Với nền kinh tế toàn cầu đang phát triển, các Công ty với quy mô trên toàn thế giới đã và đang đưa công nghệ thông tin vào các ứng dụng thực tế. Thương mại điện tử đã tạo diều kiện dế mọi người có thể tiến hành kinh doanh 24 giờ một ngày, 7 ngày một tuần. Những ứng dụng mới có thể cho phép tiến hành tin học hoá các hoạt động hàng ngày của mình với mức độ cao nhất từ xưa đến nay. Xu hướng như vậy đã rõ ràng, tất cả chúng ta đều cần phải dựa vào một hệ thống ổn định để có thể truy cập bất cứ lúc nào. Chính nhu cầu này làm tăng đáng kể tính sẩn sàng của hệ thống. Chính vì các công ty và các tổ chức đều phải dựa vào hệ thống máy tính của mình, bất cứ thời gian ngừng hoạt động nào của hệ thống đều có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến kinh doanh của công ty. nó không chỉ là sự sút giảm về năng suất lao động mà còn là sự thất thoát về doanh thu hay thậm chí là sự suy giám vị thế trên thị trường. Hiện nay các hãng lớn về lĩnh vực công nghệ thông tin đã và đang được nghiên cứu các giải pháp nâng cao tính sẵn sàng cao hệ thống mạng bao gồm cả giải pháp phần cứng và phần mềm. Các công ty,tổ chức với quy mô lớn đang được áp dụng các giải pháp tính sàn sàng cao đế đảm bảo hệ thống của họ vận hành liên tục. Và tương lai mọi công ty, tổ chức vừa và nhỏ mà hoạt động của họ đều dựa vào hệ thống mạng thì cần phải có một giải pháp sẵn sàng tích hợp
HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ - - PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ AN TỒN MẠNG MÁY TÍNH ĐỀ TÀI: Các phương pháp dự phịng nâng cao tính sẵn sàng hệ thống Hà Nội - 2018 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Mục lục: MỞ ĐẦU CHƯƠNG I HỆ THỐNG SẴN SÀNG CAO 1.1 Khái niệm hệ thống sẵn sàng cao (High Availability) 1.2 Các rủi ro mức độ rủi ro hệ thống 1.3 Các giải pháp chung đảm bào tính sẵn sàng cao CHƯƠNG II 14 CÔNG NGHỆ KẾT CỤM 14 2.1 Định nghĩa kết cụm (Cluster) 14 2.2 Các lợi ích hạn chế kết cụm 15 2.3 Kết cụm nhiều địa điểm phân tán địa lý 16 2.4 Tổ chức kết cụm 18 2.5 Nguyên lý hoạt động kết cụm 19 2.6 Các chế thứ lỗi (Failover ) 22 2.7 Nhịp tim (Heartbeat) 28 2.8 Cân tải mạng (Network Load Balancing- NLB) 29 CHƯƠNG : DEMO (NLB) 34 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 MỞ ĐẦU Với kinh tế toàn cầu phát triển, Cơng ty với quy mơ tồn giới đưa công nghệ thông tin vào ứng dụng thực tế Thương mại điện tử tạo diều kiện dế người tiến hành kinh doanh 24 ngày, ngày tuần Những ứng dụng cho phép tiến hành tin học hố hoạt động hàng ngày với mức độ cao từ xưa đến Xu hướng rõ ràng, tất cần phải dựa vào hệ thống ổn định để truy cập lúc Chính nhu cầu làm tăng đáng kể tính sẩn sàng hệ thống Chính cơng ty tổ chức phải dựa vào hệ thống máy tính mình, thời gian ngừng hoạt động hệ thống ảnh hưởng nghiêm trọng đến kinh doanh cơng ty khơng sút giảm suất lao động mà thất doanh thu hay chí suy giám vị thị trường Hiện hãng lớn lĩnh vực công nghệ thông tin nghiên cứu giải pháp nâng cao tính