High Availability là một thuật ngữ thường dùng trong lĩnh vực công nghệ thông tin, chỉ sự sẵn sàng 24/7 của một hệ thống hoặc dịch vụ nhằm đảm bảo hiệu suất vận hành luôn được ổn định. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn hiểu chi tiết hơn về High Availability là gì và cách hoạt động của chúng.
Những điểm chính
Để bạn nắm bắt được nội dung tổng quan của bài viết trước khi đi vào chi tiết, mình đã tóm tắt những điểm chính sau:
- Định nghĩa của High availability: Là một thuật ngữ chỉ trạng thái sẵn sàn hoạt động của server hoặc các thiết bị trong doanh nghiệp.
- Nguyên lý hoạt động: Cần tuân theo 03 nguyên tắc như khả năng phát hiện lỗi, SPOF và xây dựng dự phòng.
- Lợi ích high availability: Như bảo mật dữ liệu cao, trải nghiệm khách hàng và hệ thống hoạt động liên tục.
- Cách duy trì high availability: Có 5 giải pháp là dự phòng địa lý, cân bằng tải, đáp ứng RPO….
- Các giải pháp HA: Gồm Replication, Log Shipping, Mirroring, Clustering và AlwaysON Availability Groups.
- Ứng dụng của HA: Trong các lĩnh vực gồm tài chính, ứng dụng web, trung tâm dữ liệu, kết nối mạng….
- Cách xây dựng hệ thống: Cần dùng tối thiểu 2 server chạy đồng thời để việc chuyển tiếp thông tin luôn được liên tục.
- Vietnix – Nhà cung cấp dịch vụ thuê máy chủ ổn định và hiệu suất cao.
High availability là gì?
High Availability (HA), hay “độ sẵn sàng cao” trong tiếng Việt, là chỉ khả năng các server hoặc thiết bị dùng trong doanh nghiệp phải luôn trong trạng thái sẵn sàng hoạt động đảm bảo hiệu suất tốt, hạn chế sự gián đoạn của hệ thống. Hoặc bạn có thể hiểu đơn giản rằng, High Availability là một quy trình, công nghệ hay giải pháp thích hợp nhằm hỗ trợ cho cơ sở dữ liệu hoặc các ứng dụng vận hành 24/7 trong mọi hoàn cảnh.
Để giúp cho doanh nghiệp đạt High Availability ổn định, hệ thống vận hành cần phải có ít nhất 02 máy chủ cùng hoạt động song song và liên tục. Trường hợp một trong hai máy chủ gặp sự cố, máy chủ còn lại sẽ hỗ trợ và đóng vai trò như một máy chủ thay thế để giúp cho hệ thống không bị gián đoạn hoạt động.
Cách thức hoạt động của High Availability
High Availability biểu thị cho tính sẵn sàng của một hệ thống/dịch vụ. Tuy nhiên, hầu hết các doanh nghiệp hiện nay chưa thực sự đảm bảo “độ sẵn sàng” trong hệ thống của họ một cách tuyệt đối. Vậy nên, khi thiết kế High Availability bạn cần tuân theo 03 nguyên tắc hữu hiệu dưới đây để nâng cao tính sẵn sàng đó, giúp quá trình vận hành được diễn ra một cách liên tục và bền bỉ để đem lại hiệu quả tối đa:
- Khả năng phát hiện lỗi: Một hệ thống High Availability tốt cần phải phát hiện lỗi nhanh chóng và đồng thời có thêm khả năng xử lý lỗi tự động hóa sẽ được đánh giá cao hơn.
- Điểm lỗi duy nhất (SPOF): Single Point of Failure (SPOF) là một điểm duy nhất trong hệ thống mà nếu nó bị lỗi, toàn bộ hệ thống sẽ ngừng hoạt động. SPOF là rủi ro mà các hệ thống cần phải tránh hoặc giảm thiểu, bằng cách có phương án dự phòng hoặc phân tán tải công việc giữa nhiều thành phần trong hệ thống.
- Xây dựng dự phòng: Khi một thành phần ngẫu nhiên bị lỗi, cơ chế HA xây dựng dự phòng sẽ thay thế cho nó. Vì vậy, việc xây dựng hệ thống High Availability là vô cùng cần thiết. Việc này giúp cho quá trình chuyển đổi dữ liệu từ A sang B vẫn được đảm bảo về độ an toàn và hiệu suất tốt.
Doanh nghiệp cần hiểu rõ nguy cơ quá tải khi nhiều người dùng truy cập cùng lúc, vì việc cân bằng tải sẽ giúp duy trì độ sẵn sàng cao cho hệ thống bằng cách phân bổ tài nguyên hợp lý, tránh tình trạng quá tải. Để hiệu quả, hệ thống High Availability cần phân bổ máy chủ theo cụm và tầng, giúp máy chủ thay thế khi có sự cố. Tuy nhiên, hệ thống càng phức tạp, việc duy trì độ sẵn sàng cao càng khó khăn.
