1. Cluster là gì?

Cluster là kiến trúc được tạo nên nhằm mục đích nâng cao tính năng sẵn sàng của hệ thống mạng. Trong nó gồm có nhiều máy chủ riêng, chúng được kết nối lại cùng nhau, có hoạt động đồng thời với nhau ở cùng một hệ thống.

Cơ chế hoạt động của những máy chủ trong cùng một cluster đó là sự giao tiếp, kết nối với nhau. Mục đích chính của việc này đem đến sự trao đổi thông tin một cách linh hoạt và đa dạng, có thể kết tới cả các mạng bên ngoài nhằm đáp ứng các yêu cầu của người dùng mạng.

Khi có lỗi xảy ra, toàn bộ hoạt động cung cấp từ bên trong cluster sẽ cùng nhau tương tác để có thể duy trì cho hệ thống. Đó là lý do vì sao cluster có tính sẵn sàng cao, bất kể xảy ra trường hợp xấu nào thì nó cũng có thể sẵn sàng tiếp ứng.

Một cluster có khả năng xử lý được rất nhiều vấn đề phức tạp diễn ra có hiệu quả. Tốc độ xử lý nhanh chóng, nguồn dữ liệu toàn vẹn so với máy tính thường. Bởi vậy mà cluster thường được chọn để đưa vào phục vụ các ứng dụng có tính quan trọng.

2. Cluster và những ưu điểm nổi bật

Dựa vào thông tin khai thác cluster là gì, chúng ta sẽ tiếp tục hiểu sâu hơn thuật ngữ này thông qua những khám phá về ưu điểm của nó.

2.1. Custer có tính sẵn sàng cao

Hệ thống các cluster đem đến tính sẵn sàng đối với các máy chủ hay ứng dụng ngay cả khi chúng gặp lỗi phần cứng hoặc phần mềm. Khi một máy chủ ở bên trong cluster lỗi, nhờ có tính sẵn sàng cao của cluster mà mọi thứ bên trong máy chủ đó sẽ được tự động chuyển đến một máy chủ khác đang còn hoạt động cũng thuộc cluster.

2.2. Khả năng dễ mở rộng

Trường hợp ứng dụng của cluster đã có ngưỡng tài nguyên quá tải, vượt ra khả năng chứa đựng của nó thì phía người dùng cũng không khó để xử lý trường hợp này bằng cách thêm node cho cluster để có thể tiếp tục đáp ứng được nhu cầu truy cập. Bên cạnh đó, người dùng hoàn toàn có thể thêm số lượng lớn các bộ xử lý vào trong.

2.3. Dễ dàng quản lý

Bạn có thể dùng công cụ admin của cluster để quản lý cluster theo hệ thống đơn. Đồng thời cũng từ công cụ này dùng để quản lý ứng dụng trong khi chúng chạy trên máy chủ riêng lẻ. Bạn hoàn toàn có thể di chuyển ứng dụng giữa chúng với nhau với điều kiện phải là các ứng dụng thuộc cùng một cluster. Nếu có kế hoạch bảo trì hệ thống thì vẫn có thể hoàn toàn cài máy chủ ở trạng thái dừng hoạt động.

2.4. Hiệu suất chi phí

Cluster không hề rẻ để đầu tư nhưng những khả năng tuyệt vời mà nó cung cấp thì chắc chắn sẽ làm lợi nhiều hơn cho con người, cho hệ thống và hơn cả số chi phí phải bỏ ra. Cụ thể, cluster có khả năng xử lý khối lượng nhiệm vụ lớn. Hơn nữa nếu đem so sánh với dịch vụ của máy tính tổng thì việc dùng cluster vẫn còn rẻ hơn nhiều.

3. Thành phần cơ bản trong một Cluster

Các máy chủ bên trong cluster đều được vận hành ở trên node. Nhiệm vụ của chúng là điều khiển tất cả hoạt động cần diễn ra của hệ thống. Bản thân cluster gồm nhiều thành phần, chúng là những phần mềm có sự kết nối cùng nhau để hoàn thành các nhiệm vụ quan trọng như theo dõi nguồn tài nguyên, duy trì sự hoạt động ổn định của tài nguyên, ngoài ra còn vận chuyển các tài nguyên giữa các node. Vốn dĩ có nhiều chức năng như vậy, cũng tạo nên giá trị quan trọng cho cluster vì tạo ra nhiều hoạt động do đó các thành phần của cluster cũng cần phải được biết đến. Vậy những thành phần đó là gì?

