High Availability là gì? Giải pháp thiết lập High Availability

High Availability (HA) được xem là một yếu tố  ảnh hưởng đến sự thành bại của một doanh nghiệp trong thời đại 4.0. Vậy High Availability là gì? Bạn hãy cùng FPT Cloud theo dõi nội dung bài viết ngày hôm nay.

>>> Xem thêm: Kubernetes là gì? Chức năng và cơ chế hoạt động chi tiết

1. High Availability (HA) là gì?

High Availability (HA) hay còn được biết đến với tên gọi “Tính sẵn sàng cao”. Đây là một khái niệm chỉ độ sẵn sàng phục vụ của các máy chủ hoặc thiết bị, giảm bớt nguy cơ gián đoạn của hệ thống.

Hiểu một cách đơn giản, High Availability là các quy trình công nghệ hoặc một giải pháp công nghệ. Các giải pháp này sẽ giúp bạn đảm bảo rằng ứng dụng và cơ sở dữ liệu luôn trong tình trạng sẵn sàng truy cập mọi lúc, trong mọi điều kiện.

High Availability hiện nay đã xuất hiện rất nhiều trong các lĩnh vực trong đời sống. Có thể kể đến như các dịch vụ ngân hàng trực tuyến, hệ thống mạng điện thoại di động, các dịch vụ lưu trữ đám mây,.. Điều này cho thấy được tầm quan trọng của High Availability. 

2. Vai trò của High Availability là gì?

Sự hiện diện của High Availability không chỉ nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của dịch vụ, mà còn tạo ra một nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp trong môi trường cạnh tranh khốc liệt.

Có thể kể ra 3 vai trò chính của High Availability như sau:

Bảo vệ giữ liệu của doanh nghiệp

Khi thực hiện các giải pháp để đạt được trạng thái High Availability, tất cả các giữ liệu đều được chia nhỏ và bảo mật ở nhiều vị trí khác nhau. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro khi có sự cố xảy ra, tránh làm mất mát dữ liệu ở mức nghiêm trọng. 

Đảm bảo tính liên tục của các hoạt động trong kinh doanh

High Availability giúp cho việc trải nghiệm sản phẩm và dịch vụ của khách hàng được diễn ra suôn sẻ. Nhờ việc giữ liệu được lưu trữ ở nhiều nơi, High Availability cung cấp khả năng phản hồi cao hơn, qua đó giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và đảm bảo rằng khách hàng sẽ luôn có thể truy cập vào sản phẩm hoặc dịch vụ

Tăng khả năng cạnh tranh

High Availability giúp bạn đảm bảo rằng các quy trình kinh doanh quan trọng không bị gián đoạn, từ đó đem lại một hiệu suất và năng suất ấn tượng hơn so với các doanh nghiệp không có hệ thống HA. 

High Availability đóng một vai trò thiết yếu trong việc đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định cho doanh nghiệp. Đây có thể xem là chìa khoá để thúc đẩy sự phát triển bền vững và gia tăng tính cạnh tranh trong môi trường kinh doanh gắn liền với công nghệ như hiện nay.

>>> Xem thêm: Cloud Server là gì? Hoạt động của hệ thống máy chủ đám mây

3. High Availability hoạt động như thế nào?

High Availability nhằm mục tiêu đạt mức độ sẵn sàng tối đa là 100%. Tuy nhiên đây là một con số ‘’không tưởng’’ trong thực tế, vì vậy các doanh nghiệp thường cố gắng đạt tiêu chuẩn 99,999% về tính sẵn sàng, hoặc một mục tiêu thấp hơn đạt 99,9% - 99,99% độ sẵn sàng. 

Bất kể mức độ sẵn sàng mà một doanh nghiệp muốn hướng đến là gì, hệ thống High Availability trong doanh nghiệp đều hoạt động dựa trên các nguyên tắc sau:

 Loại bỏ các điểm thất bại đơn lẻ

Một điểm thất bại dù là nhỏ nhất trong quá trình vận hành luôn mang trong nó những rủi ro to lớn, khiến cho toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động nếu nó hỏng.
Ví dụ, nếu doanh nghiệp chỉ có một máy chủ để chạy các ứng dụng của mình, máy chủ đó có thể xem là một điểm thất bại đơn lẻ tiềm năng. Nếu máy chủ hỏng, ứng dụng sẽ không hoạt động.

High Availability ngăn chặn điều này bằng cách chia nhỏ các máy chủ, chia nhỏ các dữ liệu và lưu trữ ở nhiều nơi khác nhau. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro tối đa.

Xây dựng một khả năng chuyển đổi đáng tin cậy

Với High Availability, nếu một thành phần hỏng, một thành phần tương tự khác phải sẵn để thay thế ngay lập tức. Hệ thống cần có các thành phần dự phòng và đảm bảo quá trình chuyển đổi không mất dữ liệu hoặc ảnh hưởng đến hiệu suất.