sẵn sàng cao hệ thống mạng bao gồm giải pháp phần cứng phần mềm Các công ty,tổ chức với quy mô lớn áp dụng giải pháp tính sàn sàng cao đế đảm bảo hệ thống họ vận hành liên tục Và tương lai công ty, tổ chức vừa nhỏ mà hoạt động họ dựa vào hệ thống mạng cần phải có giải pháp sẵn sàng tích hợp CHƯƠNG I HỆ THỐNG SẴN SÀNG CAO 1.1 Khái niệm hệ thống sẵn sàng cao (High Availability) 1.1.1 Định nghĩa tính sẵn sàng cao hệ thống Tính sẵn sàng cao cùa hệ thống hiểu hoạt động hệ thống trực tuyến sẵn sàng đáp ứng nhu cầu khách hàng thời điểm Có nhiều nhân tố làm cho hệ thống ngừmg hoại động đáp ứng yêu cầu khách hàng bao gồm thời gian cần để bảo trì hệ thống Mục đích giải pháp tính sẵn sàng cao hạn chế tối đa việc ngừng hoạt động khôi phục hệ thống cách nhanh chóng có cố xảy Tính sẵn sàng cao khơng phải công nghệ riêng biệt đặc trưng rõ ràng cua hệ thống Đúng hơn, tính sẵn sàng cao khả để đạt mục tiêu mang nhiều ý nghĩa cụ thể tuỳ theo nhu cầu đặt Để đạt mục tiêu chiến lược có nhiều chiến lược công nghệ dịch vụ dùng công nghệ hay dịch vụ lại hướng đến mục tiêu cụ thể 1.1.2 Các mức sẵn sàng cao Trong phạm vi tính sẵn sàng cao đơn giản mang ý nghĩa khôi phục thảm hoạ đưa tổ chức trở lại hoạt động bình thường hệ thống cách nhanh chóng Với hệ thống nhỏ đơn giản có hệ thống điện công nghệ lưu trữ liệu bảo vệ an tồn khơng bị ngắt kỹ thuật Với phạm vi rộng tính sẵn sàng cao hệ thống sẵn sàng làm việc liên tục đáp ứng nhu cẩu cùa khách hàng với cường độ, tần xuất khối lượng khác Ví du cơng nghệ chia sẻ khối lượng lớn cống việc để tiến hành nhiều nơi, đảm bảo tính suốt khách hàng sử dụng liệu phân bổ nhiều nơi với khoảng cách lớn khách hàng cảm nhận sử dụng liệu chỗ Cho nên, nói rằng, có nhiều mức độ tính sẵn sàng cao khác nằm hai mức độ tối thiểu tối đa đề cập đến Người ta chia mức độ sẵn sàng trung bình sau: Sẵn sàng Mức độ sẵn sàng Thời gian ngừng hđ/năm 100% phút Tính chịu lỗi cao 99.9999% phút Tính chịu lỗi thường 99.99% 53 phút Sán sàng cao 99.9% 8,8 tiếng 99-99.5% 44-87 tiếng Sẵn sàng liên tục Sẩn sàng bình thường Mức độ sẵn sàng tính cơng thức sau: Trong dó MTBF (Mean Time Between Fault) thời gian mà hệ thống hoạt động cung cấp dịch vụ, MTTR (Mean Time To Repair) thời gian mà hệ thống ngừng hoạt động cung cấp dịch vụ Như nâng cao mức độ sẵn sàng cách giảm thời gian ngừng hoạt dộng hệ thống thời gian khôi phục lỗi hệ thống gặp cố 1.1.3 Q uan niệm hệ sẵn sàng cao Quan niệm đơn kỹ thuật Khơng có giải pháp đơn giản, dễ dàng rẻ tiền cho tính sẵn sàng cao Bấi kì giải pháp phải đảm bảo cân đối nhu cầu thực tế tính kinh tế cùa Xu hướng tập hợp thành phần quan trọng khác phấn cứng, phần mềm, tiến trình hệ thống độc lập để tạo thành hệ thống phối hợp để quản lý cách tập trung Cụ thể là, tập hợp thành phần có mối quan hệ phụ thuộc lẫn hệ thống phức tạp thành hệ thống tổng thể để đáp ứng yêu cầu đặt Một hệ thống phối hợp thường cấu hình đo đạc trung tâm máy dịch vụ trung tâm mạng Trung tâm máy dịch vụ tập hợp