Cluster là một cấu trúc quan trọng giúp cải thiện tính sẵn sàng và độ tin cậy của hệ thống mạng. Hãy cùng T2QWIFI khám phá chi tiết cluster là gì và cách cấu trúc này hoạt động để đảm bảo hiệu suất ổn định cho hệ thống của bạn ngay sau đây!
Trong lĩnh vực công nghệ thông tin, cluster là một phương pháp quan trọng được thiết kế để nâng cao độ sẵn sàng và độ tin cậy của hệ thống mạng máy tính. Bằng cách liên kết nhiều máy chủ thành một nhóm, cluster giúp xây dựng các hệ thống có khả năng chịu lỗi cao và đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định.
Vậy để hiểu rõ cluster là gì và cấu trúc này hoạt động như thế nào để cải thiện độ bền bỉ của các hệ thống thì hãy cùng T2QWIFI khám phá trong nội dung sau đây.
Cluster là một cụm máy tính gồm nhiều server kết nối và hoạt động đồng bộ với nhau, nhằm nâng cao khả năng sẵn sàng và đảm bảo độ ổn định cho hệ thống mạng. Mỗi server trong cluster sẽ giao tiếp để trao đổi thông tin và xử lý các yêu cầu từ mạng ngoài. Khi xảy ra sự cố, các dịch vụ trong cluster phối hợp để giữ cho hệ thống luôn hoạt động ổn định.
Hiện nay, cluster thường được áp dụng cho các hệ thống đòi hỏi hiệu suất cao và độ tin cậy lớn. Nhờ khả năng xử lý nhanh và tính toàn vẹn dữ liệu cao, cluster có thể giải quyết các tác vụ phức tạp hiệu quả hơn so với một máy chủ đơn lẻ. Vì vậy, cluster được dùng phổ biến trong các ứng dụng quan trọng như quản lý dữ liệu lớn, điện toán đám mây và dịch vụ web quy mô lớn.
Cluster ngày càng trở nên phổ biến nhờ vào nhiều đặc điểm nổi bật dưới đây:
Cluster cho phép thêm hoặc giảm số lượng máy tính một cách linh hoạt, giúp hệ thống dễ dàng đáp ứng nhu cầu tăng cường sức mạnh mà không làm gián đoạn hoạt động. Điều này rất hữu ích trong việc nâng cấp hệ thống theo thời gian.
Tất cả các nút trong cluster đều được đồng bộ hóa dữ liệu, đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy cao. Mọi thay đổi đều được phản ánh trên toàn bộ hệ thống, giúp hạn chế rủi ro mất dữ liệu và tối ưu hóa hoạt động.
Cluster cho phép các máy tính trong hệ thống chia sẻ tài nguyên như bộ nhớ, ổ cứng và thiết bị ngoại vi. Điều này giúp tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và tăng cường khả năng xử lý dữ liệu của cả hệ thống.
Cluster đảm bảo tính sẵn sàng cao nhờ cơ chế dự phòng. Khi có sự cố xảy ra, các máy chủ khác trong cụm sẽ đảm nhận nhiệm vụ, đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động liên tục và không bị gián đoạn.
Với khả năng xử lý đồng thời nhiều tác vụ phức tạp, cluster mang lại hiệu suất cao vượt trội, giúp giải quyết các khối lượng công việc lớn một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Cluster cung cấp các biện pháp bảo mật mạnh mẽ như mã hóa dữ liệu và kiểm soát truy cập, giúp bảo vệ hệ thống khỏi các nguy cơ truy cập trái phép và đảm bảo an toàn cho dữ liệu nhạy cảm.
Khi lắp đặt một hệ thống cluster, có 3 yêu cầu quan trọng cần được đảm bảo để đạt hiệu quả tối ưu trong quá trình hoạt động:
Trong một hệ thống cluster, mỗi máy chủ được gọi là một node và có thể hoạt động theo hai chế độ: chủ động (active) và thụ động (passive). Các node chủ động sẽ xử lý các yêu cầu từ hệ thống, trong khi node thụ động ở chế độ dự phòng, sẵn sàng tiếp quản khi một node chủ động gặp sự cố.
Cluster có thể được cấu hình với cả node chủ động và node thụ động, cùng với việc xác định vai trò của từng node là rất quan trọng:
Tài nguyên trong cluster bao gồm:
Các node trong một cluster thường thuộc cùng một vùng mạng (domain) và có thể được thiết lập làm máy điều khiển vùng hoặc máy chủ thành viên. Lý tưởng nhất, một hệ thống cluster nhiều node nên có ít nhất hai node đảm nhận vai trò điều khiển vùng vừa để quản lý tài nguyên vừa hỗ trợ failover cho các dịch vụ quan trọng.
Để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, cần lưu ý một số điểm quan trọng sau:
Trong quá trình triển khai và sử dụng hệ thống Cluster Server, việc hiểu rõ các thuật ngữ kỹ thuật là điều cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo tính sẵn sàng cao cho hệ thống. Dưới đây là những thuật ngữ quan trọng trong hệ thống Cluster Server mà bạn cần nắm rõ:
Cluster là một hệ thống song song và phân phối bao gồm một nhóm các server được kết nối với nhau để cung cấp khả năng chịu lỗi (fault tolerance) và cân bằng tải (load balancing).
