Cụm Máy Chủ Là Gì?

Việc truy cập mượt mà và hiệu suất đáng tin cậy của các ứng dụng và dịch vụ là rất quan trọng trong không gian mạng hiện đại. Cụm máy chủ là một giải pháp quan trọng giúp cải thiện khả năng sẵn sàng của hệ thống và quản lý hiệu quả khối lượng công việc lớn.

Dù bạn là một chuyên gia CNTT hay là một lãnh đạo doanh nghiệp, việc hiểu biết về cụm máy chủ có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong hạ tầng và hiệu suất hoạt động của tổ chức bạn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cụm máy chủ là gì, các loại cụm máy chủ, lợi ích của nó và cách thức hoạt động của nó để chuyển đổi cảnh quan CNTT của bạn.

Cụm Máy Chủ Là Gì?

Cụm máy chủ đề cập đến quá trình kết nối nhiều máy chủ vào một mạng để hoạt động và hoạt động như một hệ thống duy nhất với một địa chỉ IP duy nhất, thường được cung cấp bởi một máy chủ IP chuyên dụng. Thông thường, các máy chủ xử lý tệp, in ấn, cơ sở dữ liệu và nhắn tin sẽ được kết nối thành cụm. Các cụm này giúp bảo vệ dữ liệu tốt hơn và đảm bảo sự nhất quán trong cấu hình của cụm theo thời gian. Chúng cũng cải thiện khả năng sẵn sàng, cân bằng tải và khả năng mở rộng của hệ thống.

Mỗi máy chủ trong một cụm hoạt động trên ổ cứng, RAM và tài nguyên CPU của nó. Mỗi máy chủ sẽ tiếp nhận công việc của máy chủ khác trong trường hợp có sự cố, giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động. Hoạt động sẽ không bị gián đoạn, vì vậy người dùng luôn có thể sử dụng các tài nguyên liên quan đến máy chủ bất kỳ lúc nào.

Các Loại Cụm Máy Chủ

Có ba loại cụm máy chủ, chủ yếu được phân biệt dựa trên cách các nút kết nối với thiết bị lưu trữ dữ liệu cấu hình:

Cụm Quorum Đơn

Đây đôi khi được gọi là cụm quorum tiêu chuẩn và là loại cụm máy chủ thông dụng nhất. Nó bao gồm nhiều nút và một hoặc nhiều thiết bị lưu trữ cụm, tất cả đều được kết nối bởi một thiết bị duy nhất như bus. Một máy chủ trong cụm quản lý và sở hữu tất cả các thiết bị lưu trữ của cụm; mỗi nút sẽ báo cáo cho bus trung tâm xem nút đó có đang trực tuyến hay không.

Quorum được sử dụng để theo dõi tình trạng hoạt động của các nút trong mỗi cụm. Nó tiếp tục hoạt động khi hơn 50% các nút đang hoạt động; nếu không, nó sẽ dừng cụm máy chủ cho đến khi các nút bị lỗi được sửa chữa.

Cụm Bộ Đa Số Nút

Loại này thường được sử dụng cho các cụm máy chủ có các nút nằm ở các vị trí khác nhau. Mỗi nút trong cụm, trong các cụm bộ đa số nút, sẽ tạo một bản sao của dữ liệu cấu hình của cụm. Tài nguyên quorum đảm bảo rằng dữ liệu này vẫn nhất quán trên tất cả các nút trong cụm. Khác với các cụm quorum đơn, mỗi nút trong loại cụm này có một bản sao cục bộ của quorum, vì vậy không cần phải có lưu trữ chung.

Cụm Máy Chủ Đơn

Cụm máy chủ đơn, bao gồm một nút duy nhất, thường được sử dụng để thử nghiệm, phát triển và nghiên cứu các ứng dụng cụm. Thực tế, chúng hiếm khi được sử dụng cho bất kỳ ứng dụng nào khác. Bởi vì nếu một nút bị lỗi, toàn bộ cụm sẽ bị gián đoạn, nên không có bảo vệ chống thất bại.

Cụm Máy Chủ Hoạt Động Như Thế Nào?

Cụm máy chủ hoạt động theo cách rất giống với cách thức triển khai của chúng.

Mỗi máy chủ chuyên dụng trong cụm đại diện cho một nút nhưng có các tài nguyên lưu trữ, RAM và CPU riêng. Các nút thuộc về cụm và duy trì bản sao của hệ điều hành, dịch vụ và ứng dụng của nó.

