Cluster là một giải pháp công nghệ quan trọng giúp các doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động hệ thống. Cluster cho phép kết nối nhiều máy chủ lại với nhau để tạo thành một hệ thống mạnh mẽ, tăng cường khả năng chịu lỗi và duy trì hiệu suất ổn định. Hôm nay, InterData sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn Cluster là gì, những nguyên tắc hoạt động cũng như ưu điểm của Cluster để giúp bạn tối ưu hóa hạ tầng công nghệ và giảm thiểu rủi ro gián đoạn hệ thống.
Cluster là gì?
Cluster thường được hiểu là một tập hợp các mục có đặc điểm tương đồng hoặc khác biệt. Những nhóm này tạo thành một Cluster. Dưới đây là ba định nghĩa chính liên quan đến Cluster trong lĩnh vực công nghệ.
Điện toán doanh nghiệp
Trong bối cảnh hệ thống máy tính, Cluster đề cập đến nhóm máy chủ và các tài nguyên khác hoạt động như một thể thống nhất. Điều này cho phép hệ thống có khả năng khả dụng cao, cân bằng tải và thực hiện xử lý song song.
Quy mô của các hệ thống này có thể dao động từ hai máy tính cá nhân (PC) kết hợp với nhau cho đến các siêu máy tính có kiến trúc Cluster phức tạp.
Máy tính cá nhân
Trong lĩnh vực lưu trữ trên máy tính cá nhân, Cluster là đơn vị lưu trữ file hợp lý trên ổ cứng và được quản lý bởi hệ điều hành. Mỗi tệp lưu trữ trên ổ đĩa sẽ chiếm một hoặc nhiều cụm lưu trữ.
Các Cluster chứa tệp có thể phân bổ ở nhiều vị trí khác nhau trên ổ cứng. Thông tin về các Cluster liên kết với tệp được quản lý trong bảng phân bổ tệp (FAT) của ổ đĩa. Khi người dùng truy cập tệp, toàn bộ nội dung tệp sẽ được đọc mà không cần biết vị trí cụ thể của tệp trên ổ đĩa.
Thiết bị đầu cuối và máy trạm
Trong một số sản phẩm công nghệ, Cluster có thể tập hợp các thiết bị đầu cuối hoặc máy trạm được kết nối với nhau thông qua một bộ điều khiển chung. Điều này giúp tối ưu hóa quản lý và vận hành các thiết bị cùng lúc.
Khi một máy chủ trong Cluster gặp trục trặc, các nhiệm vụ và dịch vụ sẽ ngay lập tức được chuyển sang máy chủ khác trong hệ thống, đảm bảo rằng quá trình hoạt động không bị gián đoạn và hệ thống vẫn hoạt động bình thường.
Hiện tại, các cụm máy tính (Cluster) được ứng dụng để xử lý hiệu quả các nhiệm vụ phức tạp nhờ vào khả năng xử lý tốc độ cao và đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu, vượt trội hơn so với các máy tính độc lập thông thường. Do tính năng này, Cluster chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng, đòi hỏi hiệu suất cao và độ tin cậy lớn.
Cluster có tác dụng gì?
Hiện nay, các hệ thống cluster đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo khả năng truy cập liên tục cho các ứng dụng như thương mại điện tử, đòi hỏi khả năng chịu lỗi cao cũng như tính sẵn sàng và khả năng mở rộng linh hoạt khi cần. Cluster cho phép hệ thống hoạt động bền bỉ, ngay cả khi có sự cố xảy ra.
Vì lý do đó, cluster được triển khai cho các ứng dụng trạng thái (Stateful applications), là những ứng dụng cần duy trì hoạt động liên tục trong thời gian dài, chẳng hạn như các máy chủ cơ sở dữ liệu như MySQL Server, Microsoft Exchange Server, hay File and Print Server.
Các node trong một cluster chia sẻ cùng một hệ thống lưu trữ dữ liệu, sử dụng công nghệ SCSI hoặc Storage Area Network (SAN). Windows Server 2003 Enterprise và Datacenter hỗ trợ tối đa 8 node trong một cluster, trong khi Windows 2000 Advanced Server chỉ hỗ trợ 2 node, và Windows 2000 Datacenter Server hỗ trợ lên đến 4 node.
Cách hoạt động của Cluster
Cluster vận hành dựa trên một cơ chế bao gồm nhiều máy chủ, được gọi là các node. Các node này có thể hoạt động ở chế độ chủ động hoặc thụ động. Khi ở chế độ chủ động, node sẽ trực tiếp xử lý các yêu cầu hoạt động. Ngược lại, node thụ động sẽ ở chế độ dự phòng, sẵn sàng thay thế khi node chủ động gặp sự cố.
Trong một hệ thống Cluster, cả node chủ động và thụ động có thể được sử dụng cùng nhau để đảm bảo tính ổn định. Việc cấu hình mỗi node để đảm bảo hoạt động là một quyết định quan trọng.
Chẳng hạn, nếu một node chủ động gặp trục trặc, node thụ động sẽ ngay lập tức tiếp quản các ứng dụng và dịch vụ, đảm bảo người dùng không bị gián đoạn. Cách tiếp cận này giúp duy trì tính sẵn sàng cao của hệ thống.