máy dịch vụ kết cụm với tính sẵn sàng đo phần trăm thời gian dịch vụ trực tuyến mà khách hàng nơi miền hệ thống truy cập Trung tâm mạng dựa vào kiến trúc phân tán Tính sẵn sàng đo phần trăm thời gian dịch vụ trực tuyến mức người dùng cuối Giải pháp nâng cao tính sẵn sàng thường tập trung vào hai mặt là: ngăn ngừa tránh cố tất vấn đề làm cho hệ thống bị gián đoạn việc cung cấp dịch vụ Thêm vào đó, cần tập trung vào việc phục hồi nhanh hạn chế xung đột xảy làm cho hệ thống ngừng hoạt động Quan niệm kinh tế kỹ thuật Thực cách tiếp cận tiên tiến địi hỏi khơng phải lựa chọn thiết bị phần cứng tốt mà biết lựa chọn dịch vụ phần mềm tổ chức quản lý chúng để đạt giải pháp toàn hiệu Sự cần thiết dịch vụ phẩn mềm bổ sung cho sở hạ tầng điểm quan trọng Tính sẵn sàng cao không việc đạt thông qua giải pháp kỹ thuật, công nghệ phần quan trọng giải pháp Việc mua thiết bị công nghệ với giá cao, tính chịu lỗi cao, trạng thái hệ thống nghệ thuật không phái lúc cần thiết Điều có nghĩa là, việc kinh doanh cần đạt mức độ tính sẵn sàng mong muốn với cơng nghệ có dịch vụ thích hợp, với quản trị, hỗ trợ phòng ngừa rủi ro, quản lý đặt kế hoạch khôi phục đắn Bất kỳ giải pháp sẵn sàng cao cần đến hiểu biết thấu đáo hệ thống có kế hoạch xát xao Tính sẵn sàng hệ thống phải đánh giá, đo đạc, phòng ngừa kế hoạch điểu khiển hoạt động hệ thống cách thích hợp Tính chuyên môn cao yêu cầu cho giải pháp đạt hiệu cao 1.2 Các rủi ro mức độ rủi ro hệ thống Qua nghiên cứu cho thấy, nguyên nhân làm cho nhiều hệ thống bị trục trặc, sụp đổ có nguồn gốc từ: phần mềm, phần cứng, người dùng môi trường - Lỗi phần cứng: Phần cứng thường nguyên nhân dẫn tới hệ thống bị lỗi Theo thống kê cho thấy 39% trường hợp liên quan tới phần cứng, lỗi thiết bị lưu trữ 51,7%, nhớ 23%, bảng mạch 16,7%, xử lý 2,9% nguồn điện 5,7% Những lỗi hậu trình sản xuất bao gổm cơng nghệ sản xuất quản lý Ngày nay, nhiều nhà sản xuất không ngừng tiến công nghệ tổ chức quản lý để xây dựng thiết bị phần cứng với độ tin cậy cao Các thiết bị phần cứng ngày có nhiều tính sức mạnh lớn với độ tin cậy cao Ngoài lỗi thân thiết bị, lỗi phần cứng xảy khâu kết nối cáp, card mạng, chuyển mạch.v.v - Lỗi phần mềm: Tồn tất yếu Nhất việc xuất phiên phần mềm ngày gia tăng khả lỗi kèm theo phần mềm Theo thống kê cho thấy, lỗi phần mềm chiếm 31% tổng số lỗi Trong đó, hệ điểu hành 61,7% ứng dụng 39,3% Cũng lỗi phần cứng, nhà sản xuất phần mềm thường xuyên hoàn thiện sử dụng công nghệ (hướng đối tượng), tăng cường q trình tự động hóa việc sản xuất phần mềm sử dụng thành phần dùng lại để giảm thiểu lỗi phần mềm - Lỗi môi trường: mà hệ thống hoạt động có nhiều cố chủ quan đưa lại Nó bao gồm nguồn điện thảm hoạ môi trường cháy, khủng bố, lũ lụt, động đất.v.v Theo thống kê, lỗi môi trường chiếm 12% - Lỗi người dùng: Theo thống kê cho thấy, 18% lỗi người dùng gây ra, 66,6% người điều khiển Nguyên nhân dẫn đến lỗi người dùng chương trình khơng tiện dùng, trình độ thành thạo người dùng cịn hạn