Thông thường, chỉ một nút trong cụm hoạt động tại một thời điểm; tất cả các nút khác sẽ ở chế độ chờ. Nếu nút đang hoạt động gặp sự cố trong khi đang xử lý một yêu cầu, cụm sẽ chuyển tải công việc đến các nút dự phòng. Tính năng này đảm bảo rằng người dùng không gặp phải thời gian ngừng hoạt động khi sử dụng trang web hoặc ứng dụng của bạn, bất kể tải của máy chủ như thế nào. Quorum là một hệ thống lưu trữ chung mà tất cả các nút trong cụm chia sẻ để cung cấp sự chuyển đổi ngay lập tức giữa các nút. Quorum lưu trữ dữ liệu về cấu trúc của cụm và bất kỳ thay đổi nào được thực hiện đối với nó.

Tóm lại, tất cả các nút trong một cụm máy chủ làm việc cùng nhau để cân bằng tải công việc và ngăn chặn thời gian ngừng hoạt động, đảm bảo khả năng cung cấp dịch vụ liên tục.

Thành Phần Cơ Bản Của Máy Chủ Cụm Có Khả Năng Sẵn Sàng Cao

Hiệu quả tổng thể của bất kỳ cụm (HA) nào phụ thuộc vào các thành phần cấu thành của nó. Thông thường, hầu hết các cụm máy chủ bao gồm:

Nodes

Nút là các máy chủ riêng lẻ tạo thành cốt lõi của bất kỳ cụm HA nào. Đây có thể là máy chủ vật lý hoặc máy chủ ảo, nơi các dịch vụ và ứng dụng thiết yếu hoạt động. Mỗi nút làm việc hợp tác để cung cấp độ dự phòng và cân bằng tải.

Kết Nối

Một cụm HA (High Availability) cần một mạng lưới tốc độ cao và đáng tin cậy. Mạng này cung cấp cơ sở cho cụm, cho phép các nút liên lạc và chia sẻ tài nguyên với nhau. Thông thường, nó được cách ly khỏi các mạng khác để tránh nhiễu, giúp duy trì hiệu suất tốt.

Bộ Cân Bằng Tải

Những cụm này là các trang trại máy chủ phân phối yêu cầu của người dùng đến các nút khác nhau đang hoạt động. Các tính năng chính của cụm cân bằng tải bao gồm tốc độ hoạt động nhanh hơn, khả năng dự phòng và cải thiện cân bằng tải trong quá trình thực hiện công việc. Cân bằng tải cho phép phân phối công việc hoặc chức năng đến nhiều hệ thống. Nói đơn giản, cấu hình này hoạt động để đảm bảo sử dụng tài nguyên tối đa.

Quản Lý Cụm

Các quản lý cụm giám sát các lỗi bằng cách theo dõi tình trạng của các nút và sau đó tổ chức quy trình chuyển đổi. Các quản lý theo dõi các nút thông qua tín hiệu nhịp tim (heartbeat) hoặc các kiểm tra sức khỏe khác. Trong trường hợp có lỗi, quản lý cụm sẽ di chuyển các dịch vụ và ứng dụng sang một nút khỏe mạnh khác để đảm bảo người dùng có thể truy cập liên tục.

Lưu Trữ

Yếu tố quan trọng nhất của một cụm HA là lưu trữ chung, vì nó cho phép truy cập cùng một dữ liệu từ tất cả các nút. Các quản trị viên mạng thường sử dụng các công nghệ như Mạng Lưu Trữ (SAN), Lưu Trữ Gắn Mạng (NAS), hoặc các giải pháp tương tự cho lưu trữ chung. Bằng cách này, mỗi nút sẽ chứa cùng một dữ liệu và trạng thái của nó, ngay cả khi một nút gặp sự cố.

Hơn nữa, khả năng sẵn sàng cao cũng phụ thuộc vào việc triển khai hiệu quả các cơ chế sao lưu và phục hồi. Dữ liệu nên được sao lưu theo thời gian cụ thể, với khả năng phục hồi nhanh chóng trong trường hợp xảy ra thảm họa. Việc kiểm tra các kỹ thuật sao lưu và phục hồi định kỳ cũng rất quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống thực sự có thể phục hồi khi gặp sự cố.

Khả Năng Của Cụm Máy Chủ

Hiểu rõ khả năng của cụm máy chủ là rất quan trọng. Cụm máy chủ giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động do các lỗi phần mềm, vấn đề tại mức độ vật lý, hoặc lỗi phần cứng. Cụm máy chủ là một phần của giải pháp:

• Lỗi Ứng Dụng/Dịch Vụ: Các lỗi ứng dụng hoặc dịch vụ do lỗi phần mềm nghiêm trọng hoặc vấn đề với các dịch vụ lớn được xử lý bởi các cụm máy chủ. Việc clustering đảm bảo hoạt động liên tục, khi có một số nguyên nhân gây ra lỗi ứng dụng/dịch vụ, sẽ chuyển tải công việc sang các nút khác.
• Lỗi Phần Cứng/Hệ Thống: Các cụm máy chủ cung cấp giải pháp cho các lỗi phần cứng làm gián đoạn dịch vụ liên tục. Lỗi phần cứng có thể do tối ưu hóa kém, quá nhiệt, hoặc các bộ phận của hệ thống trở nên quá cũ, như CPU, bộ nhớ, nguồn điện, và ổ cứng. Clustering cung cấp tính dự phòng bằng cách duy trì khả năng cung cấp dịch vụ.
• Lỗi Tại Địa Điểm: Clustering giúp giảm thiểu các lỗi xảy ra tại địa điểm do các yếu tố bên ngoài, chẳng hạn như thiên tai hoặc mất điện. Bằng cách phân chia tài nguyên giữa các địa điểm khác nhau, các cụm máy chủ đảm bảo rằng dịch vụ sẽ tiếp tục hoạt động ngay cả khi xảy ra các vấn đề cụ thể tại địa điểm đó.

Lợi Ích Của Clustering Máy Chủ

Các cụm giúp khắc phục những hạn chế trong công nghệ, quản lý website và phần mềm. Điều này có nghĩa là một môi trường clustering đảm bảo sản phẩm của bạn luôn trực tuyến và giảm thiểu tối đa thời gian ngừng hoạt động không theo lịch trình cũng như các sự cố lớn.

Tính Linh Hoạt và Khả Năng Mở Rộng

Trong khi một máy chủ đơn có thể sử dụng nhiều quy trình, việc triển khai kiến trúc nhiều máy chủ với nhiều máy chủ kết hợp với clustering sẽ nâng cao khả năng mở rộng và tính linh hoạt của tất cả các máy chủ. Clustering giúp một máy chủ dễ dàng mở rộng để đáp ứng nhu cầu tài nguyên ngày càng tăng.

Tăng Cường Tính Sẵn Có và Hiệu Suất

Các cụm máy chủ rất hiệu quả và có nhiều lý do chính đáng để đầu tư vào chúng. Chúng cung cấp tính dự phòng phần cứng và hoạt động liên tục, từ đó nâng cao hiệu suất của website. Ví dụ, các cụm cho phép một website hoặc phần mềm hoạt động nhanh hơn bằng cách cải thiện khả năng giao tiếp giữa các kết nối đồng thời trong các trường hợp sử dụng máy chủ cơ sở dữ liệu riêng, từ đó nâng cao hiệu quả.

Giảm Chi Phí CNTT

Các công ty cần một kiến trúc máy chủ đồng bộ với tính dự phòng tích hợp để đảm bảo dịch vụ luôn sẵn có, hoạt động như một hệ thống thống nhất. Clustering đáp ứng những nhu cầu này, giảm thiểu thời gian không có dịch vụ và giảm chi phí, đồng thời tạo ra doanh thu bổ sung hiệu quả.

Hạ Tầng Tùy Chỉnh

Nhiều người có suy nghĩ sai lầm rằng giải pháp clustering chỉ dành cho các tổ chức lớn. Thực tế, hạ tầng này có thể tùy chỉnh cao và do đó phù hợp với bất kỳ công ty nào, không phân biệt quy mô. Điều này mang đến giải pháp hiệu quả trong việc tối ưu hóa quy trình làm việc và rất linh hoạt đối với nhiều nhu cầu kinh doanh khác nhau.

Kết Luận

Clustering máy chủ là một giải pháp giúp nâng cao độ tin cậy, khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng lưới của bạn. Các cụm máy chủ đảm bảo dịch vụ luôn hoạt động liên tục với sự quản lý hiệu quả các lỗi về ứng dụng, phần cứng và địa điểm, giảm thiểu khả năng xảy ra sự cố bất ngờ. Thêm vào đó, clustering có thể giúp tiết kiệm chi phí đáng kể bằng cách nâng cao hiệu quả và cung cấp một hạ tầng tùy chỉnh có khả năng mở rộng cho mọi quy mô doanh nghiệp. Đầu tư vào clustering máy chủ sẽ tạo ra một nền tảng vững chắc để duy trì hoạt động liên tục và đáp ứng nhu cầu tài nguyên ngày càng tăng.

FAQ