Lợi ích của high availability
High Availability mang đến rất nhiều lợi ích trong quá trình vận hành hệ thống hoặc dịch vụ, điển hình với một số ưu điểm sau:
- Bảo mật dữ liệu cao: Mọi dữ liệu trong Server được lưu trữ tại các vị trí riêng biệt, đảm bảo tính bảo mật và không bị thất thoát dù có trục trặc ở VPS.
- Trải nghiệm khách hàng tốt hơn: Người dùng có thể truy cập website mượt mà, không gặp gián đoạn, từ mọi nơi và mọi lúc.
- Hoạt động hệ thống liên tục: High Availability chia các bản sao VPS thành nhiều cụm, giúp VPS khác thay thế kịp thời khi một VPS bị lỗi.
Tips để duy trì High Availability
Có thể nói rằng, sẽ thật vô nghĩa nếu bạn xây dựng cơ chế HA thành công mà không duy trì được hiệu quả của nó. Vậy nên, mình gửi đến bạn đọc 05 giải pháp hữu hiệu sau để duy trì tính ổn định của High Availability:
- Dự phòng địa lý: Triển khai nhiều máy chủ ở các vị trí khác nhau để xử lý nhanh sự cố và đảm bảo tính liên tục của hoạt động doanh nghiệp.
- Chiến lược dự phòng hiệu quả: Thiết kế phương án dự phòng quy mô giúp duy trì hệ thống HA ổn định và đạt mục tiêu kinh doanh.
- Chuyển đổi dự phòng linh hoạt: Các máy chủ HA thay thế lẫn nhau khi có sự cố, với hỗ trợ từ DNS trong môi trường kiểm soát tốt.
- Cân bằng tải: Phân bổ tải khi máy chủ gặp sự cố, hạn chế gián đoạn và tránh quá tải cho hệ thống.
- Đáp ứng RPO: RPO là lượng dữ liệu có thể bị thất thoát trong một khoảng thời gian thuận lợi nhất cho doanh nghiệp trước khi sự cố xảy ra. Để duy trì HA, bạn cần cài đặt RPO nhỏ hơn hoặc bằng 60 giây để đảm bảo dữ liệu không bị mất trong khoảng thời gian này khi máy chủ chính gặp sự cố.
Cách đo lường hệ thống High availability
Để đo lường hệ thống HA, doanh nghiệp cần áp dụng theo công thức sau để tính tỷ lệ phần trăm độ sẵn sàng của cơ chế:
Độ sẵn sàng (%) = ((Số phút trong một tháng – Số phút ngừng hoạt động)*100)/Số phút trong một tháng.
Trong đó, những chỉ số chính bao gồm:
- Thời gian trung bình giữa các lần gặp lỗi (MTBF): thời gian trung bình giữa hai lỗi diễn ra trong hệ thống.
- Thời gian chết trung bình (MDT): thời gian trung bình mà High Availability ngừng hoạt động trong từng lỗi.
- Mục tiêu thời gian phục hồi (RTO): thời gian dự kiến để hệ thống hoạt động trở lại trong một lỗi.
Các hệ thống nội bộ hoặc nhà cung cấp dịch vụ sẽ sử dụng thỏa thuận mức độ dịch vụ (SLA) để thực hiện cam kết với khách hàng. Theo đó, SLA là những hợp đồng mà nhà cung cấp đưa ra tỷ lệ phần trăm sẵn sàng của hệ thống để khách hàng tham khảo dễ dàng hơn. Chẳng hạn như, một SLA đảm bảo cung cấp 99,999% sẵn sàng thì lượng thời gian mà dịch vụ không khả dụng được thể hiện như bảng sau:
| Khoảng thời gian | Lượng thời gian dịch vụ không khả dụng |
|---|---|
| Mỗi ngày | 0,9s |
| Mỗi tuần | 6,0s |
| Mỗi tháng | 26,3s |
| Mỗi năm | 5 mins 15,6s |
Như vậy, nếu một doanh nghiệp có High Availability là 99,9% thì thời gian hệ thống ngừng hoạt động khoảng 8 tiếng 45 phút trong một năm. Mặt khác, nếu dùng tiêu chuẩn hai chín, nghĩa là chỉ số High Availability đạt 99% thì trong một năm hệ thống sẽ có 3 ngày ngừng hoạt động.
Các giải pháp trong HA
Doanh nghiệp có thể áp dụng các giải pháp sau để thiết kế High Availability cho kho dữ liệu trong MS SQL Server như:
Replication
Sử dụng tác vụ sao chép (Agent/Job) để sao lưu dữ liệu gốc đến điểm đích và ứng dụng công nghệ theo từng mức độ đối tượng khác nhau. Giải pháp này được thực hiện bởi: Máy chủ nguồn (bên phát hành), bên phân phối và máy chủ đích (bên đăng ký). Trong đó:
- Bên phát hành (Publisher): Nơi tạo ra dữ liệu gốc và truyền đi để sao chép.
