Load Balancing কি এবং কেন প্রয়োজন?

Load Balancing কি?

Load Balancing হলো একটি পদ্ধতি, যা একাধিক সার্ভারের মধ্যে কাজের চাপ (লোড) ভাগাভাগি করে দেয়। এর উদ্দেশ্য হলো সার্ভারগুলোর সক্ষমতা নিশ্চিত করা এবং সিস্টেমের পারফরম্যান্স, স্থায়িত্ব এবং স্কেলেবিলিটি বৃদ্ধি করা। এটি বিশেষ করে মাইক্রোসার্ভিস আর্কিটেকচার-এ ব্যবহৃত হয় যেখানে বিভিন্ন সার্ভার বা ইন্সট্যান্সের মধ্যে কাজ সমানভাবে বিতরণ করা প্রয়োজন।

Load Balancing কেন প্রয়োজন?

1. ক্লায়েন্ট রিকোয়েস্টের ভারসাম্য রক্ষা: একাধিক সার্ভারের মধ্যে ভারসাম্য রক্ষা করে সার্ভার ওভারলোড হওয়া থেকে বাঁচায়।
2. উচ্চ পারফরম্যান্স: প্রতিটি সার্ভার রিকোয়েস্ট প্রক্রিয়াকরণের জন্য পর্যাপ্ত সময় পায় এবং দ্রুত রেসপন্স প্রদান করে।
3. উপলভ্যতা এবং রেডান্ডেন্সি: কোনো সার্ভার ডাউন থাকলে অন্য সার্ভারগুলো রিকোয়েস্ট গ্রহণ করে, যার ফলে সার্ভিস ডাউনটাইম কম হয়।
4. স্কেলেবিলিটি: কাজের চাপ বৃদ্ধি পেলে নতুন সার্ভার যোগ করে লোড ব্যালান্সিং সহজে পরিচালনা করা যায়।
5. মাইক্রোসার্ভিস কমিউনিকেশন: মাইক্রোসার্ভিস আর্কিটেকচারে একাধিক সার্ভিসের মধ্যে রিকোয়েস্ট সমানভাবে বিতরণ করতে সহায়ক।

Load Balancing-এর পদ্ধতি

1. DNS-Based Load Balancing: ডোমেইন নেম সার্ভিস (DNS) ব্যবহার করে লোড ব্যালান্সিং করা হয়।
2. Software Load Balancing: সফটওয়্যার টুল (যেমন NGINX, HAProxy) ব্যবহার করে লোড ব্যালান্সিং করা হয়।
3. Hardware Load Balancing: হার্ডওয়্যার ডিভাইস (যেমন F5 Load Balancer) ব্যবহার করা হয়।
4. Client-Side Load Balancing: ক্লায়েন্ট নিজে থেকেই সঠিক সার্ভার নির্বাচন করে, যা সাধারণত Spring Cloud LoadBalancer বা Ribbon এর মাধ্যমে সম্ভব।

Spring Boot-এ Load Balancing

Spring Boot-এ সাধারণত Spring Cloud এর মাধ্যমে Client-Side Load Balancing করা হয়। Spring Boot বিভিন্ন টুল ব্যবহার করে লোড ব্যালান্সিং সমর্থন করে, যেমন:

1. Spring Cloud LoadBalancer
2. Ribbon (Spring Cloud Netflix Ribbon, পুরানো)
3. Eureka (Service Discovery এর সাথে Load Balancing)

Spring Cloud LoadBalancer উদাহরণ

Spring Cloud LoadBalancer একটি Client-Side Load Balancer, যা Spring Boot 2.2 এবং তার পরে Ribbon-এর পরিবর্তে ব্যবহৃত হয়।

Maven Dependency:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

RestTemplate-এর মাধ্যমে Load Balancing:

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Configuration
public class LoadBalancerConfig {

    @Bean
    @LoadBalanced // Load Balancing সক্ষম
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