3.1. Checkpoint Manager

Một máy chủ bên trong cluster có thể bị lỗi bất cứ khi nào nhưng các lỗi này đểu phải khắc phục. Vì thế nếu muốn đảm bảo máy chủ bị lỗi được phục hồi trạng thái bình thường thì thành phần Checkpoint Manager sẽ phụ trách kiểm tra khóa registry nếu nguồn máy chủ được online, đồng thời nó cũng đã ghi lại các dữ liệu vào nguồn Quorum  khi offline.

3.2. Database Manager

Thành phần này chạy ở từng node. Nó giúp duy trì một bản bản sao của cơ sở dữ liệu cluster  được lưu cục bộ. Cấu hình cluster chứa đựng thông tin của các thực thể vật lý. Bên trong những thực thể này lại bao gồm chính cluster và những yếu tố khác: node thành viên, nhóm nguồn, các loại nguồn, mô tả cho nguồn, ổ đĩa, địa chỉ IP.

Thành phần Database cũng đem tới một interface mà ở đó có chứa sự thay đổi của cơ sở dữ liệu dựa trên những thành phần trong máy chủ cluster.

3.3. Failover Manager

Đây là một phần quan trọng của cluster thực hiện nhiệm vụ khởi động hoặc tắt nguồn, quản lý những nguồn liên quan, chuẩn bị Failover cho những nhóm nguồn. Cơ chế hoạt động của  Failover Manager là tiếp nhận nguồn, sau đó thông tin trạng thái của cluster trên node và trên Nguồn Monitors. Nguồn Monitors đem tới môi trường để nguồn DLLs được thực hiện, bên cạnh đó cũng cấp cho sự giao tiếp giữa DLLs và Failover Manager.

Failover cũng xác định rõ node nào thuộc cluster cần sở hữu nhóm nguồn. Nếu phải thực hiện failover nhóm nguồn thì các failover manager ở từng node sẽ cùng nhau phối hợp nhằm tái chỉ định quyền sở hữu nhóm nguồn đó.

3.4. Node Manager

Phần này sử dụng thông tin bên trong cấu hình của cluster phục vụ cho việc xác định rõ các node: thêm hay bị xóa bỏ ra khỏi cluster. Trên mỗi node, node manager sẽ theo node khác để tìm node lỗi. Để theo dõi và phát hiện nhanh chóng, nó sẽ gửi – nhận tin nhắn chính là những Heartbeat đến từng node.

Nếu node có giao tiếp nào đó lỗi thì nó cũng gửi Broadcast tin nhắn cho node khác, miễn đạt được mục tiêu toàn bộ node đều nhận tin nhắn đó, giúp cho việc xác nhận danh sách những node còn đang hoạt động ở bên trong cluster.

3.5. Resource Monitor

Nhiệm vụ chính của nó là cấp interface giao tiếp giữa máy chủ cluster với DLLs. Khi cluster cần dữ liệu lấy từ resource, Resource Monitor sẽ nhận yêu cầu, sau đó đẩy tới DLL phù hợp. Chiều ngược lại, DLL sẽ phải báo lại trạng thái hay là tiến hành thông báo sự kiện tới máy chủ để đẩy thông tin từ Resource đến máy chủ cluster.

4. Cluster hoạt động theo nguyên tắc nào

Mỗi máy chủ nằm bên trong Cluster sẽ được gọi riêng là node. Chúng được thiết lập ở một trong hai chế độ là chủ động và bị động. Với chế độ chủ động, toàn bộ yêu cầu đều được triển khai một cách tự động. Nếu máy chủ trong Cluster khi ở chế độ bị động thì sẽ luôn nắm giữ vai trò dự phòng. Chúng được lựa chọn để sẵn sàng thay cho tình huống node bị lỗi hay hỏng.

Như vậy, những thông tin khám phá Cluster là gì đã được chia sẻ đầy đủ, rõ ràng tại bài viết dưới đây, sẽ rất hữu ích, cần thiết cho những ai theo đuổi ngành lập trình. Hy vọng, bài viết sẽ trở thành nguồn tài liệu để bạn có thể phát triển kỹ năng nghiệp vụ của mình hơn nữa.