Tính sẵn sàng cao (HA) là một khía cạnh quan trọng trong việc thiết kế và triển khai hệ thống công nghệ thông tin, đặc biệt đối với các hệ thống quan trọng trong doanh nghiệp. HA thường được xây dựng với các thành phần dự phòng (redundancy) và sử dụng các kỹ thuật như phân tán dữ liệu, cân bằng tải, và sao lưu tự động để đảm bảo rằng nếu một phần của hệ thống bị hỏng, các phần khác vẫn có thể tiếp tục hoạt động mà không làm gián đoạn dịch vụ. Để hiểu hơn về High Availability là gì? Cùng MONA Host khám phá sâu hơn về HA trong bài viết này nhé.
High Availability là gì?
High Availability (HA) hay còn gọi là tính sẵn sàng cao, một thuật ngữ quen thuộc trong lĩnh vực công nghệ thông tin, đề cập đến tính sẵn sàng của một hệ thống, dịch vụ, hoặc ứng dụng có thể hoạt động ổn định liên tục mà không bị gián đoạn trong một khoảng thời gian dài, ngay cả khi có sự cố xảy ra. Mục tiêu của HA là đảm bảo rằng hệ thống luôn hoạt động với hiệu suất cao nhất, ngay cả khi gặp phải các sự cố như hỏng hóc phần cứng, lỗi phần mềm, hoặc mất kết nối mạng.
HA được áp dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau có thể kể đến như hệ thống như xe tự lái, bệnh viện, quân sự, công nghiệp, viễn thông và y tế, nơi mà sự cố hệ thống có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng.
Để xây dựng một hệ thống HA hiệu quả, cần phải thiết kế kỹ lưỡng và thử nghiệm toàn diện. Hệ thống phải có khả năng tự động sao lưu dữ liệu và chuyển đổi hoạt động sang các thành phần dự phòng khi xảy ra sự cố. Ngoài ra, công nghệ lưu trữ và truy cập dữ liệu cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính khả dụng cao.
High Availability hoạt động như thế nào?
Khả dụng cao (HA) là khả năng của một hệ thống tiếp tục hoạt động liên tục trong một khoảng thời gian nhất định, ngay cả khi có các thành phần trong hệ thống gặp sự cố. Mặc dù mục tiêu lý tưởng là hệ thống hoạt động 100% thời gian, nhưng thực tế hầu hết các tổ chức chỉ đặt ra mức độ khả dụng từ 99,9% đến 99,999%. Để xây dựng hệ thống HA, các chuyên gia thường áp dụng các nguyên tắc sau để đảm bảo được tính khả dụng cao:
- Loại bỏ điểm đơn lỗi: Đây là thành phần quan trọng nếu hỏng sẽ khiến toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động. Ví dụ như, nếu một doanh nghiệp chỉ sử dụng một server để chạy ứng dụng thì chính máy chủ đó là một điểm đơn lỗi.
- Đảm bảo khả năng chuyển đổi lỗi: Khi một thành phần trong hệ thống bị lỗi, một thành phần khác phải sẵn sàng thay thế ngay lập tức. Hệ thống cần có các thành phần dự phòng và khả năng chuyển đổi mượt mà không ảnh hưởng đến dữ liệu hay hoạt động.
- Phát hiện lỗi tự động: Hệ thống phải tự động phát hiện và đưa ra hành động để xử lý lỗi khi phát hiện dấu hiệu. Ngoài ra, cần có cơ chế tránh lỗi đồng thời, khi nhiều thành phần hỏng cùng lúc.
- Bảo vệ dữ liệu: Khi một thành phần hỏng, dữ liệu có thể bị mất nếu không được bảo vệ. Hệ thống HA cần có cơ chế tránh mất dữ liệu.
- Cân bằng tải: Phân phối đều tải lượng công việc lên nhiều máy chủ để tránh quá tải cho một máy chủ. Điều này giúp loại bỏ điểm đơn lỗi.
