از زمان ظهور فناوری‌های جدیدی که در سطح جهانی معرفی شده‌اند تا به امروز، افراد زیادی برای بهبود بهینه‌سازی و کارایی دیتاسنتر‌ها تلاش کرده‌اند. این پیشرفت‌ها، به توسعه کلاستر سرور یا خوشه‌های سرور منتهی شده‌است. خوشه سرور، نسبت به سرورهای معمولی دیتاسنتر، مزیت‌های بیشتری دارد. دسترس‌پذیری بالا، مقیاس‌پذیری بهتر، بالا بودن قابلیت اطمینان و افزونگی از مهمترین مزیت‌های خوشه سرور به شمار می‌روند.
سرورهای خوشه‌بندی شده برای محافظت از داده‌ها بکار می‌روند. بدین صورت، در زمان قطعی به دلیل خرابی نرم افزار، اتفاقات خارجی در سایت سرور فیزیکی و خرابی سخت افزار، داده‌های شما محفوظ می‌ماند. در این مطلب قصد داریم به بررسی بیشتر مفهوم کلاستر سرور داشته باشیم.
کلاستر سرور چیست؟
کلاسترینگ سرور روشی برای محافظت از داده‌های ارزشمند است. در این روش، سرورها طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که با یکدیگر در یک کلاستر یا خوشه کار کنند تا ثبات پیکربندی کل خوشه حفظ شود. در صورتی که قصد خرید یک سرور نظیر سرور اختصاصی ایران را دارید و می‌خواهید از دسترس‌پذیری، مقیاس‌پذیری و تحمل خطای بالاتری بهره‌مند شوید، می‌توانید از این فناوری استفاده کنید.
برخی از مهمترین قابلیت‌های کلاسترینگ سرور عبارتند از:
- مقابله با خطای برنامه یا سرویس: سرورهای خوشه بندی شده می‌توانند با انواع خرابی برنامه یا خرابی سرویسی که مربوط به خطاهای نرم افزاری یا سرویس‌های مهم هستند، مقابله کنند. البته، ممکن است عوامل دیگری باعث خرابی برنامه یا سرویس شود و کلاستر سرور نتواند از وقوع آن جلوگیری کند.
- خرابی سختافزار یا سیستم: برخی از رایج‌ترین دلایل خرابی سختافزار عبارتند از گرم شدن بیش از حد، تمام شدن عمر محصول یا بهینه‌سازی ضعیف. یک کلاستر سرور علاوه بر جلوگیری از خرابی سخت افزار‌هایی مانند حافظه، منبع تغذیه، هارد دیسک و CPU، به اجرای روان این سختافزارها کمک می‌کند.
- خرابی‌های سایت: دلایل بسیار زیادی برای خرابی سایت وجود دارد. کلاستر سرور به جلوگیری از مشکلات ناشی از مواردی نظیر قطعی برق، رویداد‌های خارج از محیط دیتاسنتر و غیره کمک می‌کند.
انواع کلاستر سرور
قبل از خرید سرور، بهتر است با انواع کلاستر سرور آشنا شوید. سرورها بر اساس گره‌ها یا سیستم خوشه بندی، طبقه‌بندی می‌شوند. به طور کلی، 3 نوع کلاستر سرور وجود دارد:
Single Quorum Cluster یا Standard Quorum Cluster
کلاستر Single Quorum یا Standard Quorum یکی از پرکاربردترین کلاسترهای سرور است. این کلاستر از چندین سرور تشکیل شده است. هر کدام از این سرورها، برای یک دستگاه اتصال به نام گذرگاه، از یک یا چند آرایه‌ی دیسک خوشه‌ای استفاده می‌کنند.
در اصل، کار هر سرور، مدیریت و مالکیت آرایه‌های دیسک کلاستر منفرد در کلاستر است. quorum سیستمی است که برای مشخص کردن آنلاین بودن یا نبودن هر خوشه استفاده می‌شود. استفاده از کلاستر Single Quorum یا Standard Quorum بسیار راحت است. هر سرور، برای برقراری ارتباط آنلاین با گذرگاه مرکزی، می‌تواند یک رای صادر کند.
