Cân bằng tải máy chủ là một tính năng công nghệ rất quan trọng trong ngành mạng máy tính/ máy chủ, giúp các máy chủ ảo hoạt động đồng bộ và hiệu quả hơn thông qua việc phân phối đồng đều tài nguyên. Cân bằng tải máy chủ là một tính năng công nghệ rất quan trọng trong ngành mạng máy tính/ máy chủ, giúp các máy chủ ảo hoạt động đồng bộ và hiệu quả hơn thông qua việc phân phối đồng đều tài nguyên.
- Load blancing – Cân bằng tải server là gì?
– Load balancing (Cân bằng tải) là việc phân phối hiệu quả lưu lượng truy cập đến trên một nhóm backend servers, hay còn được gọi là server farm hoặc server poo.
– Cân Bằng Tải là việc phân bố đồng đều lưu lượng truy cập giữa hai hay nhiều các máy chủ có cùng chức năng trong cùng một hệ thống. Bằng cách đó, sẽ giúp cho hệ thống giảm thiểu tối đa tình trạng một máy chủ bị quá tải và ngưng hoạt động. Hoặc khi một máy chủ gặp sự cố, Cân Bằng Tải sẽ chỉ đạo phân phối công việc của máy chủ đó cho các máy chủ còn lại, đẩy thời gian uptime của hệ thống lên cao nhất và cải thiện năng suất hoạt động tổng thể.
– Cân Bằng Tải cũng là cơ chế rất quan trọng trong việc mở rộng quy mô của mạng máy tính. Khi lắp đặt một máy chủ mới vào hệ thống, Cân Bằng Tải sẽ tự động cắt giảm khối lượng công việc từ các máy chủ cũ và chuyển sang máy chủ datacenter mới.
- Lợi ích của giải pháp cân bằng tải máy chủ
– Tăng khả năng đáp ứng, tránh tình trạng quá tải trên máy chủ, đảm bảo tính linh hoạt và mở rộng cho hệ thống. Khả năng linh hoạt trong việc điều phối giữa các máy chủ cũng là một ưu điểm khác của Load Balancing. Tự động điều phối giữa các máy chủ cũ và mới để xử lý các yêu cầu dịch vụ mà không làm gián đoạn các hoạt động chung của hệ thống.
– Tăng độ tin cậy và khả năng dự phòng cho hệ thống:Sử dụng cân bằng tải giúp tăng tính HA (High Availability) cho hệ thống, đồng thời đảm bảo cho người dùng không bị gián đoạn dịch vụ khi xảy ra lỗi sự cố lỗi tại một điểm cung cấp dịch vụ.
– Tăng tính bảo mật cho hệ thống:Thông thường khi người dùng gửi yêu cầu dịch vụ đến hệ thống, yêu cầu đó sẽ được xử lý trên bộ cân bằng tải, sau đó thành phần cân bằng tải mới chuyển tiếp các yêu cầu cho các máy chủ bên trong. Quá trình trả lời cho khách hàngcũng thông qua thành phần cân bằng tải, vì vậy mà người dùng không thể biết được chính xác các máy chủ bên trong cũng như phương pháp phân tải được sử dụng. Bằng cách này có thể ngăn chặn người dùng giao tiếp trực tiếp với các máy chủ, ẩn các thông tin và cấu trúc mạng nội bộ, ngăn ngừa các cuộc tấn công trên mạng hoặc các dịch vụ không liên quan đang hoạt động trên các cổng khác. - Các giao thức có thể xử lý thông qua cân bằng tải máy chủ
Có 4 loại giao thức chính mà quản trị Load Balancer có thể tạo quy định chuyển tiếp:
– HTTP: dựa trên cơ chế HTTP chuẩn, HTTP Balancing đưa ra yêu cầu tác vụ. Load Balancer đặt X-Forwarded-For, X-Forwarded-Proto và tiêu đề X-Forwarded-Port cung cấp các thông tin backends về những yêu cầu ban đầu.
