Tìm hiểu về công nghệ cân bằng tải - Load Balancing

19/10/2019

1. Khái niệm cân bằng tải

Cân bằng tải là một phương pháp phân phối khối lượng tải trên nhiều máy tính hoặc một cụm máy tính để có thể sử dụng tối ưu các nguồn lực, tối đa hóa thông lượng, giảm thời gian đáp ứng và tránh tình trạng quá tải trên máy chủ.

Các lợi ích khi sử dụng phương pháp cân bằng tải:

- Tăng khả năng đáp ứng, tránh tình trạng quá tải trên máy chủ, đảm bảo tính linh hoạt và mở rộng cho hệ thống.

- Tăng độ tin cậy và khả năng dự phòng cho hệ thống:Sử dụng cân bằng tải giúp tăng tính HA (High Availability) cho hệ thống, đồng thời đảm bảo cho người dùng không bị gián đoạn dịch vụ khi xảy ra lỗi sự cố lỗi tại một điểm cung cấp dịch vụ.

- Tăng tính bảo mật cho hệ thống:Thông thường khi người dùng gửi yêu cầu dịch vụ đến hệ thống, yêu cầu đó sẽ được xử lý trên bộ cân bằng tải, sau đó thành phần cân bằng tải mới chuyển tiếp các yêu cầu cho các máy chủ bên trong. Quá trình trả lời cho khách hàngcũng thông qua thành phần cân bằng tải, vì vậy mà người dùng không thể biết được chính xác các máy chủ bên trong cũng như phương pháp phân tải được sử dụng. Bằng cách này có thể ngăn chặn người dùng giao tiếp trực tiếp với các máy chủ, ẩn các thông tin và cấu trúc mạng nội bộ, ngăn ngừa các cuộc tấn công trên mạng hoặc các dịch vụ không liên quan đang hoạt động trên các cổng khác.

2. Các thuật toán cân bằng tải

Có rất nhiều thuật toán cân bằng tải được sử dụng, sau đây là các thuật toán cân bằng tải phổ biến nhất:

2.1. Thuật toán Round Robin:

Đây gọi là thuật toán luân chuyển vòng, các máy chủ sẽ được xem ngang hàng và sắp xếp theo một vòng quay. Các truy vấn dịch vụ sẽ lần lượt được gửi tới các máy chủ theo thứ tự sắp xếp.

Ví dụ:

Cấu hình một cụm Cluster bao gồm 03 máy chủ: A, B, C.

Yêu cầu dịch vụ thứ nhất sẽ được gửi đến máy chủ A.

Yêu cầu dịch vụ thứ hai sẽ được gửi đến máy chủ B.

Yêu cầu dịch vụ thứ ba sẽ được gửi đến máy chủ C.

Yêu cầu dịch vụ thứ tư sẽ lại được gửi cho máy chủ A….

2.2. Thuật toán Weighted Round Robin:

Bản chất giống như thuật toán Round Robin, tuy nhiên chúng ta có thể cấu hình cho một máy chủ nào đó thường xuyên được sử dụng hơn.

2.3. Thuật toán Least Connection:

Đây là thuật toán dựa trên tính toán số lượng kết nối để thực hiện cân bằng tải cho máy chủ, nó sẽ tự động lựa chọn máy chủ với số lượng kết nối đang hoạt động là nhỏ nhất.

2.4. Thuật toán Weights Least Connection:

Bản chất giống thuật toán Least Connection, nhưng chúng ta có thể cấu hình ưu tiên cho một máy chủ trong cụm máy chủ hoạt động.

2.5. Thuật toán Least Response Time:

Đây là thuật toán sử dụng phương pháp thời gian đáp ứng ít nhất, lựa chọn dịch vụ trên máy chủ với thời gian đáp ứng là thấp nhất.

Ngoài ra còn có rất nhiều thuật toán cân bằng tải khác tùy theo phần mềm hoặc phần cứng cân bằng tải được sử dụng.

3. Mô hình triển khai cho hệ thống DNS quốc gia.

Hiện tại hệ thống máy chủ tên miền quốc gia gồm 5 cụm máy chủ đặt trong nước trong đó 2 cụm tại thành phố Hồ Chí Minh; 2 cụm tại Hà Nội và 1 cụm đặt tại Đà Nẵng.

Công nghệ cân bằng tải được sử dụng trên hệ thống DNS quốc gia bao gồm:

- Round Robin DNS.

- Sử dụng thiết bị cân bằng tải chuyên dụng.

- Công nghệ DNS Anycast.

3.1. Round Robin DNS:

Phương pháp Round Robin DNS là một phương pháp cân bằng tải phổ biến, đơn giản và dễ sử dụng; đặc biệt phương pháp này rất thích hợp khi cân bằng tải theo khu vực địa lý (Global Server Load Balancing).

