Cluster là gì? Cơ chế hoạt động của Cluster và ứng dụng Cluster trong quản trị cơ sở dữ liệu

Để đảm bảo máy chủ được hoạt động liên tục và không bị ngưng trệ do xảy ra sự cố thì Cluster là một giải pháp vô cùng quan trọng. Và 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 giải pháp an toàn. Vậy bạn hãy cùng FPT Shop tìm hiểu Cluster là gì dưới đây nhé.

Cluster là gì?

Clustering được hiểu là một kiến trúc nhằm đảm bảo nâng cao khả năng sẵn sàng cho các hệ thống mạng máy tính. Clustering sẽ cho phép sử dụng nhiều máy chủ kết hợp với nhau, từ đó tạo thành một cụm có khả năng chịu đựng hay chấp nhận sai sót (fault - tolerant). Với mục đích nhằm nâng cao độ sẵn sàng của hệ thống mạng. 

Cluster - hệ thống bao gồm nhiều máy chủ được kết nối với nhau theo hình dạng song song hay phân tán. Bên cạnh đó được sử dụng như một tài nguyên thống nhất. Nếu một máy chủ tạm ngừng hoạt động do bị sự cố hoặc để nâng cấp, bảo trì sẽ dẫn đến toàn bộ công việc mà máy chủ này đảm nhận sẽ được tự động chuyển sang cho một máy chủ khác (trong cùng một Cluster) mà không làm cho hoạt động của hệ thống bị ngắt hoặc gián đoạn. Quá trình là “fail - over” và việc phục hồi tài nguyên của một máy chủ trong hệ thống (Cluster) là “fail - back”.

Yêu cầu khi thiết kế và lắp đặt Cluster là gì?

Yêu cầu tính sẵn sàng cao 

Các tài nguyên mạng phải luôn sẵn sàng trong khả năng cao nhất nhằm cung cấp và phục vụ các người dùng cuối và từ đó giảm thiểu sự ngưng hoạt động hệ thống ngoài ý muốn.

Yêu cầu độ tin cậy cao

Độ tin cậy cao của Cluster là gì? Đây được hiểu là khả năng giảm thiểu tần suất xảy ra các sự cố và sẽ nâng cao khả năng chịu đựng sai sót của hệ thống.

Yêu cầu về khả năng mở rộng

Hệ thống phải dễ dàng cho việc nâng cấp, mở rộng trong tương lai. Việc nâng cấp mở rộng sẽ bao hàm cả việc thêm các thiết bị, máy tính vào hệ thống nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ và việc thêm số lượng người dùng, thêm ứng dụng, dịch vụ cũng như các tài nguyên mạng khác.

Ba yêu cầu này được gọi là Reliability - Availability - Scalability (RAS), những hệ thống đáp ứng được ba yêu cầu trên sẽ gọi là hệ thống RAS (khác với Remote Access Service là dịch vụ sẽ được truy cập từ xa).

Ứng dụng của Cluster là gì trong quản trị cơ sở dữ liệu

Cluster thường được sử dụng cho các ứng dụng Stateful applications (các ứng dụng hoạt động thường xuyên trong thời gian dài) bao gồm các database server như là Microsoft MySQL Server, File and Print Server, Microsoft Exchange Server,...

Tất cả các node trong Cluster sẽ dùng chung 1 nơi lưu trữ dữ liệu có thể dùng công nghệ SCSI hoặc là Storage Area Network (SAN). Windows Server 2003 Enterprise & Datacenter hỗ trợ Cluster lên đến 8 node trong khi đó thì Windows 2000 Advance Server hỗ trợ 2 node; Windows 2000 Datacenter Server sẽ được 4 node.

Cơ chế hoạt động của công nghệ Cluster là gì?

Mỗi máy chủ trong Cluster gọi là một node (Cluster node) và có thể thiết lập ở chế độ chủ động hoặc thụ động. Khi một node ở chế độ chủ động, nó sẽ tiến hành chủ động xử lý các yêu cầu. Khi một node là thụ động thì nó sẽ ở chế độ dự phòng nóng chờ để sẵn sàng thay thế cho một node khác nếu trường hợp bị hỏng. Để hiểu lý do tại sao, bạn có thể xem xét tình huống sau:

• Nếu một node chủ động bị sự cố và một node thụ động đang ở trạng thái sẵn sàng thì các ứng dụng và dịch vụ đang chạy trên node hỏng có thể được chuyển ngay sang node thụ động. Vì máy chủ có vai trò khá quan trọng node thụ động hiện tại chưa chạy ứng dụng hay dịch vụ nào nên nó có thể được chuyển toàn bộ công việc của máy chủ hỏng mà sẽ không ảnh hưởng đến các ứng dụng và dịch vụ cung cấp cho người dùng cuối.
• Nếu tất cả các máy chủ trong Cluster là chủ động và có một node gặp vấn đề thì các ứng dụng và dịch vụ đang chạy trên máy chủ hỏng sẽ phải chuyển sang một máy chủ khác cũng là node chủ động. Vì cũng là node chủ động nên bình thường máy chủ này đều phải đảm nhận một số ứng dụng hay dịch vụ gì đó. Và khi có sự cố xảy ra thì nó sẽ phải gánh thêm công việc của máy chủ hỏng. Vì thế để đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường kể cả khi có sự cố thì máy chủ trong Cluster cũng cần phải có cấu hình dư ra đủ để có thể chứa thêm khối lượng công việc của máy chủ khác khi cần.

Trong cấu trúc Cluster mà mỗi node chủ động sẽ được dự phòng bởi một node thụ động. Và các máy chủ cần có cấu hình phù hợp với khối lượng công việc trung bình chúng sử dụng hết khoảng 50% CPU cũng như dung lượng bộ nhớ.

Trong cấu trúc Cluster là gì mà số node chủ động nhiều hơn số node bị động thì các máy chủ cần có cấu hình tài nguyên CPU và bộ nhớ cao để có thể xử lý được khối lượng công việc cần thiết khi một node nào đó đang bị hỏng.

Các node trong một Cluster thường là một bộ phận của cùng một vùng và có thể được cấu hình là máy điều khiển vùng hoặc máy chủ thành viên. 

Kết luận

Qua bài viết trên bạn đã hiểu rõ hơn về Cluster là gì? Mong rằng các tính năng vượt trội của Cluster sẽ giúp cho việc quản trị dữ liệu của bạn an toàn.

Xem thêm:

• Mô hình dữ liệu là gì? Cách sử dụng và vai trò của mô hình dữ liệu trong doanh nghiệp
• Trigger trong SQL là gì? Những điều bạn cần biết để sử dụng Trigger hiệu quả

Tại FPT Shop chuyên cung cấp nhiều dòng máy tính xách tay, điện thoại với giá vô cùng tốt. Để lựa chọn sản phẩm uy tín, phù hợp thì bạn có thể ghé ngay FPT Shop để trải nghiệm nhé!

• Laptop giá tốt