Các lợi ích nổi bật của Cluster
Tăng tính sẵn sàng
Hệ thống Server Cluster đảm bảo rằng các ứng dụng và dịch vụ luôn hoạt động ngay cả khi gặp sự cố về phần cứng hay phần mềm. Khi một máy chủ trong Cluster gặp lỗi, quyền kiểm soát tài nguyên của máy chủ đó, như ổ đĩa hay địa chỉ IP, sẽ được tự động chuyển sang một máy chủ khác trong cùng hệ thống để đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn.
Dễ dàng mở rộng
Khi tài nguyên hệ thống của các ứng dụng trong Cluster bị quá tải, việc thêm node mới vào Cluster là một cách đơn giản để mở rộng khả năng xử lý và đáp ứng nhu cầu truy cập ngày càng tăng.
Ngoài ra, bạn cũng có thể bổ sung thêm nhiều bộ xử lý, chẳng hạn như 8 CPU cho phiên bản Windows Server 2003 Enterprise Edition, hoặc nâng cấp lên 64 GB RAM cho Datacenter Edition để cải thiện hiệu suất.
Quản lý thuận tiện
Công cụ Cluster Administrator giúp quản lý hệ thống Cluster như một đơn vị duy nhất, giúp quản trị viên dễ dàng giám sát và điều chỉnh các ứng dụng trên từng máy chủ.
Việc di chuyển ứng dụng giữa các máy chủ trong Cluster, phân phối công việc hoặc đưa máy chủ vào trạng thái bảo trì cũng trở nên đơn giản và linh hoạt hơn nhờ công cụ này.
Tối ưu chi phí
Mặc dù việc triển khai Cluster có thể tốn kém hơn so với việc sử dụng một máy tính đơn lẻ, nhưng đối với những tác vụ cần xử lý khối lượng công việc lớn, Cluster mang lại hiệu quả tương ứng với chi phí đầu tư.
So với chi phí ban đầu và khả năng mở rộng vượt trội, hệ thống Cluster vẫn rẻ hơn nhiều so với việc đầu tư vào các hệ thống máy tính tổng đắt đỏ.
Các yếu tố cần xem xét khi lắp đặt cluster
Nhiều người thắc mắc những tiêu chí cần thiết để có thể thiết lập một hệ thống Cluster thành công. Dưới đây là một số yêu cầu quan trọng mà InterData gợi ý cho bạn:
- Tính sẵn sàng cao: Một trong những yếu tố quan trọng nhất của Cluster là khả năng luôn sẵn sàng hoạt động để phục vụ người dùng. Điều này đảm bảo mạng lưới có thể hoạt động liên tục và cung cấp trải nghiệm sử dụng ổn định cho hàng loạt người dùng cùng lúc.
- Độ tin cậy: Hệ thống Cluster phải đảm bảo độ tin cậy cao. Điều này có nghĩa là số lần xảy ra lỗi trong quá trình vận hành phải cực kỳ hiếm để duy trì hiệu suất tốt và tránh gây gián đoạn cho người dùng.
- Khả năng mở rộng: Hệ thống Cluster cần có khả năng mở rộng linh hoạt để đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng của người dùng, đồng thời đảm bảo khả năng phát triển trong tương lai mà không gặp trở ngại lớn.
Ba yếu tố này, bao gồm độ tin cậy (Reliability), tính sẵn sàng (Availability) và khả năng mở rộng (Scalability), được gọi tắt là RAS. Các hệ thống đáp ứng được cả ba tiêu chí này sẽ được gọi là hệ thống RAS, khác biệt với khái niệm Remote Access Service – dịch vụ truy cập từ xa.
Các thuật ngữ phổ biến trong hệ thống Cluster Server
Cluster
Cluster là một hệ thống phân tán và song song, bao gồm nhiều máy chủ liên kết với nhau nhằm chạy các ứng dụng đặc thù. Các máy chủ này hoạt động cùng nhau để cung cấp khả năng chịu lỗi (fault tolerance) và cân bằng tải (load balancing), đảm bảo hệ thống luôn sẵn sàng và ổn định cho người dùng khi truy cập vào các dịch vụ.
Node
Node là một máy chủ nằm trong hệ thống Cluster, nơi mà các ứng dụng và dịch vụ Cluster được cài đặt. Mỗi node đảm nhiệm một vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các ứng dụng hoạt động mượt mà trong toàn hệ thống Cluster.
Failover là quá trình tự động diễn ra khi một node trong Cluster gặp sự cố. Các nhóm tài nguyên (resource group) của node bị lỗi sẽ được chuyển sang các node khác trong Cluster còn hoạt động.
Quá trình failover giúp tái phân bổ quyền sở hữu tài nguyên một cách linh hoạt, đảm bảo hệ thống tiếp tục hoạt động mà không bị gián đoạn.
Để thực hiện failover, hệ thống cần xác định chính xác các nhóm tài nguyên đang chạy trên node gặp sự cố và quyết định chuyển chúng sang các node khác để tiếp tục hoạt động.
