Computer Cluster là gì? Tìm hiểu chi tiết

Computer Cluster có lẽ là thuật ngữ quá quen thuộc với những kỹ sư phát triển máy tính trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Vậy Computer Cluster là gì? Khái niệm này quan trọng như thế nào trong ngành công nghiệp máy tính? Hãy cùng SVN Hosting tìm hiểu chi tiết trong bài viết bên dưới nhé!!

Computer Cluster là gì?

Định nghĩa Computer Cluster

Clustering được đinh nghĩa là một cụm máy tính hiệu năng cao, là một dạng máy tính điện toán được kết nối với nhau thông qua mạng LAN (mạng cục bộ) để chúng có thể hoạt động như một máy tính đơn lẻ.

Cluster bao gồm nhiều những server riêng lẻ đã được liên kết tích hợp sẵn trong cùng một hệ thống. Những server nhỏ lẻ này sẽ tương tác với nhau để trao đổi thông tin, giao tiếp với mạng bên ngoài để xử lý các yêu cầu từ người dùng.

Hệ thống cấu trúc Computer Cluster này được thiết lập nhằm đảm bảo nâng cao khả năng sẵn sàng cho các hệ thống mạng máy tính. 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.

Một cụm máy tính được xem như là việc hỗ trợ các quy trình nhằm thực hiện xử lý quy mô lớn để hạn chế tối đa thời gian chết và dung lượng lưu trữ lớn hơn so với các máy trạm hoặc máy tính để bàn khác. Một số ứng dụng quan trọng của máy tính cụm là công cụ tìm kiếm Google, Mô phỏng động đất, Dự báo thời tiết…

Định nghĩa thuật ngữ trong hệ thống Server Cluster

Cluster: Là một hệ thống song song. Hệ thống này được phân phối bởi một nhóm các server chuyên biệt để chạy những ứng dụng đặc biệt nào đó và kết nối với nhau. Quy trình này cung cấp khả năng chịu lỗi (fault tolerance) và load balance (cân bằng tải). Ngoài ra, Cluster dùng để đảm bảo tính luôn sẵn sàng và hạn chế tối đa việc mất truy cập của người dùng.

Failover: Quá trình failover có thể xảy ra một cách tự động. Khi một Node trong Cluster bị hỏng, các Resource Group sẽ thay thế Node đó bằng một hay nhiều Node trong Cluster mà còn hoạt động tốt. Quá trình tự động failover tương tự như việc tái chỉ định quyền sở hữu các resource.

Node: là 1 Server thuộc 1 Cluster nào đó mà những ứng dụng và Cluster Service được thiết lập

Nguyên tắc hoạt động của Computer Cluster

Mỗi một Node (Cluster Node) sẽ đại diện cho một máy chủ trong Computer Cluster. Các Node này được thiết lập ở chế độ chủ động (active) hay thụ động (passive). Khi một Node ở chế độ chủ động, nó sẽ chủ động xử lý các yêu cầu. Khi một Node là thụ động, nó sẽ nằm ở chế độ dự phòng ngừa (standby), chờ để sẵn sàng thay thế cho một Node khác nếu Node đó bị hỏng.

Cấu trúc của Computer Cluster

Tùy theo nhu cầu sử dụng mà chúng ta có thể triển khai nhiều dịch vụ trên cùng 1 cluster hay thiết lập trên mỗi Node 1 dịch vụ. Cấu trúc của 1 Computer Cluster sẽ không cố định.

Sau đây là ba loại cấu trúc Computer Cluster hữu ích điển hình như sau:

Dịch vụ chạy song song
Computer Cluster riêng lẻ
Dịch vụ dự phòng

Những ưu điểm khi sử dụng Computer Cluster

Hiệu quả về mặt chi phí

Trong cụm máy tính thì hiệu quả chi phí là tỷ lệ chi phí so với đầu ra.

Hệ thống kết nối của máy tính với cụm máy tính sẽ rẻ hơn nhiều so với máy tính lớn.

Tốc độ xử lý nhanh

Tốc độ xử lý của cụm máy tính không thua kém gì so với máy tính lớn.

Khả năng mở rộng tối ưu

Lợi ích tốt nhất của cụm máy tính (Computer Cluster) là nó có thể dễ dàng mở rộng hệ thống bằng cách thêm trạm máy tính để bàn bổ sung vào hệ thống.

Tính sẵn có cao

Nếu bất kỳ Node nào bị lỗi trong cụm máy tính. Ngay lập tức, một Node khác trong cụm tiếp tục cung cấp xử lý thông tin để việc truy cập không bị gián đoạn.