Những ưu điểm của High Availability
Với công dụng và ưu điểm vượt trội trong việc vận hành hệ thống. High Availability góp phần rất lớn trong việc hỗ trợ website. Dưới đây là ba lợi ích mà công nghệ này mang đến.
- Tất cả các dữ liệu trên server đều được bảo mật và an toàn. Bởi trên một server sẽ có nhiều VPS hoạt động. Nên khi xảy ra sự cố trên một máy chủ ảo bất kỳ. Thì tất cả các VPS còn lại đều hoạt động bình thường.
- Dù khách hàng ở bất kì nơi đâu hoặc ở các khoảng thời gian nào. Khách hàng cũng đều dễ dàng truy cập website và tìm kiếm được dữ liệu mong muốn.
- Nhờ vào tính năng sao lưu VPS ở nhiều cụm khác nhau. Do đó, khi gặp sự cố ở bất kỳ máy chủ nào thì các máy chủ khác vẫn có thể tiếp nhận và trích xuất được dữ liệu. Điều này có khả năng giải quyết được những tình trạng bị gián đoạn hệ thống.
Giải pháp thiết lập High Availability hiệu quả trong MS SQL Server
High Availability sẽ được thiết lập dựa vào các giải pháp khác nhau. Tùy vào nhu cầu của từng loại hình hoạt động của trang web mà bạn có thể lựa chọn cho mình những giải pháp phù hợp. Dưới đây là một số cách thức ban có thể tham khảo qua.
Replication
Phương pháp này được sử dụng ở mức độ đối tượng. Lúc này dữ liệu gốc sẽ được sao chép và di chuyển đến điểm đích thông qua tác vụ sao lưu (agent/job).
Một vài thuật ngữ bạn cần biết khi thực hiện hình thức này.
- Distributor (Bên phát hành thông tin) được hiểu là máy chủ nguồn.
- Publisher (Bên phân phối) hay còn gọi là phía trung gian giữa máy chủ và bên nhận dữ liệu. Nơi này cho phép lưu trữ thông tin đã được sao chép từ chủ nguồn.
- Subscribe (Bên đăng ký) là máy chủ đích.
Log Shipping
Sử dụng ở mức độ cơ sở dữ liệu. Log Shipping hoạt động và thực hiện thông qua thanh tác vụ Transaction. Dữ liệu sẽ được sao chép từ máy chủ gốc và truyền đến điểm đích.
Một số thuật ngữ cơ bản mà bạn cần biết.
- Secondary Server: Máy chủ thứ 2, máy chủ đích
- Primary Server: Máy chủ đầu, tức là máy chủ nguồn.
- Máu chủ trung gian dùng để giám sát trạng thái đang thực hiện của Shipping. Bạn có thể chọn tùy ý hoặc không.
Mirroring
Giao dịch mạng là cầu nối trong quá trình sao chép dữ liệu sơ cấp sang thứ cấp. Bên cạnh đó, số cổng hỗ trợ quá trình thực hiện sẽ tỉ lệ thuận với các điểm kết nối. Công nghệ được áp dụng trong chu trình này là cơ sở dữ liệu sơ cấp.
Clustering
Hình thức này khác hoàn toàn với các phương thức trên. High Availability được cài đặt thông qua hệ cơ sở dữ liệu chung. Thay vì từ máy nguồn đến máy đích. Giao thức này sử dụng cho cả hai server sơ cấp và thứ cấp. Đây là cách thiết lập High Availability hiệu quả khi dùng cơ sở dữ liệu được lưu trữ tại địa điểm chung.
Một số thuật ngữ quan trọng bạn cần phải hiểu. Node chủ động – Active Node ( nơi SQL services chay), Node bị động – Passive Node (nơi mà SQL không hoạt động).