Failback
Khi một node trong Cluster khôi phục hoạt động sau khi bị gián đoạn, hệ thống sẽ chuyển trả lại quyền sở hữu các tài nguyên cho node đó, để nó có thể tiếp tục xử lý các yêu cầu như trước đây. Quá trình này giúp đảm bảo hệ thống luôn vận hành tối ưu, phân bổ tài nguyên phù hợp cho từng node.
Quorum Resource
Trong một hệ thống Cluster, Quorum resource đóng vai trò lưu trữ và duy trì thông tin cấu hình cần thiết cho quá trình phục hồi các tài nguyên của Cluster. Các tài nguyên trong Cluster bao gồm các phần cứng vật lý như ổ đĩa và card mạng, cũng như các thực thể logic như địa chỉ IP, ứng dụng và cơ sở dữ liệu.
Mỗi node có quyền sở hữu các tài nguyên cục bộ, nhưng Cluster cũng có các tài nguyên chung, chẳng hạn như thiết bị lưu trữ hoặc card mạng dùng chung.
Một tài nguyên chung quan trọng là Quorum resource, thường là một ổ đĩa vật lý trong hệ thống lưu trữ của Cluster, giúp đảm bảo tính nhất quán trong các hoạt động của Cluster, bao gồm tạo mới hoặc thêm node vào hệ thống.
Resource Group
Resource group là tập hợp logic của các tài nguyên trong một Cluster. Mỗi resource group thường chứa các tài nguyên có mối liên kết logic với nhau, như các ứng dụng, thiết bị ngoại vi, và dữ liệu liên quan đến ứng dụng đó.
Ngoài ra, resource group còn có thể bao gồm các thực thể của Cluster, như server ảo và địa chỉ IP, giúp quản lý tài nguyên linh hoạt và chỉ kích hoạt khi cần thiết.
Những lưu ý khi triển khai Cluster
Dưới đây là một số điều cần lưu ý khi triển khai Cluster:
Tương thích hệ thống: Hiệu quả của hệ thống Cluster phụ thuộc lớn vào sự tương thích giữa các thành phần như ứng dụng, dịch vụ, phần cứng và phần mềm. Việc chọn lựa đúng các yếu tố này sẽ quyết định sự ổn định và hiệu suất của cụm máy tính.
Đồng nhất hệ điều hành: Để hệ thống Cluster hoặc NLB (Network Load Balancing) hoạt động tốt, tất cả các server trong cụm phải sử dụng cùng một hệ điều hành. Sự khác biệt về hệ điều hành, ngay cả khi chúng có hỗ trợ nhau, vẫn có thể gây ra sự cố và làm giảm hiệu quả vận hành.
Giới hạn của Cluster: Có những vấn đề mà hệ thống Cluster không thể giải quyết được, bao gồm các cuộc tấn công từ virus, lỗi phần mềm, hay những lỗi phát sinh từ người dùng. Điều này đòi hỏi sự chú ý đặc biệt từ quản trị viên trong việc bảo vệ hệ thống khỏi những rủi ro này.
Kế hoạch bảo vệ và sao lưu: Để tránh tình trạng mất dữ liệu do sự cố hoặc lỗi hệ thống, việc thiết lập một hệ thống bảo vệ và sao lưu dữ liệu vững chắc là rất quan trọng. Cần phải có kế hoạch backup và khôi phục dữ liệu một cách chi tiết để đảm bảo an toàn cho thông tin quan trọng của doanh nghiệp.
Qua những thông tin InterData cung cấp trên, hy vọng bạn đã hiểu rõ Cluster là gì và vì sao nó trở thành giải pháp hàng đầu trong việc tối ưu hệ thống công nghệ. Nếu bạn đang cân nhắc cải tiến hạ tầng IT, việc triển khai Cluster là bước đi đúng đắn để nâng cao hiệu suất và sự ổn định cho hệ thống của mình.
InterData.vn tự hào mang đến các giải pháp máy chủ chất lượng cao, bao gồm thuê Server, Cloud Server, VPS giá rẻ và Hosting chất lượng cao, đáp ứng mọi nhu cầu từ cá nhân đến doanh nghiệp. Với hạ tầng hiện đại sử dụng bộ vi xử lý AMD EPYC Gen3 và ổ cứng NVMe U.2, InterData đảm bảo hiệu suất vượt trội, tốc độ truy xuất dữ liệu nhanh chóng và độ ổn định ấn tượng với uptime lên đến 99.99%. Đặc biệt, đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp sẵn sàng hỗ trợ khách hàng 24/7/365, giúp bạn an tâm vận hành hệ thống một cách mượt mà và hiệu quả. Chọn InterData.vn, bạn sẽ trải nghiệm dịch vụ máy chủ hàng đầu với công nghệ tiên tiến và sự phục vụ tận tâm.
INTERDATA
– Website: interdata.vn
– Phone: 1900.636822
– Email: [email protected]
– VPĐD: 240 Nguyễn Đình Chính, P.11. Q. Phú Nhuận, TP. Hồ Chí Minh
– VPGD: Số 211 Đường số 5, KĐT Lakeview City, P.An Phú, Tp.Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