Trung tâm Internet Việt Nam đang sử dụng phương pháp cân bằng tải Round Robin DNS trong việc cân bằng tải truy vấn DNS .VN  cho các cụm máy chủ thuộc các khu vực địa lý khác nhau: Hà Nội, Đà Nẵng và Hồ Chí Minh.

Các truy vấn tên miền dưới .VN được phân bố đều trên các cụm máy chủ.

Ví dụ:

com.vn  nameserver = a.dns-servers.vn

com.vn  nameserver = b.dns-servers.vn

com.vn  nameserver = c.dns-servers.vn

com.vn  nameserver = d.dns-servers.vn

com.vn  nameserver = e.dns-servers.vn

com.vn  nameserver = f.dns-servers.vn

com.vn  nameserver = vn.cctld.authdns.ripe.net

Hình 1: Cân bằng tải sử dụng Round Robin DNS

Phương pháp cân bằng tải này dựa trên thuật toán Round Robin đã được trình bày ở trên.

Khi yêu cầu truy vấn đầu tiên đến được máy chủ DNS, nó sẽ trả về địa chỉ IP của máy chủ DNS-A.

Khi có yêu cầu truy vấn thứ hai đến máy chủ DNS, nó sẽ trả về địa chỉ IP của máy chủ DNS-B.

Khi có yêu cầu truy vấn thứ ba đến máy chủ DNS, nó sẽ trả về địa chỉ IP của máy chủ DNS-C.

Quá trình này cứ tiếp tục như vậy với các yêu cầu tiếp theo, và sau khi đi hết một vòng Round Robin, truy vấn sẽ được lặp lại.

3.2. Sử dụng thiết bị cân bằng tải chuyên dụng:

Phương pháp cân bằng tải dùng thiết bị phần cứng sẽ tạo một địa chỉ IP ảo với mạng bên ngoài, địa chỉ này sẽ được bản đồ hóa (mapping) với các địa chỉ máy chủ bên trong một Cluster. Bên ngoài sẽ không thể truy cập trực tiếp đến các máy chủ bên trong, mà chỉ truy cập đến địa chỉ ảo được cấu hình trên thiết bị cân bằng tải.

Hiện tại, Trung tâm Internet Việt Nam đang sử dụng các thiết bị cân bằng tải chuyên dụng như Cisco CSM, Cisco CSS trong việc cân bằng tải cho các máy chủ trong từng cụm máy chủ DNS quốc gia. Việc cân bằng tải này được thực hiện tại từng cụm máy chủ DNS nên còn được gọi là Local Load Balancing.

Ví dụ, cụm máy chủ DNS-B và cụm máy chủ DNS-C hiện tại đang được sử dụng phương pháp cân bằng tải bằng thiết bị chuyên dụng. Trong hai cụm này có nhiều máy chủ DNS cùng hoạt động, tuy nhiên người dùng bên ngoài chỉ nhìn thấy địa chỉ IP là Virtual IP (VIP): 203.119.10.105 (Cụm DNS-B); 203.119.38.105 (Cụm DNS-C). Bằng cách này có thể đảm bảo tăng khả năng đáp ứng truy vấn, tăng tính dự phòng và tính bảo mật cho hệ thống DNS quốc gia.

3.3. Công nghệ DNS Anycast:

Hiện tại, hệ thống DNS quốc gia sử dụng công nghệ DNS Anycast cho 02 cụm máy chủ đặt ở nước ngoài, công nghệ này  đảm bảo truy vấn tên miền ".vn" từ phía người dùng trên khắp thế giới sẽ được thực hiện rất nhanh qua máy chủ DNS gần nhất được tìm thấy trong số các máy chủ tên miền ".vn".

Nguồn: Vnnic

 

Tin liên quan

19/01/2023

Dự báo TOP các xu hướng công nghệ hàng đầu trong năm 2023

​Các xu hướng công nghệ 2023 nổi bật được các chuyên gia dự đoán sẽ phát triển mạnh mẽ trong những năm tới là trí tuệ nhân tạo AI, công nghệ chuỗi khối Blockchain, vũ trụ ảo Metaverse. Việc bắt kịp và thích ứng với các công nghệ này sẽ giúp các doanh nghiệp có thể nâng cao khả năng cạnh tranh của mình trong thị trường khốc liệt sắp tới. Dưới đây, hãy cùng Viettel IDC điểm qua những xu hướng công nghệ 2023 nổi bật nhé!

23/01/2023

Xu hướng Cloud 2023 hàng đầu các doanh nghiệp cần biết

Nhiều doanh nghiệp đang tích cực chạy đua với cuộc đua “số hóa”, để có được khả năng cạnh tranh cao nhất trên thị trường. Vây nên, xu hướng Cloud 2023 là những điều đang được các doanh nghiệp rất quan tâm hiện nay. Trong bài viết này, Viettel IDC sẽ đề cập đến bạn những xu hướng về điện toán đám mây hàng đầu trong năm 2023 chúng ta cần biết nhé, bên cạnh các công nghệ thực tế ảo VR, metaverse.

