High Availability cho Load Balancers - Đảm bảo website, ứng dụng luôn sẵn sàng khi máy chủ gặp sự cố hay lưu lượng truy cập tăng cao

Hầu hết các tác vụ phổ biến ngày nay như tài xế taxi điều hướng bằng GPS, nhân viên thu thập thông tin khách hàng hay bệnh viện truy cập trực tuyến vào hồ sơ sức khỏe của bệnh nhân, đều yêu cầu các ứng dụng web phải sẵn sàng ngay chỉ sau một cú click.

Nhưng thực tế, chỉ có khoảng 15% các website và ứng dụng đáp ứng ở tốc độ chấp nhận được.

Những người đi tiên phong trong lĩnh vực điện toán và Internet đã từng đưa ra một vấn đề, đó là máy tính (chạy các website, ứng dụng) có những giới hạn vật lý về số lượng công việc máy tính đó có thể xử lý trong một khoảng thời gian nhất định. Tiếp đó, các giới hạn vật lý này theo thời gian cũng có tốc độ gia tăng theo cấp số nhân. Bởi vì nhu cầu từ phía người dùng về các tính năng tối ưu hơn và khả năng phản hồi nhanh hơn liên tục tạo ra những giới hạn lớn hơn, đặc biệt là có thể có đến hàng triệu người dùng vẫn hàng ngày tiếp tục sử dụng website, ứng dụng. Đây là chính là vấn đề về hiệu suất.

Trong một trường hợp sự cố (máy chủ website, máy chủ ứng dụng ngừng hoạt động do lỗi phần cứng chẳng hạn), cần đảm bảo để người dùng không cảm thấy sự khác biệt hoặc càng ít chú ý càng tốt. Đây là vấn đề về tính khả dụng hay tính sẵn sàng: để tránh sự cố, chúng ta cần chạy nhiều máy cùng lúc và đảm bảo có thể “điều chuyển” lưu lượng truy cập ra khỏi các hệ thống ngoại tuyến/hệ thống không hoạt động nhanh nhất có thể.

Đối với tình huống các website, ứng dụng thường gặp phải tình trạng lưu lượng truy cập cao đột ngột từ vài nghìn tăng đến vài trăm nghìn, thậm chí vài triệu chỉ sau vài giây trong một số khung giờ nhất định; Ví dụ như website học trực tuyến vào giờ học buổi sáng, giờ thi có số lượng học viên tham gia đồng thời cao gấp nhiều lần các khung giờ khác, trang tin đưa sự kiện, clip hot ngay lập tức có hàng số lượng độc giả tăng lên đột ngột. Yêu cầu đặt ra cho website, ứng dụng lúc này là vẫn phải phản hồi các thông tin, hình ảnh, video hoặc dữ liệu ứng dụng cho người dùng một cách chính xác và nhanh chóng nhất.

Để đáp ứng hiệu quả khối lượng lớn các yêu cầu và loại bỏ sự cố bất ngờ, cách tốt nhất thường sẽ là sử dụng thêm các máy chủ/servers và kết hợp với cân bằng tải (load balancer).

Khi hệ thống có quá nhiều người sử dụng, một server đơn lẻ không đáp ứng được lượng truy cập/requests khổng lồ được gửi đến cùng lúc. Sẽ cần chia sẻ công việc của server hiện tại với các server khác nữa. Khi này, việc tải dữ liệu từ server nào sẽ do bộ cân bằng tải quyết định.

Một load balancer (Cân bằng tải) hoạt động như "traffic cop" (cảnh sát giao thông) ở phía trước server và điều phối các request từ thiết bị người dùng gửi đến cho tất cả các servers có khả năng xử lý các request đó, sao cho tối ưu về tốc độ và hiệu suất nhất và đảm bảo rằng không có server nào phải hoạt động quá mức. Nếu một server đơn lẻ bị hỏng, cân bằng tải (load balancer) sẽ chuyển hướng lưu lượng truy cập đến các server còn lại đang hoạt động. Khi một server mới được thêm vào nhóm server, bộ cân bằng tải sẽ bắt đầu tự động gửi yêu cầu đến máy chủ mới thêm này.

Tóm lại, một load balancer sẽ thực hiện các chức năng chính sau đây:

Phân phối các requests từ người dùng hoặc network load một cách hiệu quả trên nhiều servers.

Đảm bảo tính khả dụng và tính sẵn sàng cao bằng cách chỉ gửi các yêu cầu đến các máy chủ đang hoạt động.

Thêm vào hoặc loại bớt các servers theo yêu cầu một cách linh hoạt và dễ dàng.

Có ba vấn đề tối quan trọng trong một hệ thống load balancer giúp giải quyết: đó là các yếu tố hiệu suất, tính sẵn sàng và tính kinh tế.

Khi đề cập đến vấn đề chi phí, cân bằng tải cũng là một giải pháp giúp tối ưu chi phí. Triển khai một máy chủ dung lượng lớn có thể tốn kém hơn so với sử dụng một nhóm máy chủ nhỏ hơn. Chi phí để thêm một máy chủ nhỏ vào nhóm máy chủ cũng rẻ hơn và thực hiện cũng dễ dàng hơn so với việc nâng cấp và thay thế cả một cỗ máy lớn. Hơn tất cả, khả năng bảo vệ hệ thống toàn vẹn trước sự cố ngừng hoạt động sẽ luôn đảm bảo tính tin cậy và độ uy tín cho hình ảnh của doanh nghiệp, tổ chức, và lợi ích này là hoàn toàn vô giá.

Vậy triển khai Load Balancer trong doanh nghiệp có phức tạp và có gặp phải những hạn chế gì không, triển khai như thế nào cho hiệu quả? Quý bạn độc giả hãy cùng khám phá trong sự kiện Bizfly Expert Talk 60 diễn ra vào ngày 25/08 tới đây với chủ đề High Availability cho Load Balancers.

Phạm Trang