AlwaysON Availability Groups
Đây được xem là một giải pháp thiết lập High availability cải tiến hơn so với các kiểu trên. Mặc dù, không cần phải lập cơ sở dữ liệu chung. Nhưng quá trình chuyển giao thông tin sơ cấp và thứ cấp vẫn diễn ra. Bên cạnh đó, công nghệ được dùng ở mức độ nhóm cơ sở dữ liệu.
High Availability được đo lường như thế nào?
Khả dụng của hệ thống được đo bằng tỷ lệ thời gian hoạt động so với tổng thời gian. Để tính toán, ta lấy tổng thời gian trừ đi thời gian ngừng hoạt động, rồi chia cho tổng thời gian, sau đó nhân với 100. Ví dụ, nếu một tháng có 10 phút ngừng hoạt động, khả dụng là 99,98%. Tỉ lệ % được tính theo công thức cụ thể như:
Mức độ khả dụng = (số phút trong tháng – phút ngừng hoạt động) * 100/số phút trong tháng
Các nhóm IT cũng sử dụng các chỉ số khác để đo lường khả dụng của hệ thống:
- Thời gian trung bình giữa các lỗi (MTBF): Thời gian dự kiến giữa hai lỗi cho hệ thống đã cho.
- Thời gian ngừng hoạt động trung bình (MDT): Thời gian trung bình hệ thống không hoạt động.
- Mục tiêu thời gian phục hồi (RTO): Tổng thời gian ngừng hoạt động theo kế hoạch hoặc phục hồi từ ngừng hoạt động không theo kế hoạch. RTO còn được gọi là thời gian sửa chữa ước tính.
- Mục tiêu điểm phục hồi (RPO): Lượng tối đa dữ liệu bị mất mà tổ chức có thể chấp nhận được nếu xảy ra lỗi.
Làm thế nào để đạt được High Availability
Để đạt được khả dụng cao, tổ chức cần thực hiện các bước sau:
- Thiết kế hệ thống hướng tới khả dụng cao: Mục tiêu là xây dựng hệ thống đáp ứng hiệu suất và khả dụng, đồng thời giảm chi phí và phức tạp. Loại bỏ các điểm đơn lỗi bằng dự phòng. Xác định rõ mức độ khả dụng mong muốn và chỉ số đo lường.
- Triển khai phần cứng: Phần cứng cần đảm bảo độ bền và hiệu suất, cân bằng chất lượng với chi phí. Thiết bị có khả năng thay thế nóng (hot-swappable) và cắm nóng (hot-pluggable) rất hữu ích vì không cần tắt hệ thống để thay thế hoặc cắm thiết bị.
- Kiểm thử quá trình chuyển đổi lỗi: Kiểm tra khả năng chuyển đổi tải từ hệ thống chính sang hệ thống dự phòng khi xảy ra lỗi. Thực hiện kiểm thử định kỳ.
- Giám sát hệ thống: Theo dõi hiệu suất và hoạt động của hệ thống thông qua các chỉ số và quan sát. Ghi lại và đánh giá các bất thường để xác định ảnh hưởng và điều chỉnh cần thiết.
- Đánh giá: Phân tích dữ liệu giám sát để tìm cách cải thiện hệ thống. Quá trình này cần được thực hiện liên tục để đảm bảo khả dụng khi điều kiện thay đổi và hệ thống phát triển.
High Availability là công nghệ bổ trợ cho quá trình hoạt động của may chủ diễn ra tốt nhất. Bên cạnh đó, chúng còn làm giảm tình trạng kết nối gián đoạn. Điều này giúp cho người dùng không bị khó chịu khi truy cập vào các trang web của bạn. Chính vì thế, nếu website của bạn đang gặp các tình trạng nói trên thì bạn nên cân nhắc và suy nghĩ đến việc cài đặt hệ thống này. Qua bài viết này của MONA Host, bạn cũng đã sở hữu cho mình những thông tin cơ bản và nhận thức được tầm quan trọng của giải pháp trên.
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!