تا زمانی بیشتر از 50% سرورها یا گره‌ها در یک single quorum cluster آنلاین و در حال اجرا باشند، خوشه به کار خود ادامه می‌دهد. در صورتی که بیشتر از 50% از خوشه‌ها پاسخگو نباشند، تا زمانی که مشکل گره خاص حل نشود، خوشه کار خود را متوقف می‌کند.
Majority Node Set Cluster
این کلاستر شبیه به single quorum cluster است. با این تفاوت که کلاستر Majority Node Set در زمان پیکربندی سرورهای راه دور، انعطاف‌پذیری بیشتری دارد. از این کلاستر برای سرور‌هایی که در موقعیت جغرافیایی مختلف قرار دارند، استفاده می‌کنند.
در Majority Node Set Cluster هر گره کپی خود از داده‌های پیکربندی شده کلاستر را به همراه دارد. این کپی به طور مداوم در تمام گره‌ها جریان دارد. هر گره دارای یک سیستم ذخیره‌سازی جداگانه برای داده‌های quorum تکراری محلی است و به همین دلیل، نیازی به یک گذرگاه ذخیره‌سازی مشترک ندارد.
Single Node Cluster
Single Node Cluster شامل یک گره واحد است که معمولا برای آزمایش کردن استفاده می‌شود. به دلیل کاربرد آزمایشی این کلاستر، بهتر است از آن برای تحقیق و توسعه برنامه‌های کاربردی کلاستر استفاده شود.
همچنین، از آنجایی که این کلاستر فقط یک گره دارد و گروه‌های کلاستر در دسترس نیستند، موارد استفاده از آن محدود است.
کلاسترینگ سرور چگونه کار می‌کند؟
کلاستر سرور به گروهی از سرورها که به یک سیستم متصل هستند و تحت یک IP واحد با یکدیگر کار می‌کنند، گفته می‌شود. بدین صورت، مواردی نظیر دسترس‌پذیری، قابلیت اطمینان و مقیاس‌پذیری سرور بهتر می‌شود.
هر زمان که یکی از سرورها بنا به هر دلیلی قطع یا خراب شود، کلاسترهای سرور به سرور دیگری اجازه می‌دهند که عملیات قبلی را انجام دهد تا کاربر دچار قطعی یا خرابی نشود. به عبارتی دیگر، بار کاری به سرور دیگری منتقل می‌شود. در واقع، خوشه‌های سرور تا حد امکان زمان خرابی سرور را کاهش می‌دهند و کارایی عملکرد آن را بهبود می‌بخشند.
در محیط کلاستر سرور، هر سرور با نام “گره” شناخته می‌شود. هر گره دارای هارد دیسک، رم، منابع CPU و سیستمعامل مخصوص به خودش است و می‌تواند به طور مجزا از این امکانات استفاده کند.
مزایای کلاسترینگ سرور چیست؟
با داشتن محیط کلاسترشده، می‌توانید به راحتی خرابی برنامه‌ها، سخت افزار و وبسایت خود را مدیریت کرده و احتمال قطعی را کاهش دهید. به عبارت دیگر، احتمال دردسترس بودن وبسایت خود را افزایش می‌دهید. هر چه میزان خرابی وبسایت شما کمتر باشد، هزینه‌های مرتبط با بازیابی سیستم نیز کاهش می‌یابند.
به زبان ساده‌تر، در صورتی که بر روی کلاستر سرور سرمایه گذاری کنید، صرفه جویی بسیار زیادی در دراز مدت خواهید داشت.
برخی از مهمترین مزایای کلاسترینگ سرور عبارتند از:
افزایش انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری
هر سرور مجزا، تمام مواردی نظیر اتصال شبکه تا ذخیره‌سازی را انجام می‌دهد. با بکارگیری کلاستر سرور می‌توانید انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری سرور خود را تا حد قابل توجهی افزایش دهید. اما این به چه معنی است؟
کلاسترینگ سرور به شما این امکان را می‌دهد که در صورتی که تقاضای منابع بیشتری داشتید، بتوانید منابع آن سرور را با توجه به نیازتان افزایش دهید. اگر کسبوکار رو به رشدی دارید، می‌توانید یک گره اضافی را به کلاستر موجود، اضافه کنید. همچنین، در صورتی که قصد خرید VPS مدیریتشده را دارید، تنها کافی است با پشتیبانی خدمات سرور تماس بگیرید تا این کار برایتان انجام شود.
