Pembuatannya tidak terikat oleh sebuah operating system saja, atau hanya dapat dibuat oleh sebuah perangkat saja. Namun secara garis besar cara pembuatan sistem load balancing terbagi menjadi tiga kategori besar, yaitu load balancing dengan menggunakan DNS round robin, Integrated load balancing, dan Dedicated load balancing.

Ketiga jenis ini memiliki cara kerja yang unik dan berbeda satu sama lain, tetapi tetap menuju suatu hasil akhir yang sama, yaitu menciptakan sebuah sistem yang lebih menjamin kelangsungan hidup jaringan di belakangnya dan membuatnya lebih skalabel.

Apakah DNS Round Robin Itu?
Metode yang paling sederhana untuk menciptakan sistem load balancing adalah dengan menggunakan metode DNS Round robin. Metode ini sebenarnya merupakan sebuah fitur dari aplikasi bernama BIND (Berkeley Internet Name Domain). Ini merupakan aplikasi open source khusus untuk membangun server DNS yang tampaknya sudah menjadi semacam standar yang digunakan di mana-mana. Sistem DNS round robin banyak mengandalkan teknik input penamaan yang teratur rapi dan dipadukan dengan sistem perputaran round robin.

Seperti Anda ketahui, DNS merupakan sebuah sistem penamaan terhadap perangkat-perangkat komputer. Penamaan ini dibuat berdasarkan alamat IP dari perangkat tersebut. Sebuah perangkat yang memiliki alamat IP dapat diberi nama dan dapat diakses menggunakan namanya saja jika Anda memiliki DNS server.

Sistem penamaan tersebut banyak sekali manfaatnya, misalnya hanya untuk sekadar lebih mudah diakses atau untuk diproses lebih lanjut. Anda tentu akan lebih mudah mengingat nama-nama yang spesifik daripada deretan-deretan angka alamat IP, bukan?

Dari sistem penamaan ini dapat dibuat sebuah sistem load balancing sederhana dan murah yang memanfaatkan sifat alami dari program BIND ini, yaitu sistem perputaran round robin.

Pada sebuah record DNS yang berisikan informasi penamaan, Anda dapat memasukkan beberapa nama lain (canonical) untuk diwakili oleh sebuah nama utama. Beberapa nama lain itu memiliki masing-masing record sendiri yang juga mewakili alamat-alamat IP dari perangkat jaringan. Jadi setelah proses input penamaan selesai, Anda akan mendapatkan sebuah nama utama yang mewakili beberapa nama-nama lain yang mewakili beberapa perangkat jaringan seperti server misalnya.

Di sinilah kuncinya, ketika ada yang mengakses nama utama tersebut, DNS server akan dihubungi oleh si pencari. Setelah menerima permintaan, DNS server akan mencari record dari nama utama tersebut. Ternyata di dalam record tersebut terdapat beberapa nama lain yang berhubungan dengan nama utama. Pada kondisi inilah, DNS server akan menjalankan sistem perputaran round robin untuk menggilir informasi nama-nama lain mana saja yang diberikan ke para pemintanya.

Di sini, sistem load balancing sebenarnya sudah terjadi. Alamat IP dari server-server yang diwakili oleh nama lain tersebut akan diberikan kepada para peminta secara bergiliran sesuai dengan algoritma round robin. Ini menjadikan beban terbagi-bagi secara bergilir ke server-server lain dengan sendirinya.

Sebagai contoh, misalnya Anda memiliki empat buah server yang ingin digunakan untuk kepentingan situs perusahaan Anda. Nama domain utama Anda bernama myserver.mydomain .com. Empat buah server ini ingin Anda masukkan ke dalam sistem load balancing, sehingga pendistribusian bebannya tidak tersentralisasi. Dengan menggunakan sistem DNS round robin, yang perlu dilakukan adalah melakukan input penamaan keempat server Anda tersebut di DNS server secara teratur.

Dimisalkan masing-masing server diberi nama myserver0.mydomain.com sampai myserver3.mydomain.com. Input-lah semua alamat IP server-server Anda dan berikan nama record A (biasanya untuk mendeskripsikan sebuah host) pada saat pemberian nama ini. Setelah itu, buatlah nama utamanya dan input-lah semua nama server-server yang Anda dalam record CNAME.