chế Vì vậy, giảm lỗi người dùng số phương pháp tăng cường đào tạo, phần mểm dễ sử dụng tổ chức quản lý tập trung Hình Biểu đồ mức lỗi trung bình loại hệ thống 1.3 Các giải pháp chung đảm bào tính sẵn sàng cao 1.3.1 Giải pháp phần cứng Nhìn vào biểu đồ lỗi ta thấy, số lỗi phần cứng lớn Vì vậy, giải pháp để khắc phục lỗi phần cứng quan tâm trước hết - Sử dụng dự phòng kết nối máy khách dịch vụ: Trong hệ sẵn sàng cao cần có giải pháp cho vấn để xảy máy khách truy cập dịch vụ từ máy dịch vụ qua mạng Ta loại bỏ lỗi đơn khâu kết nối cách dự phòng thành phần kết nối sử dụng nhiều card mạng ,Hub, Switch, Router Cáp, v.v từ hệ thơng chuyển tới card dự phịng mà khơng ảnh hưởng đến gián đoạn việc kết nối máy khách - Sử dụng công nghệ kết cụm để hạn chế tối đa ngừng hoạt động dịch vụ: Để hạn chế tối đa ngừng trễ hoạt động dịch vụ ta trang bị hai nhiều máy dịch vụ kết nối với môi trường kết cụm thực hay nhiều công việc khác nhau, trường hợp dịch vụ hay máy dịch vụ bị hỏng dịch vụ chuyển sang máy dịch vụ khác mơi trường kết cụm với thời gian ngừng chi vài giây Có nhiều cơng nghệ kết cụm phát triển để hạn chế tối đa ngừng trễ hệ thống Các cơng nghệ thiết kế cho dịch vụ hệ điều hành định Công nghệ kết cụm xem giải pháp chủ yếu để đảm bảo tính sẵn sàng cao tồn hệ thống - Cơng nghệ lưu trữ bảo vệ liệu: Tính sẵn sàng cao liên quan đến việc truy cập liệu với thiết bị lưu trữ Việc thiết kế kết hợp phần cứng công nghệ RAID (Redundant Array of Inexpensive Disk) với việc sử dụng phần mềm liệu cần thiết Để đạt mục đích tính sẵn sàng cao hiệu suất cao việc thiết kế nên có nhiều điều khiển thiết bị lưu trữ với đường dẫn cáp dự phòng tới thiết bị lưu trữ - Dự phòng thiết bị phần cứng cho thay thế: Hình 3.3: Tạo thư mục chứa website Hình 3.4 Tạo file chứa nội dung website - Xây dựng website cách add website vừa tạo vào IIS Hình 3.5: Xây dựng web site - Truy cập vào website thông qua địa IP máy webserver : 192.168.1.2 Hình 3.6: Truy cập vào website thơng qua địa IP Webserver - Thực hiên bước tương tự Webserver - Truy cập vào website thông qua địa IP máy webserver : 192.168.1.3 Hình 3.7: Truy cập vào website thông qua địa IP Webserver Như ta xây dựng sở liệu website cho webserver 3.2.2 Cài đặt cấu hình dịch vụ network load balancing - Tiến hành cài đặt vụ network load balancing cách vào add features chọn network load balancing chọn install để tiến hành cài - Thực tương tự máy web server Hình 3.8: Cài đặt dịch vụ network load balancing webserver - Tiến hành cấu hình dịch vụ network load balancing Chuột phải vào network load balancing chọn New cluster Hình 3.9: Cấu hình dịch vụ network load balancing Nhập tên địa IP máy Webserver vào phần Host xong chọn connect Hình 3.10: Connect tới địa IP máy webserver - Nhấn next để tiếp tục bước - Tiếp theo nhập địa IP cluster đại diện cho webserver webserver2 192.168.1.100 chọn OK Hình 3.11: Tạo cluster chung cho webserver - Tiếp theo mục Full internal name cài đặt địa website