Đây là một server thuộc một Cluster, trên đó các ứng dụng và dịch vụ của Cluster được cài đặt và vận hành. Các node đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối công việc và duy trì hoạt động của hệ thống.
Failover là quá trình tự động chuyển giao tài nguyên khi một node gặp sự cố. Khi một node bị lỗi, các nhóm tài nguyên của node đó sẽ được chuyển đến các node khác vẫn đang hoạt động trong Cluster.
Là quá trình khôi phục khi node gặp sự cố quay trở lại hoạt động bình thường. Lúc này, cluster sẽ trả lại quyền sở hữu tài nguyên cho node, cho phép node này tiếp tục xử lý các yêu cầu từ hệ thống.
Tài nguyên đặc biệt này có trong mỗi cluster giúp chứa đựng và duy trì các thông tin cấu hình cần thiết cho việc phục hồi Cluster. Đây là một ổ đĩa vật lý trong các ổ đĩa chung của cluster và đóng vai trò quan trọng trong quá trình thêm node hoặc tạo mới cluster.
Resource Group là tập hợp các tài nguyên liên quan trong Cluster, bao gồm ứng dụng, thiết bị ngoại vi, địa chỉ IP và cơ sở dữ liệu. Resource Group giúp quản lý tài nguyên theo cách logic, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển giao tài nguyên trong quá trình failover và failback.
Có nhiều thành phần phần mềm phối hợp để duy trì sự ổn định và thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến vận hành tài nguyên giữa các node. Dưới đây là những thành phần chính trong hệ thống Cluster.
Đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo Cluster Service có thể phục hồi từ một resource bị lỗi. Checkpoint Manager kiểm tra các khóa registry khi resource được mang online và ghi dữ liệu checkpoint lên Quorum Resource khi resource này offline.
Database Manager chạy trên mỗi node và duy trì một bản sao lưu cục bộ của cơ sở dữ liệu cấu hình Cluster. Cơ sở dữ liệu này chứa thông tin về các thực thể vật lý và logic trong Cluster như các node thành viên, các resource group và các loại resource.
Failover Manager chịu trách nhiệm quản lý các resource và resource group. thành phần này tắt hoặc khởi động các resource, quản lý quá trình failover của các resource group giữa các node. Failover Manager cũng xác định node nào sẽ sở hữu resource group và làm việc với các thành phần Cluster khác để tái chỉ định quyền sở hữu khi cần.
Node Manager theo dõi sự hoạt động của các node trong Cluster, quản lý việc thêm hoặc loại bỏ node. thành phần này sử dụng cơ sở dữ liệu cấu hình Cluster để phát hiện lỗi của node thông qua các thông điệp heartbeat gửi và nhận giữa các node. Khi phát hiện sự cố, Node Manager sẽ báo cáo và đảm bảo các node khác trong Cluster được cập nhật trạng thái chính xác.
Resource Monitor cung cấp giao diện giao tiếp giữa các resource DLLs và Cluster Service. Đồng thời, Resource Monitor tiếp nhận các yêu cầu từ Cluster để lấy dữ liệu từ resource. Ngược lại, khi resource DLL cần báo cáo trạng thái hoặc thông báo sự kiện, thông tin này sẽ được chuyển đến Cluster Service thông qua Resource Monitor.
Hệ thống phân cụm là công nghệ quan trọng, giúp tăng cường hiệu năng và khả năng xử lý dữ liệu của các máy tính bằng cách kết nối chúng lại với nhau. Dưới đây là một số ứng dụng tiêu biểu:
Hệ thống phân cụm (Cluster) được chia thành nhiều loại khác nhau, mỗi loại phù hợp với các nhu cầu và ứng dụng khác nhau. Dưới đây là ba loại cluster phổ biến:
Còn được gọi là Standard Quorum Cluster, loại cluster này bao gồm nhiều node hoạt động cùng nhau với một hoặc nhiều thiết bị lưu trữ (cluster disk array) thông qua cơ chế kết nối gọi là “bus”. Đây là loại cluster phổ biến nhất, thường được sử dụng để cải thiện khả năng chịu lỗi và tính sẵn sàng của hệ thống.
Majority Node Set Cluster cũng bao gồm nhiều node, trong đó mỗi node quản lý bản sao dữ liệu riêng của nó. Tính liên tục của dữ liệu giữa các node được đảm bảo, khiến loại cluster này phù hợp cho việc phân tán các Server Cluster về mặt địa lý, giúp tối ưu hóa khả năng phục hồi và quản lý dữ liệu.
Còn gọi là Single Node Cluster, loại cluster này chỉ có duy nhất một node. Local Quorum Cluster thường được sử dụng cho các thử nghiệm hoặc trong các môi trường phát triển, nơi không cần đến nhiều node để hoạt động.
>>XEM THÊM:
- ARP là gì? Thành phần, phân loại & vai trò của ARP
- Beamforming là gì? Ưu điểm khi sử dụng Beamforming
- Cáp UTP là gì? Cấu tạo, ưu điểm & ứng dụng của cáp UTP
Qua những thông tin vừa chia sẻ, hy vọng bạn đã hiểu rõ về hệ thống cluster là gì cũng như cách hoạt động và ứng dụng của cấu trúc này trong công nghệ máy tính. Đừng quên theo dõi T2QWIFI để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích và kiến thức mới nhé!