– HTTPS: các chức năng tương tự HTTP Balancing. HTTPS Balancing được bổ sung mã hóa và nó được xử lý bằng 2 cách: passthrough SSL duy trì mã hóa tất cả con đường đến backend hoặc: chấm dứt SSL, đặt gánh nặng giải mã vào load balancer và gửi lưu lượng được mã hóa đến backend.
– TCP: trong một số trường hợp khi ứng dụng không sử dụng giao thức HTTP hoặc HTTPS, TCP sẽ là một giải pháp để cân bằng lưu lượng. Cụ thể, khi có một lượng truy cập vào một cụm cơ sở dữ liệu, TCP sẽ giúp lan truyền lưu lượng trên tất cả các máy chủ
– UDP: trong thời gian gần đây, Load Balancer đã bổ sung thêm hỗ trợ cho cân bằng tải giao thức internet lõi như DNS và syslogd sử dụng UDP.
Các quy tắc chuyển tiếp sẽ xác định loại giao thức và cổng vào Load Balancer để di chuyển đến các giao thức. Cổng Load Balancer lúc này được sử dụng để định tuyến lưu lượng trên backend. - Chọn lựa giải pháp cân bằng tải Load Balancing
– Việc lựa chọn một máy chủ Server đơn lẻ có cấu hình cực mạnh để đáp ứng nhu cầu cần giải quyết vấn đề quá tải của máy chủ Server sẽ kéo theo chi phí đầu tư rất lớn. Giải pháp hiệu quả được đưa ra là sử dụng một nhóm máy chủ Server cùng thực hiện một hoặc nhiều chức nǎng dưới sự điều khiển của một công cụ phân phối tải – Giải pháp cân bằng tải máy chủ – Server Load Balancing
– Việc giải quyết vấn đề đường truyền bị quá tải, không chỉ đơn giản là nâng cao tốc độ hay băng thông đường truyền mà còn phải chú trọng đến việc tránh các rủi ro về sự cố trên đường truyền, giải pháp load balancing cho đường truyền là giải pháp tối ưu cho vấn đề này.
Trong quá trình tìm hiểu và triển khai các giải pháp về cho các hệ thống network. Chúng tôi đã chú trọng đến nhu cầu này và triển khai một cách hiệu quả cho các đối tác, khách hàng của chúng tôi.
– Giải pháp cân bằng tải bao gồm: sử dụng phần mềm và dùng thiết bị chuyên dụng phần cứng, trong đó giải pháp sử dụng thiết bị phần cứng là giải pháp mang lại kết quả hữu hiệu và tin cậy nhất.
– Sử dụng phần mềm: Cơ chế Load Balancing thường được xây dựng sẵn bên trong hệ điều hành ví dụ Windows server 2000, 2003, Novell netware, Sun Solaris, Linux ..
– Sử dụng thiết bị phần cứng: Có rất nhiều hãng đưa ra giải pháp cân bằng tải như IBM, Cisco, Coyote Point, Sun Microsystems… với rất nhiều tính nǎng phong phú. Giải pháp dùng thiết bị được xem là tối ưu nhất. Khi lựa chọn thiết bị phần cứng làm Load Balancing, bạn cần qua tậm đến các thông số sau:
+ Cân bằng tải cho hầu hết các ứng dụng trên nền mạng IP: cho phép cân bằng tải cho hầu hết các ứng dụng trên nền mạng IP như Web, FTP, E-mail hay video theo yêu cầu.
+ Cân bằng tải theo nhiều phương pháp: sử dụng cả hai mô hình hoạt động tĩnh và động cho việc cân bằng tải các máy chủ. Mô hình tĩnh dựa trên việc quay vòng cung cấp dịch vụ lần lượt cho từng máy chủ và theo công suất của máy chủ. Khả năng thiết lập cấu hình cực kỳ mềm dẻo. hỗ trợ các cấu hình hoạt động đa dạng bao gồm: chuyển dịch địa chỉ mạng/NAT, định tuyến trực tiếp, đường hầm IP.