بهبود دسترس‌پذیری و عملکرد سرور
دلیل دیگری که باید از کلاستر سرور استفاده کنید این است که این روش در عین پشتیبانی از اتصالات همزمان، عملکرد و سرعت وب سایت یا برنامه را بهبود می‌بخشد.
در صورتی که از مقرراتی مانند PCI-DSS پیروی می‌کنید و یا اطلاعات مالی را بر روی سروری که به اینترنت متصل نیست ذخیره می‌کنید، کلاسترهای سرور می‌توانند برایتان مفید باشند.
کاهش هزینه‌های فناوری اطلاعات
تمامی شرکت‌ها برای مطمئن شدن از اینکه مشتریانشان همیشه می‌توانند به آن‌ها متصل شوند، به شبکه‌ای با افزونگی داخلی نیاز دارند. علاوه بر این، تمامی سرورها باید به عنوان یک سرور واحد عمل کنند و با یکدیگر در تعامل باشند.
یک محیط کلاسترشده به شرکت‌ها و کسبوکارهای کوچک تا بزرگ کمک می‌کند تا با جلوگیری از خرابی‌های احتمالی، هزینه‌های فعال نگه داشتن سیستم را کاهش دهند. از آن جایی که کلاسترهای سرور برای کار با یکدیگر در یک شبکه واحد پیکربندی شده‌اند، احتمال آسیب‌پذیری کاهش یافته و همزمان عملکرد شبکه بهتر می‌شود.
کاربردهای کلاسترینگ سرور
حال شاید برایتان سوال پیش آمده باشد که کلاسترینگ سرور چه کاربردی دارد و آیا لازم است که از این فناوری استفاده کنم؟
شما می‌توانید از کلاستر سرور برای بهبود دسترسی، افزایش مقیاس‌پذیری و تحمل خطا در طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها مانند موارد زیر استفاده کنید:
- وب‌سرور‌ها: با داشتن وب‌سرور‌های خوشه‌ای، مدیریت بارهای ترافیکی بالا بسیار راحت‌تر می‌شود و در عین حال، دسترس‌پذیری، سرعت و کارآمدی محتوای وبسایت شما افزایش می‌یابد. زمانی که بار کاری بین چندین سرور توزیع می‌شود، کاربران می‌توانند بدون هیچ مشکلی به صفحات وب موردنظرشان دسترسی داشته باشند.
- سرورهای دیتابیس: سرورهای دیتابیس کلاستر شده می‌توانند تحمل خطا، مقیاس‌پذیری و دسترس‌پذیری داده‌های حیاتی را بهتر کنند. زمانی که بار کاری بین چندین سرور توزیع شود، داده‌ها همیشه در دسترس هستند و حتی در صورت خرابی سرور نیز می‌توانید به این داده‌ها دسترسی داشته باشید.
- سرورهای ایمیل: سرورهای ایمیل کلاسترشده، قابلیت مقیاس‌پذیری، در دسترس بودن و تحمل خطا را برای سیستم‌های ایمیل سازمانی فراهم می‌کنند. بدین صورت، کاربران می‌توانند بدون هیچگونه اختلالی، ایمیل‌های سازمانی خود را ارسال یا دریافت کنند.
- مجازی‌سازی: با استفاده از محیط‌های مجازی‌سازی کلاسترشده، دسترس‌پذیری، تحمل خطا و مقیاس‌پذیری ماشین‌های مجازی بهتر می‌شود. بدین صورت، ماشین‌های مجازی می‌توانند عملکرد بهتری داشته باشند و کاربران این ماشین‌ها، بدون هیچ تاخیری به داده‌ها و برنامه‌های خود دسترسی خواهند داشت.