13/01/2023

2022 - Thời kỳ bùng nổ của Cloud tại Việt Nam

​Công nghệ điện toán đám mây - Computing Cloud năm 2022 đã phát triển và bùng nổ cực kỳ mạnh mẽ, từ đó ảnh hưởng tới nhiều doanh nghiệp lớn và nhỏ. Dưới đây, chúng ta hãy cùng xem lại các xu hướng Cloud năm 2022 phổ biến nhất với Viettel IDC nhé!

11/10/2022

Những thông tin nhất định phải biết về Ethereum mới phiên bản 2.0

Ethereum 2.0, còn được biết đến là Eth2 hay “Serenity”, là một bản nâng cấp dành cho Ethereum Node, hứa hẹn sẽ cải thiện đáng kể chức năng và trải nghiệm của toàn bộ mạng. Tuy nhiên, đó chỉ là phần nổi của tảng băng chìm. Với việc Ethereum là một trong những loại tiền điện tử phổ biến nhất trên hành tinh, việc tìm hiểu Ethereum 2.0 thực sự là gì và nó sẽ ảnh hưởng như thế nào đến toàn bộ lĩnh vực tiền mã hóa vô cùng quan trọng. Ở bài viết này, Viettel IDC sẽ cung cấp cho bạn những thông tin nhất định phải biết về Ethereum phiên bản 2.0 nhé!

13/10/2022

Công nghệ chuỗi khối Blockchain là gì? Cơ chế hoạt động của chuỗi khối Blockchain?

Công nghệ Blockchain (chuỗi khối) đang dần trở thành xu hướng mới trên thị trường đầu tư và công nghệ toàn cầu. Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng to lớn trong các ngành từ dịch vụ tài chính, sản xuất và khu vực công cho đến chuỗi cung ứng, giáo dục và năng lượng. Việt Nam cũng không nằm ngoài xu thế này. Chính vì vậy, việc tìm hiểu về Blockchain ngay từ bây giờ là rất cần thiết đối với các bạn trẻ.

14/10/2022

Tìm hiểu kiến thức về Public Chain và Private Chain

Nền tảng blockchain đã phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Các phân loại của blockchain như Private, Public mang những sự khác biệt dẫn đến trải nghiệm người dùng khác nhau và đa dạng hóa sự lựa chọn loại blockchain phù hợp. Hãy cùng CryptoLeakvn tìm hiểu sự khác nhau giữa Public và Private blockchain, cũng như tìm ra lựa chọn tối ưu nhất trong các loại blockchain này thông qua bài viết hôm nay.

05/10/2022

Công nghệ Blockchain là gì? Lợi thế vượt trội khi doanh nghiệp ứng dụng Blockchain

Trong thời gian gần đây, công nghệ Blockchain đã và đang dần trở thành xu hướng trên toàn cầu, trong đó có cả Việt Nam. Có thể nói, ngành công nghệ này đã mang lại nhiều lợi ích to lớn cho doanh nghiệp, từ lĩnh vực tài chính, sản xuất cho đến cả giáo dục hoặc năng lượng.

12/10/2022

​Tất tần tật kiến thức quan trọng về hạ tầng Blockchain

Mọi hệ thống phức tạp đều yêu cầu cơ sở hạ tầng thích hợp, hoặc tài nguyên và một khuôn khổ cơ bản để hoạt động. Cũng giống như lưới điện, các trạm phát điện và đường ống bao gồm cơ sở hạ tầng năng lượng cần thiết để cung cấp điện cho một quốc gia. Do đó, các Node, phần mềm và hệ thống dựa trên đám mây hoặc phần cứng được yêu cầu để chạy các mạng Proof of Stake (PoS).

09/10/2022

Tất tần tật từ A - Z về dịch vụ Blockchain

Hiện nay, dịch vụ Blockchain đã phát triển mạnh mẽ và mở ra một xu hướng mới cho nhiều lĩnh vực khác nhau như trong tài chính, điện tử viễn thông, kế toán, logistics,... Vậy, cụ thể thì Blockchain là gì? Chúng có thể mang lại những lợi ích gì cho chúng ta? Hãy cùng Viettel IDC tìm hiểu câu trả lời cho những vấn đề này nhé! Bài viết dưới đây sẽ giải đáp chi tiết giúp bạn.

08/10/2022

Node là gì? Nên thuê Ethereum Node hay Bitcoin Node?

Bạn mới tìm hiểu về Node Blockchain, và đang phân vân không biết nên thuê Ethereum Node hay Bitcoin Note? Cách hoạt động của Node là gì? Trong bài viết này, Viettel IDC sẽ giải đáp các câu hỏi này cho bạn đọc, cùng nhau theo dõi bài viết bên dưới nhé!

// doi link