+ Kiểm tra trạng thái của máy chủ: thường xuyên kiểm tra trạng thái của từng máy chủ để đảm bảo rằng không một yêu cầu cung cấp dịch vụ nào được gửi đến một máy chủ đang gặp sự cố.
+ Tắt dịch vụ an toàn: Tính năng này cho phép các dịch vụ trên máy chủ chỉ được đóng khi tất cả các yêu cầu đã được xử lý xong. Khi có yêu cầu tắt máy để bảo dưỡng hay nâng cấp một máy chủ nào đó, sẽ không gửi các yêu cầu cung cấp dịch vụ tới máy chủ đó nữa và người quản trị mạng sẽ được thông báo khi tất cả các yêu cầu cung cấp dịch vụ trên máy đó đã được xử lý.
+ Dự phòng nóng: Hai thiết bị có thể được kết nối song song với nhau, một ở chế độ hoạt động chính, một ở chế độ dự phòng. Nếu thiết bị chính gặp sự cố thì thiết bị ở chế độ dự phòng sẽ ngay lập tức đảm nhận vai trò quản lý toàn bộ các giao dịch.
+ Kiểm tra và đồng bộ trạng thái hai chiều: Hai thiết bị sẽ luôn đồng bộ trạng thái của nhau theo thời gian thực đảm bảo rằng các thông tin yêu cầu cung cấp dịch vụ và trạng thái xử lý toàn bộ dịch vụ từ các máy chủ luôn được cập nhật trên cả hai thiết bị.
+ Dự phòng thông minh: Với tính năng dự phòng thông minh, thiết bị dự phòng sẽ ngay lập tức quản lý toàn bộ các yêu cầu giao dịch khi thiết bị chính gặp sự cố.
+ Đồng bộ theo hai đường: Tín hiệu đồng bộ nhịp (heartbeat) của hai thiết bị ở mô hình hoạt động song song được gửi sang nhau thông thông qua cả kết nối mạng LAN và kết nối serial trực tiếp.
+ Đồng bộ cấu hình và nhật ký: Khả năng này cho phép cấu hình hệ thống và nhật ký làm việc của cả hai thiết bị ở chế độ làm việc song song là như nhau tại mọi thời điểm.
+ Độ tin cậy và khả năng ổn định cao: Điều khiển thiết bị là hệ điều hành nhúng vì vậy độ tin cậy và khả năng ổn định được đảm bảo ở mức cao nhất.
+ Nhật ký chi tiết: có khả năng ghi nhật ký chi tiết về hệ thống, quản trị, tính sẵn sàng cao và các cảnh báo.
+ Cảnh báo qua E-mail: Khi một thiết bị hoặc bất kỳ máy chủ nào trong hệ thống gặp sự cố thì một thông báo sẽ được gửi đến người quản trị mạng qua E-mail.
+ Hỗ trợ SNMP: cung cấp các MIB và sẽ gửi các bẫy lỗi (Trap) đến bộ quản lý SNMP khi cần thiết.
+ Hỗ trợ UPS: có khả năng giao tiếp với hệ thống lưu điện của APC để thực hiện các thao tác đóng phiên giao dịch cần thiết khi có sự cố về nguồn trong hệ thống.
+ Bảo mật cao: Các mặt nạ IP cho phép các máy chủ thực tế không xuất hiện trực tiếp trên mạng Internet. Việc hỗ trợ SSH/Base64 cho phép người quản trị quản lý các ở mức an toàn cao nhất. Giao diện quản trị đồ hoạ qua WEB và dòng lệnh: Người quản trị có thể quản lý thông qua giao diện đồ hoạ qua WEB hoặc bằng dòng lệnh.