- Bên phân phối (Distributor): Giữ vai trò quản lý quá trình truyền tải dữ liệu đến bên đăng ký, không lưu trữ các dữ liệu đã được sao chép.
- Bên đăng ký (Subscriber): còn được gọi là máy chủ đích và là nơi chứa dữ liệu được sao chép từ bên phát hành (Publisher).
Log Shipping
Sử dụng công nghệ cấp cơ sở dữ liệu và sao lưu Transaction Log để sao chép dữ liệu từ máy chủ nguồn (sơ cấp) đến máy chủ đích (thứ cấp). Máy chủ giám sát có thể được sử dụng để theo dõi trạng thái Log Shipping, nhưng không bắt buộc trong quá trình vận hành của giải pháp.
Mirroring
Ứng dụng công nghệ mức cơ sở dữ liệu trong SQL Server, vận hành bằng cách dùng các giao dịch mạng và sự hỗ trợ giữa số cổng và điểm kết nối hình chiếu, để sao lưu dữ liệu từ sơ cấp sang thứ cấp. Giải pháp này cần 03 cơ quan thực hiện như: Máy chủ nguồn (Principal Server), máy chủ đích (Mirror Server) và máy chủ chứng kiến (Witness Server) – đây là loại server có thể có hoặc không tùy doanh nghiệp.
Clustering
Là giải pháp sao chép dữ liệu tại các vị trí chung, sử dụng cho máy chủ sơ cấp và thứ cấp. Clustering thiết lập Windows Clustering tại các địa điểm chung và ứng dụng công nghệ mức bản cài (instance). Trong đó, Node chủ động (Active Node) là nơi SQL Services hoạt động, còn Node bị động (Passive Node) là nơi SQL Services không hoạt động.
AlwaysON Availability Groups
Sử dụng công nghệ ở cấp độ cơ sở dữ liệu và vận dụng giao dịch mạng để chuyển dữ liệu sơ cấp sang thứ cấp. Trong đó, bạn cần hiểu giải pháp này bao gồm máy chủ nguồn (Primary Replica) và máy chủ đích (Secondary Replica).
Như bạn đã thấy, Replication, log shipping, mirroring hay clustering đều là những công nghệ quan trọng để triển khai HA. Tuy nhiên, việc sử dụng công nghệ trên để xây dựng hệ thống HA hiệu quả cần được vận hành trên nền tảng máy chủ đáng tin cậy. Với dịch vụ thuê máy chủ của Vietnix mang đến cấu hình đa dạng và khả năng tùy chỉnh cao, sẵn sàng hỗ trợ mọi giải pháp HA mà bạn mong muốn.
Ứng dụng của high availability
Hệ thống High Availability được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, nhất là với những lĩnh vực mà sự gián đoạn gây tác động đến con người, tài chính, danh tiếng và hiệu suất của doanh nghiệp. Trong đó, các lĩnh vực được kể đến gồm:
- Hệ thống tài chính: Cơ chế HA giúp các dịch vụ ngân hàng và giao dịch tài chính online không bị gián đoạn bởi sự cố. HA đảm bảo các dịch vụ ngân hàng và giao dịch tài chính online không gián đoạn, bảo vệ uy tín doanh nghiệp và ngăn ngừa thất thoát tài chính.
- Ứng dụng liên quan đến sức khỏe con người: Một ví dụ điển hình ứng dụng sức khỏe vận dụng hệ thống High Availability là hồ sơ sức khỏe điện tử EHRs. Hệ thống HA trong hồ sơ sức khỏe điện tử EHRs giúp bác sĩ truy cập thông tin bệnh nhân nhanh chóng, tránh hậu quả nghiêm trọng trong trường hợp khẩn cấp.
- Trung tâm dữ liệu: Hệ thống HA luôn cần vận hành ổn định, giúp các ứng dụng lưu trữ và dịch vụ duy trì hiệu suất cao.
- Ứng dụng web: Các ứng dụng web cần HA để triển khai hệ thống sao lưu và cân bằng tải giữa các máy chủ để nâng cao trải nghiệm người dùng và duy trì hoạt động một cách liên tục.
- Đường truyền và kết nối mạng: Cơ chế HA được thiết lập để đảm bảo kết nối mạng không gặp sự cố kết nối, ngay cả khi một thành phần trong hệ thống bị lỗi.