Triển khai phát hiện lỗi tự động

Khi đã thiết lập High Availability, hệ thống sẽ phát hiện và xử lý sự cố ngay lập tức. Thường thì các doanh nghiệp sẽ hướng đến một hệ thống có tự động hóa tích hợp để xử lý sự cố mà không cần can thiệp thủ công. 

Đảm bảo an toàn cho hệ thống giữ liệu

Khi một thành phần gặp sự cố, có thể xảy ra mất dữ liệu nếu không có biện pháp bảo vệ. Hệ thống High Availability có cơ chế để tránh hoặc giảm thiểu mất dữ liệu khi xảy ra sự cố.

Có thể thấy High Availability cung cấp một giải pháp hoạt động hiệu quả, khoa học, đảm bảo cho quá trình kinh doanh của doanh nghiệp diễn ra một cách hiệu quả nhất. 

Trong thực tế, nhiều doanh nghiệp khi thiết lập High Availability sẽ sử dụng cân bằng tải để phân phối khối lượng công việc, đặc biệt khi có nhiều người dùng cùng lúc. Cân bằng tải tự động gửi yêu cầu đến các máy chủ khác nhau, giúp không có máy chủ nào bị quá tải và loại bỏ điểm thất bại đơn lẻ.

4. Các giải pháp High Availability

Hiện nay, có 5 giải pháp High Availability phổ biến nhất mà các doanh nghiệp thường áp dụng bao gồm: 

Replication

Giải pháp High Availability này đề cập đến việc dữ liệu gốc được chuyển đến điểm đích thông qua tác vụ sao chép. Việc này giúp đảm bảo rằng giữ liệu luôn sẵn sàng và có thể truy cập ngay cả khi 1 vị trí gặp sự cố trong quá trình hoạt động.

Log Shipping

Các giữ liệu gốc sẽ được chuyển đến điểm đích thông qua một tác vụ sao chép Transaction Log. Khi thiết lập High Availability, giải pháp này cho phép phục hồi nhanh chóng trong trường hợp xảy ra sự cố với cơ sở dữ liệu chính.

Mirroring (Database Mirroring)

Đây là một giải pháp High Availability giúp bảo vệ giữ liệu. Mirroring hoạt động bằng cách duy trì một bản sao chính xác của cơ sở dữ liệu trên một máy chủ khác.

Clustering

Clustering là một giải pháp High Availability mạnh mẽ cho các doanh nghiệp cần đảm bảo tính sẵn sàng cao và khả năng chịu tải. Được thiết lập thông qua các công cụ quản lý hệ thống hoặc phần mềm chuyên dụng.

AlwaysON Availability Groups

Giải pháp High Availability này giúp nhóm nhiều cơ sở dữ liệu vào một nhóm duy nhất, cho phép quản lý và bảo vệ chúng một cách hiệu quả hơn.

5. Xây dựng hệ thống High Availability

Để thiết lập High Availability, các doanh nghiệp cần triển khai ít nhất hai máy chủ, giúp duy trì việc truyền tải thông tin một cách liên tục. Hơn nữa, doanh nghiệp cũng cần xem xét khả năng xảy ra sự cố và thực hiện các kế hoạch dự phòng tại những khu vực quan trọng như:
Dự phòng tổng thể cho các kết nối từ Workstation đến router trong lớp truy cập của tòa nhà.

• Máy chủ dự phòng dành cho các mô-đun của server farm.
• Dự phòng các tuyến đường bên trong và giữa các thành phần trong mạng.
• Liên kết tiếp thị quảng cáo dự phòng tại các lớp truy cập.

5.1. Server Redundancy - Máy chủ dự phòng

Giải pháp High Availability này giúp đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ bằng cách duy trì một hoặc nhiều máy chủ thay thế. Nếu máy chủ chính gặp sự cố, máy chủ dự phòng sẽ tự động hoạt động để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và bảo vệ dữ liệu. 

5.2. Router Redundancy - Tuyến dự phòng 

Tuyến dự phòng liên quan đến việc sử dụng nhiều router để đảm bảo kết nối mạng không bị gián đoạn, qua đó đạt được trạng thái High Availability. Nếu một router gặp sự cố, hệ thống sẽ tự động chuyển sang router khác, giữ cho mạng luôn hoạt động ổn định và liên tục.

5.3. Load Balancing - Cân bằng tải

Để đáp ứng nhu cầu truy cập cao, các trang web của doanh nghiệp lớn thường áp dụng giải pháp cân bằng tải. High Availability là yếu tố cốt lõi trong việc đảm bảo các dịch vụ này luôn sẵn sàng phục vụ khách hàng. 