Konfigurasi ini akan menjadikan setiap kali pengguna mengakses nama utama yang dibuat, maka DNS server akan memberikan informasi IP ke pengguna secara bergilir dan berurut mulai dari IP myserver0. mydomain.com hingga myserver3. mydomain.com.

Sistem load balancing ini terbilang mudah dan sederhana untuk diimplementasikan, namun ada juga beberapa kelemahan yang cukup signifikan. Problem yang sering terjadi adalah ketika ada sebuah DNS server lain (misalkan DNS A) di Internet yang masih meng-cache hasil pencariannya yang pertama.

Jadi jika kali pertama server DNS A tersebut mendapatkan informasi IP dari myserver.mydomain.com adalah IP 1.1.1.2, maka DNS A tidak mengetahui alamat IP yang lain dari myserver. mydomain.com. Ini membuat para pengguna yang menggunakan server DNS ini juga tidak dapat mengetahui sistem load balancing yang ada, sehingga load balancing tidak bekerja.

Kelemahan lainnya adalah ketika sebuah server di dalam sistem load balancing ini tidak dapat bekerja, maka sistem DNS tidak dapat mendeteksinya. Hal ini menyebabkan server yang tidak dapat bekerja tersebut malahan mendapatkan banyak request dari luar, meskipun tidak dapat bekerja. Kekacauan baru segera dimulai.

Bagaimana dengan Integrated Load Balancing?
Sesuai dengan namanya, Integrated load balancing biasanya merupakan solusi load balancing tambahan dari sebuah aplikasi atau operating system. Biasanya aplikasi atau operating system yang memiliki fitur ini adalah yang memiliki kemampuan beroperasi sebagai server.

Sistem load balancing-nya bukan merupakan fungsi utama. Oleh sebab itu, biasanya fitur, performa, dan kemampuannya cukup sederhana dan digunakan untuk sistem berskala kecil menengah. Fasilitasnya juga lebih banyak bersifat general saja, jarang yang spesifik. Meski demikian, fitur ini amat berguna jika digunakan pada jaringan yang tepat.

Salah satu Integrated load balancing ini dapat Anda temukan di Microsoft Windows 2000 Advance Server yang merupakan fitur tambahan. Pada operating system yang memiliki kemampuan jaringan yang hebat ini, Anda dapat mengonfigurasi sistem load balancing dengan cukup mudah. Selain itu, fitur-fitur yang diberikan untuk keperluan ini juga terbilang cukup lengkap. Fitur-fitur yang ada dalam teknologi load balancing pada Windows 2000 Advance Server dan juga Windows 2000 Datacenter Server adalah sebagai berikut:

Sistem load balancing yang terintegrasi tidak hanya terdapat pada Windows 2000 saja. Jika Anda adalah pecinta open source yang menggunakan Apache sebagai web server Anda, module Backhand merupakan modul khusus untuk menambah kemampuan server Anda agar dapat di-cluster.

Untuk membuat sistem load balancing yang lebih skalabel di Linux, Linux Virtual Server (LVS) merupakan salah satu aplikasi yang dapat Anda gunakan. LVS sudah merupakan semacam standar untuk membangun sistem load balancing di dunia open source. Metode dan teknologinya juga bervariasi dan tidak kalah hebatnya dengan apa yang dimiliki oleh Windows 2000.

Di samping kehebatan dan kesederhanaannya, sistem load balancing terintegrasi ini memiliki beberapa kekurangan. Masing-masing fitur tambahan ini tidak dapat digunakan untuk melayani server-server atau perangkat yang berbeda platform dengannya. Misalnya, fitur load balancing dari Microsoft tidak bisa digunakan oleh Apache web server atau sebaliknya modul Apache tidak dapat digunakan oleh Microsoft IIS. Atau misalnya solusi dari IBM Websphere untuk membuat server farm, tidak dapat digunakan oleh sistem yang berbeda platform.

Apakah Dedicated Load Balancing?
Metode load balancing yang satu ini diklaim sebagai sistem load balancing yang sesungguhnya karena kerja dan prosesnya secara total diperuntukan bagi proses load balancing terhadap server atau jaringan di bawahnya. Secara umum, metode ini masih dibagi lagi menjadi tiga jenis: