Như chúng ta đã biết, các máy chủ chính là cơ sở để mạng máy tính hoạt động ổn định. Nếu máy chủ xảy ra sự cố, hoạt động của hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu sẽ bị ngưng trệ.
Do vậy, chúng ta cần có một giải pháp để đảm bảo cho hệ thống vẫn hoạt động tốt ngay cả khi có sự cố xảy ra đối với máy chủ mạng, và công nghệ Cluster chính là câu trả lời cho vấn đề này. Vậy Cluster Server là gì? Cách thức hoạt động, ưu điểm, thành phần và những lưu ý khi sử hệ thống Cluster Server là gì? Hãy cùng Thuevspgiare.vn tìm hiểu ngay trong bài viết dưới đây!
Cluster Server là gì?
Clustering là một kiến trúc nhằm đảm bảo nâng cao khả năng sẵn sàng cho hệ thống mạng. Clustering gồm nhiều server riêng lẻ được liên kết và hoạt động cùng với nhau trong một hệ thống. Các server này sẽ giao tiếp với nhau để trao đổi thông tin và giao tiếp với mạng bên ngoài để thực hiện các request. Nếu khi có lỗi xảy ra, các dịch vụ trong cluster hoạt động tương tác với nhau để duy trì tính ổn định và độ sẵn sàng cao cho hệ thống.
Cluster Server là gì?
Để cung cấp các dịch vụ chất lượng cao cho khách hàng, mỗi nhóm server sẽ chạy cùng với nhau, tạo thành một server cluster. Ưu điểm của việc này là: nếu một máy trong cluster bị lỗi, công việc có thể được chuyển sang các máy khác trong cùng cluster. Server cluster đảm bảo việc truy cập liên tục của các client vào mọi tài nguyên liên quan đến server.
Tác dụng của Cluster là gì?
Hiện nay, cluster giúp đáp ứng việc truy xuất của các ứng dụng như thương mại điện tử, đồng thời cần có khả năng chịu lỗi cao và đáp ứng tính sẵn sàng và khả năng mở rộng khả năng hệ thống khi cần thiết.
Cluster phối hợp hoạt động với nhau như một hệ thống đơn nhất
Chính vì thế, cluster hiện được sử dụng cho các ứng dụng Stateful applications, tức là các ứng dụng cần phải hoạt động thường xuyên trong thời gian dài, chúng gồm các database server như: Microsoft MySQL Server, Microsoft Exchange Server, File and Print Server,…
Tất cả các node trong Cluster dùng chung 1 nơi lưu trữ dữ liệu có thể dùng công nghệ SCSI hoặc Storage Area Network (SAN). Windows Sever 2003 Enterprise và Datacenter hỗ trợ cluster lên đến 8 node trong khi đó Windows 2000 Advance Server hỗ trợ 2 node còn Windows 2000 Datacenter Server được 4 node.
Các ưu điểm của hệ thống Cluster Server
- Cung cấp tính sẵn sàng cao : Hệ thống Server Cluster cung cấp tính luôn sẵn sàng cho các ứng dụng và các service ngay cả khi các thành phần hardware hay software bị lỗi. Khi một server trong Cluster bị fail, quyền sở hữu tài nguyên của nó như là các ổ đĩa và IP address tự động chuyển tới một server khác còn hoạt động.
- Hiệu suất của chi phí: Mặc dù Cluster không phải rẻ so với một máy tính duy nhất nhưng đối với những công việc có khối lượng công việc cao và cần sử dụng hệ thống lớn thì Cluster có tính hiệu quả tỷ lệ với chi phí so với những chi phí cho chi tiêu ban đầu và chắc chắn là rẻ hơn rất nhiều so với máy tính tổng .
Hiệu suất tốt hơn so với chi phí bỏ ra khi dùng Cluster
- Cung cấp khả năng dễ mở rộng: Khi các ứng dụng trong Cluster sử dụng tài nguyên hệ thống vượt quá khả năng của nó, ta có thể dễ dàng add thêm node vào cluster để đáp ứng nhu cầu truy cập hay dễ dàng thêm vào nhiều bộ xử lý ( 8 CPU cho Windows Server 2003 Enterprise Edition và 32 CPU cho Windows Server Datacenter Edition) hoặc thêm bộ nhớ RAM (8GB cho Windows Server 2003 Enterprise Edition và 64GB cho Datacenter Edititon).
- Cung cấp sự dễ dàng trong quản lý : Ta có thể dùng Cluster Administrator tools để quản lý một Cluster như là một hệ thống đơn và quản lý một ứng dụng khi chúng chạy trên một server đơn Có thể di chuyển các ứng dụng giữa các server khác nhau bên trong một Cluster. Có thể chuyển đổi lượng công việc giữa các server hay đặt server ở trạng thái không hoạt động cho kế hoạch bảo trì. Có thể giám sát trạng thái của Cluster, tất cả các node và tài nguyên từ bất kỳ nơi nào trong mạng.