- Ứng dụng kinh doanh lớn: Trong các công ty hay tổ chức lớn, sự gián đoạn sẽ gây ra ảnh hưởng nghiêm trọng đến quy trình kinh doanh và hiệu suất hoạt động của doanh nghiệp. Vì vậy, việc xây dựng hệ thống High Availability giúp hiệu quả kinh doanh không bị giảm sút và hạn chế tổn thất tài chính.
Cách xây dựng hệ thống High Availability
Khi xây dựng một hệ thống High Availability, doanh nghiệp cần dùng tối thiểu 02 server chạy đồng thời để việc chuyển tiếp thông tin luôn được liên tục. Bên cạnh đó, bạn cần tính khả năng xảy ra trục trặc và thiết kế các giải pháp dự phòng ở một số vị trí cần thiết:
- Xây dựng liên kết truyền thông dự phòng: Thiết lập các tuyến truyền thông dự phòng tại các lớp truy cập mạng để đảm bảo kết nối không bị gián đoạn khi có sự cố xảy ra.
- Máy chủ dự phòng cho mỗi server farm module: Đảm bảo rằng mỗi module máy chủ (server farm) có một máy chủ dự phòng để thay thế kịp thời nếu máy chủ chính gặp sự cố.
- Dự phòng tuyến đường truyền: Thiết lập các tuyến dự phòng giữa các thành phần mạng bên trong để khi một tuyến gặp sự cố, tuyến khác sẽ tự động hoạt động.
- Dự phòng ở lớp Building Access: Cung cấp các tuyến dự phòng từ Workstation (máy trạm) đến Router (bộ định tuyến) để đảm bảo kết nối mạng liên tục trong toàn bộ hệ thống.
- Máy chủ dự phòng (Server Redundancy): Các máy chủ dự phòng được thiết lập trong các hệ thống mạng giữ đảm nhận chức năng lưu trữ thông tin quan trọng. Khi bình thường, Server Redundancy sẽ hiển thị chế độ ngoại tuyến (offline). Ngược lại, khi máy chủ chính bị lỗi hoặc gặp sự cố thì máy chủ dự phòng sẽ hoạt động.
- Tuyến dự phòng (Router Redundancy): Nâng cao tính sẵn sàng và hỗ trợ cân bằng tải giữa các máy chủ.
- Nâng cao tính sẵn sàng (Increasing Availability): Được thiết kế theo 04 nguyên tắc chính gồm Redundancy (dự phòng), Entanglement (kết dính), Awareness (nhận thức) và Persistence (bền bỉ). Cơ chế này còn được viết tắt là REAP.
- Cân bằng tải (Load Balancing): Hoạt động bằng cách chia nhỏ khối lượng công việc cho máy chủ chính thành từng máy chủ phụ tương ứng để kịp thời hỗ trợ nhau khi một trong các máy chủ gặp lỗi.
Dự phòng đa liên kết (Link Media Redundancy): Để giảm thiểu thời gian tải mạng, các thiết bị chuyển mạch trong mạng sẽ được thiết kế các liên kết dự phòng với nhau nên có thể dẫn đến tình trạng Broadcast-storm (gửi nhiều gói tin quảng bá). Để tránh, STP (Spanning Tree Protocol) được sử dụng để đảm bảo chỉ có một đường chính hoạt động tại một thời điểm. Các đường dự phòng sẽ được đóng và chỉ kích hoạt khi đường chính gặp sự cố, giúp duy trì kết nối liên tục.
Vietnix – Nhà cung cấp dịch vụ thuê máy chủ ổn định và hiệu suất cao
Vietnix là nhà cung cấp dịch vụ cho thuê máy chủ lý tưởng, đáp ứng tốt các nhu cầu từ lưu trữ dữ liệu lớn đến triển khai hệ thống quản lý phức tạp. Với hạ tầng mạnh mẽ, máy chủ tại Vietnix giúp doanh nghiệp vận hành ổn định, nâng cao hiệu quả làm việc. Điểm đặc biệt là khả năng tùy chỉnh cấu hình linh hoạt, đáp ứng yêu cầu riêng biệt của từng khách hàng.
Thông tin liên hệ:
- Hotline: 18001093
- Email: sales@vietnix.com.vn
- Địa chỉ: 265 Hồng Lạc, Phường Bảy Hiền, Thành phố Hồ Chí Minh.
- Website: https://vietnix.vn/
Tóm lại, High Availability được xem như một thước đo nhằm đảm bảo tính sẵn sàng của một hệ thống/dịch vụ. Bên cạnh đó, HA luôn có cách thức hoạt động rõ ràng và hiệu quả được thể hiện qua các lợi ích mà nó mang lại. Mình hy vọng đây sẽ là các thông tin hữu ích và giúp bạn nhận thức về các biện pháp giúp tăng hiệu suất của thiết bị và nâng cao trải nghiệm lướt web cho doanh nghiệp. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm nhiều kiến thức về server bạn có thể tham khảo các bài viết dưới đây:
