Anycast hiện là một công nghệ mạng mạnh mẽ đang ngày càng được sử dụng rộng rãi để cải thiện khả năng phân phối nội dung toàn cầu. Công nghệ này cho phép nhiều máy chủ ở các địa điểm khác nhau chia sẻ cùng một địa chỉ IP. Trong bài viết này, MONA Host sẽ đi sâu vào tìm hiểu Anycast là gì và cách thức công nghệ này hoạt động trong hệ thống DNS để tối ưu hóa việc truyền tải dữ liệu.
Anycast là gì?
Anycast là một kỹ thuật mạng đặc biệt, cho phép nhiều thiết bị hoặc máy tính sử dụng chung một địa chỉ IP và kết nối vào một hệ thống mạng. Khác với cách truyền thống, mỗi địa chỉ IP chỉ được gán cho một máy tính duy nhất, Anycast cho phép nhiều máy tính cùng chia sẻ địa chỉ IP đó. Khi có một yêu cầu gửi đến địa chỉ IP này, hệ thống sẽ tự động chọn thiết bị gần nhất để xử lý yêu cầu, giúp giảm thời gian chờ đợi và tối ưu hóa tốc độ truy cập cho người dùng.
Anycast DNS là gì?
Đối với Anycast, một địa chỉ IP có thể được sử dụng bởi nhiều máy chủ khác nhau. Khi áp dụng cho DNS, điều này có nghĩa là bất kỳ máy chủ DNS nào trong số đó cũng có thể xử lý và phản hồi các truy vấn DNS. Thông thường, máy chủ gần nhất về mặt địa lý sẽ cung cấp phản hồi nhanh nhất.
Kỹ thuật này giúp giảm thiểu độ trễ và cải thiện hiệu suất dịch vụ phân giải DNS. Đồng thời, nó cũng giúp bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công DDoS bằng cách phân tán lưu lượng truy cập qua nhiều điểm khác nhau.
DNS Anycast hoạt động như thế nào?
Với DNS Anycast, các truy vấn DNS không còn chỉ được gửi đến một máy chủ phân giải cụ thể, mà thay vào đó, chúng sẽ được chuyển đến một mạng lưới các máy chủ phân giải DNS. Điều này có nghĩa là truy vấn của bạn sẽ luôn được định tuyến đến máy chủ gần nhất. Quá trình này giúp tối ưu hóa đường truyền, đảm bảo phản hồi DNS được trả về nhanh chóng và hiệu quả nhất có thể.
Bên cạnh đó, Anycast còn giúp tăng cường độ khả dụng của dịch vụ phân giải DNS. Trong trường hợp một máy chủ phân giải DNS không hoạt động, các truy vấn vẫn sẽ được xử lý bởi các máy chủ khác trong mạng lưới.
Cloudflare ứng dụng công nghệ này để cung cấp dịch vụ phân giải DNS qua hệ thống CDN phân tán của mình, với các trung tâm dữ liệu đặt tại 200 thành phố trên toàn cầu. Nhờ vào sự phân tán của CDN, bất kỳ truy vấn DNS nào cũng có thể được xử lý từ bất kỳ trung tâm dữ liệu nào trong mạng lưới của Cloudflare, đảm bảo khả năng đáp ứng liên tục và hiệu quả cao.
Tại sao nên sử dụng Anycast?
Khi có nhiều yêu cầu truy cập đồng thời gửi đến một máy chủ gốc (origin server) trên đám mây, máy chủ này có thể bị quá tải vì lưu lượng truy cập lớn, dẫn đến khả năng phản hồi kém cho các yêu cầu tiếp theo.
Nhờ vào công nghệ Anycast, thay vì để một mình máy chủ gốc phải xử lý toàn bộ lưu lượng truy cập, chúng ta có thể phân phối “gánh nặng” này ra nhiều trung tâm dữ liệu khác. Mỗi máy chủ trên đám mây sẽ được hỗ trợ bởi các máy chủ phụ có khả năng xử lý và phản hồi các yêu cầu đến.
Cách định tuyến này giúp giảm tải cho máy chủ gốc, tránh việc phải mở rộng dung lượng, từ đó đảm bảo dịch vụ luôn hoạt động ổn định và không bị gián đoạn cho khách hàng yêu cầu nội dung.
Lợi ích khi triển khai Anycast
Khi các doanh nghiệp ngày càng phụ thuộc vào mạng Internet để phục vụ khách hàng và hoạt động của mình, việc tối ưu hóa hiệu suất mạng trở thành một yếu tố sống còn. Anycast nổi lên như một giải pháp hiệu quả để cải thiện tốc độ và độ ổn định của dịch vụ trực tuyến cùng với những lợi ích dưới đây:
Hiệu suất được cải thiện
Khi triển khai Anycast, các yêu cầu từ người dùng sẽ được định tuyến đến máy chủ gần nhất về mặt địa lý. Điều này giúp giảm thiểu độ trễ, tăng tốc độ truyền tải dữ liệu và mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn. Hình dung như khi bạn truy cập một trang web, nhờ Anycast, dữ liệu sẽ được lấy từ máy chủ gần bạn nhất, thay vì phải đi một quãng đường dài đến máy chủ chính.
Tính khả dụng và dự phòng
Với Anycast, một địa chỉ IP có thể được liên kết với nhiều máy chủ khác nhau. Nếu một máy chủ gặp sự cố, các yêu cầu sẽ tự động được chuyển hướng đến máy chủ còn lại. Điều này giúp đảm bảo dịch vụ của bạn luôn hoạt động ổn định, không bị gián đoạn, ngay cả khi có sự cố xảy ra.
Cân bằng tải
Anycast giúp phân phối lưu lượng truy cập đến các máy chủ một cách đồng đều. Nhờ đó, không có máy chủ nào bị quá tải, đảm bảo hiệu suất làm việc ổn định của toàn bộ hệ thống. Ví dụ, khi có một lượng lớn người dùng truy cập cùng một lúc, Anycast sẽ tự động phân chia lưu lượng để không có máy chủ nào bị quá tải.
Khả năng mở rộng
Anycast cũng cung cấp khả năng mở rộng bằng cách cho phép dịch vụ thêm máy chủ mà không cần tới việc thay đổi địa chỉ IP hoặc cấu hình mạng. Điều này giúp dễ dàng tăng thêm khả năng xử lý tải lưu lượng truy cập ngày càng tăng hoặc mở rộng dịch vụ đến các khu vực địa lý mới.
Bảo vệ DDoS
Các cuộc tấn công DDoS thường do botnet gây ra, có thể tạo ra một lượng lớn lưu lượng truy cập khiến một máy chủ Unicast thông thường bị quá tải. Lợi ích của việc sử dụng cấu hình Anycast trong tình huống này là mỗi máy chủ có thể “hấp thụ” một phần của cuộc tấn công, làm giảm bớt áp lực lên máy chủ tổng thể.
Những thách thức khi triển khai Anycast là gì?
Mặc dù công nghệ này mang lại nhiều lợi ích vượt trội, nhưng các tổ chức và doanh nghiệp cũng gặp phải không ít thách thức trong quá trình triển khai. Những thách thức này có thể đến từ những vấn đề như:
Khó khăn trong việc triển khai
Việc triển khai mạng Anycast đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về mạng, cấu hình phức tạp và sự phối hợp chặt chẽ giữa các thiết bị mạng khác nhau. Các nhà cung cấp dịch vụ cần phải có đội ngũ kỹ thuật có trình độ cao để thiết lập và quản lý hệ thống Anycast. Ngoài ra, việc tích hợp Anycast vào hạ tầng mạng hiện tại cũng có thể gây ra khó khăn nhất định đối với các mạng lớn và phức tạp.
Kiểm soát hạn chế
Trong mạng Anycast, việc kiểm soát lưu lượng truy cập đến từng máy chủ trở nên khó khăn hơn so với các mạng truyền thống. Điều này là do nhiều máy chủ chia sẻ cùng một địa chỉ IP. Việc chặn hoặc hạn chế truy cập đến một máy chủ cụ thể có thể ảnh hưởng đến các máy chủ khác trong cùng một nhóm Anycast. Điều này gây ra hạn chế trong việc bảo mật và quản lý hệ thống.
Tính linh hoạt hạn chế
Để đảm bảo hoạt động ổn định của mạng Anycast, tất cả các máy chủ trong nhóm Anycast cần phải được cấu hình giống nhau và cung cấp dịch vụ tương tự. Điều này không đảm bảo tính linh hoạt trong việc quản lý và cập nhật các máy chủ. Việc thay đổi cấu hình hoặc cập nhật phần mềm trên một máy chủ có thể ảnh hưởng đến các máy chủ khác trong nhóm, gây ra gián đoạn dịch vụ.
Anycast làm giảm nguy cơ từ vụ tấn công DDoS như thế nào?
Sau khi các công cụ phòng chống DDoS khác lọc bớt một phần lưu lượng truy cập tấn công, Anycast sẽ phân phối lượng truy cập còn lại này đến nhiều trung tâm dữ liệu khác nhau, ngăn chặn việc một địa điểm cụ thể bị quá tải bởi các yêu cầu truy cập. Nếu mạng Anycast đủ sức xử lý lưu lượng truy cập tấn công, hiệu quả của cuộc tấn công DDoS sẽ giảm đáng kể.
Trong hầu hết các cuộc tấn công DDoS, nhiều máy tính bị nhiễm mã độc, còn gọi là “zombie” hoặc “bot,” được sử dụng để tạo ra một mạng botnet. Những thiết bị này có thể phân tán trên khắp internet, tạo ra một lượng lớn lưu lượng truy cập có thể làm quá tải mô hình Unicast thông thường.
Hệ thống CDN được tích hợp Anycast một cách đúng đắn sẽ tăng cường khả năng chịu đựng của mạng lưới nhận, cho phép lưu lượng tấn công DDoS chưa được lọc (chẳng hạn như từ botnet đã đề cập trước đó) được phân phối đến từng trung tâm dữ liệu của CDN. Kết quả là, khi mạng CDN tiếp tục phát triển về kích thước và khả năng, nó trở nên rất khó bị tấn công DDoS và giảm thiểu tối đa thiệt hại.
Các câu hỏi thường gặp liên quan về Anycast là gì?
Bên cạnh việc tìm hiểu Anycast là gì, cách thức hoạt động và những ưu nhược điểm mà kỹ thuật này đem lại, người dùng thông thường còn có một vài những thắc mắc phổ biến như sau:
Làm thế nào để giải quyết DNS hoạt động mà không có Anycast?
Khi một dịch vụ phân giải DNS không dùng Anycast, có khả năng nó đang sử dụng unicast để định tuyến. Với phương pháp unicast, mỗi máy chủ DNS sẽ có một địa chỉ IP duy nhất, và tất cả các yêu cầu DNS sẽ được gửi đến máy chủ đó. Tuy nhiên, nếu máy chủ này gặp sự cố hoặc không khả dụng, máy khách sẽ phải chuyển sang truy vấn các máy chủ DNS khác, dẫn đến việc kéo dài thêm thời gian xử lý quá trình phân giải DNS.
Điểm khác nhau giữa Unicast và Anycast là gì?
Hầu hết các mạng trên Internet hoạt động dựa trên một phương thức định tuyến gọi là Unicast, trong đó mỗi thiết bị trên mạng đều có một địa chỉ IP riêng biệt. Trong các mạng gia đình và văn phòng sử dụng Unicast, nếu hai thiết bị vô tình chia sẻ cùng một địa chỉ IP, sẽ xảy ra xung đột IP dẫn đến các vấn đề kết nối. Tình huống này thường không được phép xảy ra.
Khi một CDN áp dụng Unicast, dữ liệu sẽ được chuyển trực tiếp đến các điểm cụ thể, nhưng điều này cũng tạo ra một điểm yếu khi mạng gặp phải lưu lượng truy cập đột ngột, chẳng hạn như trong các cuộc tấn công DDoS. Vì dữ liệu chỉ được gửi đến một trung tâm dữ liệu hoặc cơ sở hạ tầng cụ thể, nó có thể bị quá tải, dẫn đến nguy cơ từ chối dịch vụ cho các yêu cầu hợp lệ.
Ngược lại, sử dụng phương pháp định tuyến Anycast sẽ giúp mạng linh hoạt hơn nhiều. Lưu lượng truy cập sẽ tự động chọn con đường tối ưu, và nếu một trung tâm dữ liệu gặp sự cố, lưu lượng truy cập sẽ được chuyển hướng ngay lập tức đến trung tâm dữ liệu khác mà không làm gián đoạn dịch vụ.
Giao thức cổng biên giới (BGP) là gì?
Giao thức biên giới BGP (Border Gateway Protocol) đảm bảo rằng lưu lượng truy cập Internet được định tuyến qua các tuyến đường hiệu quả nhất. BGP đánh giá các đường dẫn có sẵn cho dữ liệu để di chuyển và chọn ra tuyến đường tốt nhất. Trong hầu hết các trường hợp, nó thực hiện điều này bằng cách chuyển đổi giữa các hệ thống tự trị (Autonomous Systems). Hệ thống tự trị là các mạng nhỏ hơn Internet được chia thành hàng trăm nghìn mạng như vậy, và mỗi mạng là một tập hợp lớn các bộ định tuyến do một tổ chức duy nhất quản lý.
Anycast đã chứng minh được sức mạnh và sự linh hoạt của mình trong việc tối ưu hóa hệ thống DNS toàn cầu. Bằng cách phân phối các yêu cầu đến các nút gần nhất, Anycast không chỉ giúp giảm thiểu độ trễ mà còn nâng cao tính sẵn sàng và độ tin cậy của dịch vụ. Trong bối cảnh ngày càng có nhiều yêu cầu về tốc độ và hiệu suất của các ứng dụng web, Anycast trở thành một công cụ không thể thiếu cho các nhà cung cấp dịch vụ mạng và quản trị viên hệ thống. Việc áp dụng Anycast trong thiết lập DNS giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng và đảm bảo các dịch vụ trực tuyến được hoạt động trơn tru.
Mình là Võ Nguyên Thoại, hiện tại đang là Co-founder và CTO của MONA Host - công ty chuyên cung cấp các dịch vụ cloud hosting, vps và hạ tầng thuộc phân khúc cao cấp tại thị trường Việt Nam, đồng thời cũng là Group CTO của The MONA, công ty chủ quản của MONA Media, MONA Software và MONA Host, với hệ sinh thái đầy đủ và hoàn chỉnh để phát triển doanh nghiệp trên môi trường internet.
Với kinh nghiệm làm việc chuyên sâu hơn 15 năm trong lĩnh vực CNTT, trải dài từ mảng hạ tầng, hệ thống, phát triển phần mềm và devops, Thoại mong muốn đóng góp các kinh nghiệm và kiến thức của mình tại Mona để xây dựng một hạ tầng CNTT với các trải nghiệm mới, cao cấp hơn, mượt mà hơn, tin cậy hơn và xoá bỏ khoảng cách giữa các doanh nghiệp và công cuộc chuyển đổi số với đội ngũ chuyên viên kỹ thuật cao luôn hỗ trợ khách hàng 24/7.
Hy vọng với những kiến thức, hiểu biết Thoại chia sẻ sẽ hữu ích đến các bạn độc giả quan tâm!