- کلاسترهای محاسباتی با کارایی بالا (HPC): محیط‌های HPC کلاسترشده، با قدرت محاسباتی و کارایی بالا همراه هستند. شما می‌توانید از این محیط‌ها برای کاربردهای علمی و مهندسی استفاده کنید. زمانی که بار کاری بین چند سرور پخش می‌شود، سرعت و کارآمدی محاسبات به طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد.
- رایانش ابری: رایانش ابری برای انجام محاسبات ابری و طیف وسیعی از کاربردهای دیگر استفاده می‌شود. کاربران محیط رایانش ابری کلاسترشده می‌توانند از هر مکان و در هر زمانی، بدون کوچک‌ترین تاخیری از برنامه‌ها و داده‌های خود استفاده کنند.
چگونه یک کلاستر سرور را پیکربندی کنیم؟
اگر برایتان جالب است که کلاستر سرور خود را پیکربندی کنید، باید بدانید که برای سرور‌هایی که قصد استفاده از آن‌ها را دارید، به راه اندازی یک دیتابیس و سیستم فایل مشترک نیاز خواهید داشت.
برای راه اندازی سرورها در پیکربندی کلاستر شده، باید هر سیستم فیزیکی را به صورت جداگانه پیکربندی کرده و سرورها را به فضای ذخیره‌سازی شبکه و دیتابیس متصل کنید. در قدم بعدی، باید load balancer را برای توزیع ترافیک بین سرورها، به صورت دستی یا خودکار (با استفاده از نرم افزار) پیکربندی کنید.
اگر می‌خواهید سرور کلاستر شده شما به درستی کار کند، باید مطمئن شوید که هر سرور در کلاستر، یک نسخه یکسان از IBM™ UrbanCode™ Deploy را اجرا می‌کند. همچنین، سرورها باید در همان شبکه متصل باشند. سپس، مطمئن شوید که قوانین فایروالی که استفاده می‌کنید به خوبی با سرورهای شما از طریق JMS و HTTPS ارتباط برقرار می‌کند.
جع‌بندی
کلاسترینگ سرور یک فناوری و تکنیک قدرتمند برای بهبود مقیاس‌پذیری، دسترس‌پذیری و کاهش خطا در برنامه‌های کاربردی مبتنی بر سرور است. زمانی که بار کاری به جای یک سرور بین چندین سرور جداگانه توزیع می‌شود، کاربران می‌توانند با اطمینان و سرعت بیشتری به داده‌های خود دسترسی داشت باشند.
کلاستر سرور در طیف وسیعی از برنامه‌ها مانند سرورهای ایمیل، سرورهای دیتابیس، سرورهای وب، محیط‌های رایانش ابری، محیط‌های مجازی‌سازی و محیط‌های HPC استفاده می‌شود. این تکنیک با توجه به افزایش تقاضای روز افزون برای خدمات مختلف و نیاز به دسترس‌پذیری و قابلیت اطمینان بالا، نقش مهمی در دنیای فناوری ایفا می‌کند.
سوالات متداول
منظور از کلاستر سرور چیست؟
کلاستر سرور به گروهی از سرورها که همگی به عنوان یک سیستم واحد کار می‌کنند، گفته می‌شود. این فناوری قابلیت در دسترس بودن سرور، تعادل بار و پردازش موازی را امکان پذیر می‌کند.
چند سرور در یک کلاستر وجود دارد؟
تعداد سرورهای یک کلاستر از حداقل 2 عدد شروع شده و بسته به نیاز کاربر، تعداد بیشتری به آن اضافه می‌شود.
کلاسترینگ سرور چه تاثیری در عملکرد دارد؟
زمانی که بار کاری بین چندین سرور پخش می‌شود، عملکرد سرور بهتر شده و برنامه‌ها از قدرت پردازش و حافظه بیشتری (نسبت به یک سرور واحد) برخوردار می‌شوند. همچنین، در کلاستر سرور از تکنیک‌های مفیدی مانند load balancing برای توزیع حجم کار به صورت یکنواخت بر روی تمامی سرورها استفاده می‌شود.