Như đã đề cập ở phần trước, cân bằng tải là quá trình phân phối lưu lượng truy cập, tải công việc giữa nhiều máy chủ hoặc tài nguyên để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo không có máy chủ nào bị quá tải. Điều này giúp doanh nghiệp đạt trạng thái High Availability trong quá trình kinh doanh của mình.

Bằng cách phân phối lưu lượng truy cập đều lên nhiều máy chủ, cân bằng tải giúp giảm thiểu rủi ro quá tải, nâng cao hiệu suất và đảm bảo tính liên tục của dịch vụ. Để thực hiện điều này, hệ thống thường bao gồm một máy chủ cân bằng tải trung tâm, các máy chủ ứng dụng và các cơ sở dữ liệu sao lưu phân tán.

5.4. Increasing Availability - Tăng khả năng sẵn sàng mạng 

Tăng khả năng sẵn sàng mạng là các biện pháp và chiến lược nhằm đảm bảo rằng mạng luôn hoạt động và có thể truy cập được. Điều này bao gồm việc sử dụng các công nghệ dự phòng, cân bằng tải và giám sát liên tục để phát hiện và khắc phục sự cố kịp thời.

5.5 Link Media Redundancy  - Dự phòng đa link

Đây là một thành phần không thể thiếu trong quá trình thiết lập High Availability trong doanh nghiệp. Dự phòng đa link nhằm đảm bảo tính sẵn sàng và độ tin cậy của mạng bằng cách sử dụng nhiều liên kết truyền thông song song. Khi một liên kết gặp sự cố, hệ thống sẽ tự động chuyển sang một liên kết khác để duy trì kết nối và tránh gián đoạn dịch vụ.

Dự phòng đa link giúp cải thiện hiệu suất mạng và giảm thiểu khả năng ngừng hoạt động, đặc biệt trong các môi trường yêu cầu độ ổn định cao, như trung tâm dữ liệu hoặc các ứng dụng doanh nghiệp quan trọng. Việc triển khai dự phòng đa link cũng thường đi kèm với các công nghệ như cân bằng tải và giám sát liên tục để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên mạng.

6. Làm thế nào để doanh nghiệp đo lường High Availability?

High Availability được xem là một thành tố quan trọng, cần phải thiết lập để đảm bảo sự thành công và tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp. Tuy nhiên, thiết lập High Availability là một chuyện, đo lường được tính sẵn sàng cũng là một thử thách đối với các doanh nghiệp.
Trong thực tế, có thể đo lường High Availability bằng các chỉ số sau: 

• Thời gian trung bình giữa các sự cố (MTBF): Là thời gian dự kiến giữa hai lần xảy ra sự cố của hệ thống.
• Thời gian ngừng hoạt động trung bình (MDT): Là thời gian trung bình mà một hệ thống không hoạt động.
• Mục tiêu thời gian phục hồi (RTO): Là tổng thời gian cần thiết để khôi phục sau một sự cố đã được lên kế hoạch hoặc một sự cố không mong muốn. RTO cũng được gọi là thời gian ước tính để sửa chữa.
• Mục tiêu điểm phục hồi (RPO): Là lượng dữ liệu tối đa mà một tổ chức có thể chấp nhận mất mát nếu xảy ra sự cố.

Ngoài ra, High Availability có thể được đo lường dựa trên việc một hệ thống hoạt động 100% và không gặp sự cố nào, tức là không có thời gian ngừng hoạt động.

Bạn có thể tính toán tỷ lệ khả năng sẵn sàng hàng tháng dựa trên số phút trong tháng và số phút hệ thống không hoạt động trong tháng đó, theo công thức sau:

Khả năng sẵn sàng = (số phút trong tháng - số phút ngừng hoạt động) * 100 / số phút trong tháng

Ví dụ, trong một tháng 30 ngày có tổng cộng 43,200 phút. Nếu thời gian ngừng hoạt động là 10 phút, bạn có thể sử dụng công thức sau để tính tỷ lệ khả năng sẵn sàng:

Khả năng sẵn sàng = (43,200 - 10) * 100 / 43,200 = 43,190 * 100 / 43,200 = 4,319,000 / 43,200 = 99.976852

Điều này tương đương với tỷ lệ khả năng sẵn sàng khoảng 99.98%. So với đó, thời gian ngừng hoạt động trong cùng tháng với tỷ lệ khả năng sẵn sàng 99.99% (bốn chữ số 9) chỉ là 4.32 phút.

Với những thông tin trên, FPT Cloud hy vọng đã giúp bạn hiểu rõ hơn về High Availability là gì và tầm quan trọng của nó. Bằng cách đầu tư vào các giải pháp High Availability, doanh nghiệp không chỉ nâng cao trải nghiệm người dùng mà còn bảo vệ danh tiếng và tăng cường khả năng cạnh tranh trên thị trường.