Các thành phần của Cluster Server
- Backup/Restore Manager: Cluster service đưa ra 1 API sử dụng để backup những cơ sở dữ liệu cluster, BackupClusterDatabase. Đầu tiên, BackupClusterDatabase tương tác với Failover manager, tiếp theo đẩy yêu cầu đến node có quorum resource. Database manager trên node sẽ được yêu cầu và sau đó tạo 1 bản backup cho quorum log file và những file checkpoint.
- Resource Monitor: được phát triển để cung cấp 1 interface giao tiếp giữa resource DLLs và Cluster service. Trong trường hợp cluster cần lấy dữ liệu từ 1 resource, resource monitor tiếp nhận yêu cầu và đưa yêu cầu đó đến resource DLL thích hợp. Ngược lại khi 1 resource DLL cần báo cáo trạng thái của nó hoặc thông báo cho cluster service 1 sự kiện, resource sẽ đưa thông tin này từ resource đến cluster service
- Node Manager: chạy trên mỗi node đồng thời duy trì 1 danh sách cục bộ những những node, những network, những network interface trong cluster. Dựa vào sự giao tiếp giữa những node, node manager đảm bảo cho những node có cùng 1 danh sách những node đang hoạt động.
- Membership Manager: có nhiệm vụ chịu trách nhiệm duy trì 1 cái nhìn nhất quán về những node trong Cluster hiện đang hoạt động hay bị hỏng tại 1 thời điểm nhất định. Thành phần này tập trung chủ yếu vào thuật toán regroup được yêu cầu hoạt động bất cứ khi nào có dấu hiệu của 1 hay nhiều node bị lỗi.
- Checkpoint Manager: đảm bảo cho việc phục hồi từ resource bị lỗi, Checkpoint Manager tiến hành kiểm tra những khoá registry khi 1 resource được mang online và ghi dữ liệu checkpoint đến quorum resource trong trường hợp resource này offline.
Cách hoạt động của một Cluster Server
Một Server Cluster là một nhóm các máy chủ được liên kết với nhau để hoạt động như một hệ thống duy nhất. Khi một yêu cầu được gửi đến hệ thống, các node trong Cluster sẽ cùng nhau xử lý yêu cầu đó để đảm bảo tính sẵn sàng và hiệu suất cao của hệ thống.
Các Server Cluster có thể được cấu hình theo hai cách khác nhau: Active-Passive và Active-Active.
Trong mô hình Active-Passive, một server trong Cluster sẽ hoạt động ở chế độ Active, trong khi các server khác sẽ ở chế độ Passive. Các yêu cầu từ người dùng sẽ được gửi đến server ở chế độ Active, và nếu server này gặp sự cố hoặc không hoạt động, các yêu cầu sẽ được chuyển đến server ở chế độ Passive để tiếp tục xử lý. Điều này giúp đảm bảo tính sẵn sàng của hệ thống khi một server gặp sự cố, tuy nhiên, cách tiếp cận này không tận dụng tối đa tài nguyên của các server trong Cluster.
Trong mô hình Active-Active, tất cả các server trong Cluster đều hoạt động cùng lúc và chia sẻ tài nguyên với nhau. Các yêu cầu sẽ được phân phối đến các server khác nhau để xử lý, và nếu một server gặp sự cố hoặc không hoạt động, các yêu cầu sẽ được chuyển đến server khác trong Cluster để tiếp tục xử lý. Điều này giúp tối ưu hóa tài nguyên và đảm bảo tính sẵn sàng và hiệu suất cao của hệ thống.
Các Server Cluster cũng sử dụng các công nghệ như Load Balancer để phân phối tải và đảm bảo rằng các yêu cầu được phân phối đến các server trong Cluster một cách cân bằng, giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.
Lưu ý khi sử dụng hệ thống Cluster Server
- Cần chú ý hiệu quả hoạt động của những cụm máy tính phụ thuộc rất nhiều vào sự tương thích giữa các ứng dụng, dịch vụ, phần cứng và phần mềm
- Không thể vận hành hệ thống Cluster hay NLB khi giữa các server sử dụng những hệ điều hành khác nhau dù chúng có hỗ trợ nhau hay không
- Những lỗi mà Cluster không thể khắc phục đó là virus xâm nhập, lỗi phần mềm hoặc lỗi của người sử dụng
- Để tránh mất dữ liệu do lỗi tác động cần xây dựng hệ thống bảo vệ chắc chắn cũng như có kế hoạch backup khôi phục dữ liệu
Qua bài viết, Thuevpsgiare.vn đã giúp bạn tìm hiểu về Cluster Server là gì? Cách thức hoạt động, ưu điểm, thành phần và những lưu ý khi sử hệ thống Cluster Server. Để thiết kế và lắp đặt một Server Cluster hiệu quả, cần xác định các tiêu chí như tính sẵn sàng, độ tin cậy và hiệu suất, và cân nhắc đến các yếu tố về phần cứng, phần mềm và mạng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.