là: www.kma.com - Chọn chế độ Multicast mục Cluster operation mode chọn Next - Tiếp theo chọn Edit cửa sổ Ở mục Port range chọn cổng từ 80 đến 80 chạy dịch vụ web Bước chọn OK Hình 3.12: Cấu hình cổng dịch vụ cho webserver - Hình cho ta thấy máy webserver pending tới cluster chung 192.168.1.100 - Hình cho ta thấy máy webserver hội tụ với cluster chung 192.168.1.100 Hình 3.13: Webserver1 hội tụ thành công vào cluster - Bước add thêm máy webserver vào cluster chung Hình 3.14: Thêm webserver2 vào cluster - Tiến hành connect tiến máy webserver qua IP 192.168.1.3 chọn connect - Chọn Next để tiếp tục Hình 3.15: Connect tới địa IP máy webserver - Chọn Finish để kết thúc trình thêm webserver vào cluster chung - Máy webserver chờ hội tụ vào cluster - Máy webserver hội tụ thành cơng Hình 3.16: Webserver2 hội tụ thành cơng vào cluster - Từ phía máy WinXP truy cập vào website với địa IP ảo địa cluster chung máy 192.168.1.100 Hình 3.17: Truy cập vào Website từ máy WinXp thông cluster chung - Giả sử ngắt webserver 1bị đứt kết nối dẫn đến ko thể truy cập vào vào trang web Tuy nhiên cấu hình cân tải nên luồng liệu chuyển sang webserver để người dùng truy cập website Hình 3.18: Truy cập vào Website từ máy WinXp thông cluster chung máy webserver bị hỏng CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Với việc xây dựng mạng có tính sẵn sàng cao ngày phổ biến cho doanh nghiệp, tổ chức với quy mô lớn Việc nhóm em chọn đề tài với mục đích đáp ứng nhu cầu thực tiễn cần Bài báo cáo trình bày số vấn đề sau đây: Nghiên cứu cấu trúc hệ thống sẵn sàng cao nay: Tìm hiểu hệ sẵn sàng cao với mức độ sắn sàng cao quan niệm hệ thống sẵn sàng cao Có phân tích để ngun nhân làm cho hệ thống bị lỗi, mức độ rủi ro từ nguyên nhân Tổng hợp giải pháp công nghệ cụ thể sử dụng: Với nguyên nhân trình bày, báo cáo tổng hợp giải pháp khắc phục lỗi tương ứng để tránh giảm bớt lỗi gây cách khơng có kế hoạch Với giải pháp có nhiều cơng nghệ áp dụng, chúng em trình bày số cơng nghệ cụ thể áp dụng cho giải pháp Nghiên cứu hệ thống cụ thể: Phân tích để thấy dược mặt yếu làm cho tính sẵn sàng hệ thống khơng cao Từ trình bày đề xuất hoàn thiện thiết kế mặt logic dựa việc kết cụm để nâng cao tính sẵn sàng hệ thống TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Giới thiệu tổng quan công nghệ Clustering 2.Tổng quan SAN 3.Giới thiệu tổng quan giải pháp Datacenter solutions ... họ dựa vào hệ thống mạng cần phải có giải pháp sẵn sàng tích hợp CHƯƠNG I HỆ THỐNG SẴN SÀNG CAO 1.1 Khái niệm hệ thống sẵn sàng cao (High Availability) 1.1.1 Định nghĩa tính sẵn sàng cao hệ thống. .. HỆ THỐNG SẴN SÀNG CAO 1.1 Khái niệm hệ thống sẵn sàng cao (High Availability) 1.2 Các rủi ro mức độ rủi ro hệ thống 1.3 Các giải pháp chung đảm bào tính sẵn sàng cao ... đây: Nghiên cứu cấu trúc hệ thống sẵn sàng cao nay: Tìm hiểu hệ sẵn sàng cao với mức độ sắn sàng cao quan niệm hệ thống sẵn sàng cao Có phân tích để ngun nhân làm cho hệ thống bị lỗi, mức độ rủi