@RestController
public class LoadBalancerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/fetch-data")
    public String fetchData() {
        String response = restTemplate.getForObject("http://example-service/data", String.class);
        return response;
    }
}

উপরে @LoadBalanced এনোটেশন ব্যবহার করলে Spring Cloud LoadBalancer কাজ করবে এবং সার্ভারগুলোর মধ্যে রিকোয়েস্ট সমানভাবে বিতরণ করবে।

Service Discovery-এর সাথে Load Balancing

Spring Boot + Eureka উদাহরণ:

1. Service Discovery Configuration (Eureka Server): একটি সার্ভার তৈরি করুন যা সার্ভিসগুলো নিবন্ধন করে।
2. Client-Side Load Balancing: Spring Cloud LoadBalancer এবং Eureka-এর সাহায্যে ক্লায়েন্ট নিজেই লোড ব্যালান্সিং পরিচালনা করে।

Spring Cloud LoadBalancer এর কিভাবে কাজ করে?

1. Service Discovery (Eureka/Consul): ক্লায়েন্ট সার্ভিস লুকআপ করে সার্ভার লিস্ট পায়।
2. Load Balancing Algorithm:
   • Round-Robin: প্রতিটি সার্ভারে রিকোয়েস্ট ঘুরিয়ে ঘুরিয়ে পাঠায়।
   • Random: এলোমেলোভাবে সার্ভার নির্বাচন করে।
   • Custom Algorithm: কাস্টম লজিক প্রয়োগ করা যায়।

উদাহরণঃ WebClient এর মাধ্যমে Load Balancing

WebClient Config:

@Configuration
public class WebClientConfig {

    @Bean
    @LoadBalanced // Load Balancing সক্ষম
    public WebClient.Builder webClientBuilder() {
        return WebClient.builder();
    }
}

Controller উদাহরণ:

@RestController
public class WebClientLoadBalancerController {

    @Autowired
    private WebClient.Builder webClientBuilder;

    @GetMapping("/fetch-data")
    public String fetchData() {
        return webClientBuilder.build()
                .get()
                .uri("http://example-service/data")
                .retrieve()
                .bodyToMono(String.class)
                .block();
    }
}

Load Balancing-এর সুবিধা

1. উচ্চ পারফরম্যান্স: সার্ভিসের লোড বিতরণ করা হলে দ্রুত রেসপন্স পাওয়া যায়।
2. ডাউনটাইম রোধ: একটি সার্ভার ডাউন থাকলেও অন্য সার্ভার রিকোয়েস্ট হ্যান্ডেল করতে পারে।
3. স্কেলেবিলিটি: অতিরিক্ত সার্ভার যোগ করে সিস্টেমের সক্ষমতা বাড়ানো যায়।
4. ব্যবসায়িক স্থায়িত্ব: সার্ভিসের ধারাবাহিকতা বজায় থাকে।

Load Balancing-এর সীমাবদ্ধতা

1. সঠিক কনফিগারেশন প্রয়োজন: ভুল কনফিগারেশন হলে লোড সমানভাবে বিতরণ নাও হতে পারে।
2. কমপ্লেক্সিটি: বড় মাপের সিস্টেমে লোড ব্যালান্সিং সেটআপ জটিল হতে পারে।
3. Latency: সার্ভার লুকআপের কারণে সামান্য লেটেন্সি বাড়তে পারে।

উপসংহার

Spring Boot-এর Load Balancing ফিচার সার্ভারগুলোর মধ্যে রিকোয়েস্ট সমানভাবে বিতরণ করে সিস্টেমের পারফরম্যান্স, স্থিতিশীলতা, এবং রেডান্ডেন্সি বৃদ্ধি করে। এটি বড় এবং জটিল মাইক্রোসার্ভিস ভিত্তিক অ্যাপ্লিকেশনগুলোর জন্য অপরিহার্য।