Trong trường hợp, một hệ thống máy tính lớn bị lỗi, cả hệ thống cũng sẽ bị lỗi.

Tìm hiểu về Server Cluster

Nguyên tắc hoạt động của Server Cluster

Khi một Application hay một Node trong Cluster bị lỗi. Server Cluster có thể nhận biết ngay lập tức và khởi động lại Application bị lỗi hay sẽ chuyển giao công việc mà Node bị lỗi đang đảm nhận tới các Node khác vẫn hoạt động bình thường trong Cluster đó.

Trong trường hợp các Resource riêng biệt hay một Node trong tình trạng hoạt động không bình thường. Hệ thống Server Cluster sẽ tiến hành kiểm tra. Sau đó, hệ thống tự động di chuyển hay khởi động lại các ứng dụng, dữ liệu và File Resource tới một Node còn hoạt động trong Cluster.

Quá trình này cho phép các dữ liệu gốc như là Database, File Share và Application duy trì tính sẵn sàng cao cho các ứng dụng của User và Client.

Phân loại Clustering

Cụm có thể được phân chia thành hai loại là Open Cluster và Close Cluster

Open Cluster: Tất cả các Node trong Open Cluster đều là các IP cần thiết và có thể truy cập thông qua internet / web. Điều này gây ra nhiều quan ngại về độ bảo mật.

Close Cluster: Mặt khác, khi đóng cụm máy tính được ẩn đằng sau Node cổng. Hệ thống bảo mật trở nên tốt hơn.

Các loại Cluster máy tính

Load-balancing clusters (Cụm cân bằng tải)

hệ thống này được sử dụng để phân bổ khối lượng công việc trên nhiều máy tính. Hệ thống này phân phối khả năng xử lý cực kỳ tốt trên một cụm máy tính.

High availability (HA) clusters (Cụm khả dụng cao (HA))

Đúng như tên gọi, đây là nhóm máy tính được sử dụng để nâng cao sự đáng tin cậy cho hoạt động phòng ngừa trong trường hợp Node bị lỗi trong cụm máy tính.

High performance (cụm hiệu năng cao (HP))

Với phương pháp mạng máy tính này, những chuyên gia sử dụng siêu máy tính tích hợp cụm máy tính với mục đích giải quyết các vấn đề liên quan đến các phép tính phức tạp.

Như vậy, bài viết bên trên đã cung cấp đầy đủ chi tiết những khái niệm về Computer Cluster một cách dễ hiểu nhất để bạn có thể hình dung sơ bộ về dạng cụm máy tính hiệu năng cao này.

FAQs về Computer Cluster

Vậy Computer Cluster có thực sự quan trọng không?

Như bài viết bên trên đã cung cấp, Computer Cluster là hệ thống cụm máy tính chịu trách nhiệm phát hiện và xử lý các rủi ro kịp thời nhưng vẫn không ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống.

Các loại Computer Cluster nếu được phân loại theo kỹ thuật?

Ngoài ra cách phân loại trong bài viết, thì Computer Cluster được chia làm hai loại nếu được phân loại theo kỹ thuật
Server Clusters: Được thiết kế cho những ứng dụng lớn đòi hỏi khả năng long-running in-memory states và thường xuyên thay đổi dữ liệu.
Network Load Balancing (NLB) tạm dịch là cân bằng tải mạng.Đây là một loại kỹ thuật Clustering có khả năng chia tải và nâng cao khả năng chịu lỗi của hệ thống được tốt hơn.

Computer Cluster có mấy cơ chế để kiểm tra tình trạng của các node?

Computer Cluster đưa ra 2 cơ chế kiểm tra tình trạng không hoạt động của các node khác nhau:
Detect Node Failure: Một cách định kỳ, mỗi node trao đổi các gói message với những node khác trong Cluster sử dụng private cluster network.
Detect Resource Failure: Failover Manager và Resource Monitors làm việc cùng với nhau để dò tìm và khôi phục resource bị fail.

Server Cluster network trong Computer Cluster được chia làm mấy loại?

Server Cluster network trong Computer Cluster được chia làm 3 loại như sau:
– Private ( chỉ có sự giao tiếp giữa các node với nhau)
– Public ( giao tiếp giữa client với node)
– Mixed (cả sự giao tiếp giữa các node và sự giao tiếp giữa client với node)

Mọi thắc mắc cần giải đáp hay mong muốn cần tư vấn, vui lòng để lại thông tin bên dưới. Chuyên viên tư vấn của SVN HOSTING COMPARISON sẽ giúp bạn chọn được giải pháp tốt nhất cho quá trình phát triển công ty bạn.

SVN HOSTING COMPARISON