Tài liệu: Kỹ thuật cân bằng tải lưu lượng

Hiện nay, khi nhu cầu truy nhập mạng bùng nổ, các server cung cấp dịch vụ đang trở nên quá tải. Việc lựa chọn một server đơn lẻ có cấu hình cực mạnh để đáp ứng nhu cầu này sẽ kéo theo chi phí đầu tư rất lớn. Giải pháp hiệu quả được đưa ra là sử dụng một nhóm server cùng thực hiện một chức nóng dưới sự điều khiển của một công cụ phân phối tải - Giải pháp cân bằng tải. Có rất nhiều hãng đưa ra giải pháp cân bằng tải như Cisco, Coyote Point, Sun...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu: Kỹ thuật cân bằng tải lưu lượng Kỹ thuật cân bằng tải lưu lượngHiện nay, khi nhu cầu truy nhập mạng bùng nổ, các server cung cấp dịch vụđang trở nên quá tải. Việc lựa chọn một server đơn lẻ có cấu hình cực mạnh đểđáp ứng nhu cầu này sẽ kéo theo chi phí đầu t ư rất lớn. Giải pháp hiệu quảđược đưa ra là sử dụng một nhóm server cùng thực hiện một chức nóng d ướisự điều khiển của một công cụ phân phối tải - Giải pháp cân bằng tải. Có rấtnhiều hãng đưa ra giải pháp cân bằng tải nh ư Cisco, Coyote Point, SunMicrosystems... với rất nhiều tính nóng phong phú. Tuy nhiên, về cơ bản,nguyên tắc cân bằng tải vẫn xuất phát từ những quan điểm kỹ thuật khá t ươngđồng. Giới thiệu Hiện nay, khi nhu cầu truy nhập mạng b ùng nổ, các servercung cấp dịch vụ đang trở nên quá tải. Việc lựa chọn một server đ ơn lẻ có cấuhình cực mạnh để đáp ứng nhu cầu này sẽ kéo theo chi phí đầu t ư rất lớn. Giảipháp hiệu quả được đưa ra là sử dụng một nhóm server cùng thực hiện mộtchức nǎng dưới sự điều khiển của một công cụ phân phối tải - Giải pháp cânbằng tải. Có rất nhiều hãng đưa ra giải pháp cân bằng tải nh ư Cisco, CoyotePoint, Sun Microsystems... v ới rất nhiều tính nǎng phong phú. Tuy nhi ên, vềcơ bản, nguyên tắc cân bằng tải vẫn xuất phát từ những quan điểm kỹ thuật khátương đồng. Một kỹ thuật cân bằng tải điển hình là RRDNS (Round RobinDNS). Với giải pháp này, nếu một server trong nhóm bị lỗi, RRDNS sẽ vẫntiếp tục gửi tải cho server đó cho đến khi ng ười quản trị mạng phát hiện ra lỗivà tách server này ra kh ỏi danh sách địa chỉ DNS. Điều này sẽ gây ra sự đứtquãng dịch vụ. Sau những phát triển, từ các thuật toán cân bằng tải tĩnh nh ưRound Robin, Weighted Round Robin đến các thuật toán cân bằng tải độngnhư Least Connection, Weighted Least Connection, Optimized WeightedRound Robin và Optimized Weighted Least Connection, kỹ thuật cân bằng tảihiện nay nhờ sự kết hợp các thuật toán trên ngày càng trở nên hoàn thiện mặcdù nhược điểm vốn có như tạo điểm lỗi đơn và vấn đề nút cổ chai do sử dụngbộ điều phối tập trung (centralized dispatcher) vẫn c òn. Bài báo này gi ới thiệumột giải pháp mà Microsoft sử dụng cho web server chạy websiteMicrosoft.com, đó là kỹ thuật cân bằng tải mạng (NLB - Network LoadBalancing). Ngoài khả nǎng áp dụng với Web server, kỹ thuật này còn có thểáp dụng với các hệ server ứng dụng khác. NLB không chỉ làm nhiệm vụ phânphối tải cho các server mà còn còn cung cấp cơ chế đảm bảo hệ thống servertính luôn khả dụng trước các client. NLB không có yêu cầu đặc biệt gì về phầncứng, bất cứ máy tính nào hợp chuẩn đều có thể đ ược sử dụng làm server. Chiphí triển khai nhờ đó giảm đáng kể. Kiến trúc phần mềm phân tán của NLBcho phép cung cấp hiệu nǎng và tính khả dụng của kỹ thuật này ở mức caonhất. NLB hoạt động như thế nào NLB mở rộng hiệu nǎng của các server ứngdụng, chẳng hạn như Web server, nhờ phân phối các yêu cầu của client cho cácserver trong nhóm (cluster). Các server (hay còn gọi là host) đều nhận gói IPđến, nhưng gói chỉ được xử lý bởi một server nhất định. Các host trong nhómsẽ đồng thời đáp ứng các yêu cầu khác nhau của các client, cho dù một clientcó thể đưa ra nhiều yêu cầu. Ví dụ, một trình duyệt Web cần rất nhiều hình ảnhtrên một trang Web được lưu trữ tại nhiều host khác nhau trong một nhómserver. Với kỹ thuật cân bằng tải, quá trình xử lý và thời gian đáp ứng client sẽnhanh hơn nhiều. Mỗi host trong nhóm có thể định ra mức tải mà nó sẽ xử lýhoặc tải có thể phân phối một cách đồng đều giữa các host. Nhờ sử dụng việcphân phối tải này, mỗi server sẽ lựa chọn và xử lý một phần tải của host. Tảido các client gửi đến được phân phối sao cho mỗi server nhận được số lượngcác yêu cầu theo đúng phần tải đã định của nó. Sự cân bằng tải này có thể điềuchỉnh động khi các host tham gia vào hoặc rời khỏi nhóm. Đối với các ứngdụng như Web server, có rất nhiều client và thời gian mà các yêu cầu của clienttồn tại tương đối ngắn, khả nǎng của kỹ thuật n ày nhằm phân phối tải thôngqua ánh xạ thống kê sẽ giúp cân bằng một cách hiệu quả các tải v à cung cấpkhả nǎng đáp ứng nhanh khi nhóm server có thay đổi. Các server trong nhómcân bằng tải phát đi một bản tin đặc biệt thông báo trạng thái hoạt động của nó(gọi là heartbeat message) t ới các host khác trong nhóm đồng thời nghe bản tinnày từ các khác host khác. Nếu một server trong nhóm gặp trục trặc, các hostkhác sẽ điều chỉnh và tái phân phối lại tải để duy trì liên tục các dịch vụ chocác client. Trong phần lớn các trường hợp, phần mềm client th ường tự độngkết nối lại và người sử dụng chỉ cảm thấy trễ một vài giây khi nhận được đápứng trả lời. Kiến trúc hệ thống cân bằng tải Để tối đa hoá t hông lượng và độkhả dụng, công nghệ cân bằng tải sử dụng kiến trúc phần mềm phân tán ho àntoàn, trình điều khiển cân bằng tải được cài đặt và chạy song song trên tất cảcác host trong nhóm. Trình điều khi ...