کلاستر سرور چیست؟

همانطور که می‌دانید، مشکلات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری می‌توانند به یک چالش بزرگ در حوزه فناوری تبدیل شوند. زمانی که یکی از این مشکلات رخ می‌دهد، این موضوع منجر به نقض جدی در عملکرد کسب و کار شما خواهد شد و ممکن است باعث از دست رفتن سرمایه و ایجاد نارضایتی در میان مشتریان گردد. در این شرایط استفاده از کلاسترینگ سرور نقش و ارزش خود را اثبات می‌کند. کلاسترینگ سرور ، یک راهکار پیشرفته در مدیریت سرورها است که این امکان را برای به کسب و کارها فراهم می‌کند تا پایداری، قابلیت اطمینان، و کارآمدی خدمات آنلاین خود را بهبود بخشند. هدف این رویکرد، افزایش زمان فعالیت سرورها یا uptime و جلوگیری از اختلالات و قطعی‌های غیرمنظم است.

کلاستر سرور چیست؟

کلاستر سرور شامل گروهی از سرورها است که به طور همزمان تحت یک آدرس آی پی واحد فعالیت می‌کنند. هدف اصلی از ایجاد یک سرور کلاستر، افزایش پایداری، قابلیت اطمینان و بهبود عملکرد سیستم است. این خوشه‌ها حفاظت از داده‌ها را افزایش می‌دهند و سازگاری پیکربندی کلاستر را در طول زمان حفظ می‌کنند. همچنین برای استفاده‌های مختلف مثل سرور مجازی و رایانش ابری نیز از کلاستر سرور اشاره می‌شود.

در واقع هر سرور در یک کلاستر با عنوان “نود یا گره” شناخته می‌شود و هر نود دارای منابعی مانند هارد دیسک، حافظه رم و پردازنده است. در سرورهای کلاستر اگر یک جزء واحد از دسترس خارج شود، سرورهای دیگر به ارائه پردازش بدون وقفه ادامه می‌دهند. یک کلاستر امکان سرعت پردازش سریع‌تر، ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتر، یکپارچگی داده‌ها و دسترسی گسترده‌تر را برای منابع فراهم می‌آورد.

خوشه‌های کامپیوتری یا کلاستر معمولاً به عملکردهای خاصی مانند تعادل بار، افزایش دسترسی، عملکرد بالا یا پردازش در مقیاس بزرگ اختصاص داده می‌شوند.

سرورهای موجود در یک کلاستر می‌توانند در گروه خود به شکل انفرادی عمل نمایند یا وظایف محوله را بین تمام سرورهای کلاستر شده تقسیم نمایند. بدین صورت، استفاده از کلاسترینگ سرور به کسب و کارها امکان می‌دهد تا در مقابل خرابی یک سرور، بار کاری به صورت خودکار و بدون اختلال به سرورهای دیگر منتقل شوند. 

کلاسترینگ سرور چگونه کار می‌کند؟

هر سرور موجود در یک کلاستر سرور به عنوان یک نود با منابع جداگانه مانند فضای ذخیره‌سازی، حافظه RAM و پردازنده شناخته می‌شود. به این ترتیب، هر نود در کلاستر دارای یک کپی از سیستم عامل، خدمات و برنامه‌های کلاستر سرور است.

به‌طور کلی، در هر لحظه تنها یک نود در یک کلاستر سرور فعال است و دیگر نودها در حالت آماده به کار هستند. اگر یک نود فعال نتواند به درخواست کاربر پاسخ دهد، کلاستر سرور بار کاری را بین نودهای دیگر توزیع می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که کاربران بدون هیچ وقفه‌ای از وب‌سایت یا برنامه استفاده کنند. جابه جایی فوری بین نودهای سرور از طریق یک سیستم ذخیره‌سازی مشترک که توسط تمام نودها در یک کلاستر استفاده می‌شود، امکان‌پذیر است. این سیستم ذخیره‌سازی مشترک، که به حدنصاب معروف است، اطلاعات مربوط به زیرساخت کلاسترینگ سرور را نگه‌داری کرده و تغییرات جدید را پیگیری می‌کند. حد نصاب تعیین می‌کند چه تعداد خرابی و نقص را کلاستر می‌تواند تحمل کند و همچنان آنلاین باقی بماند. اگر خرابی‌ها در کلاستر بیشتر از حد مشخص شده باشد، کلاستر متوقف می‌شود.

به طور خلاصه، تمام نودهای درون یک کلاستر سرور به صورت برنامه‌ریزی شده با یکدیگر همکاری می‌کنند. به عبارت دیگر، کلاسترهای سرور به کسب و کار کمک می‌کنند تا با متوازن کردن حجم کار در میان چندین نود، از خرابی سرور جلوگیری کنند.

انواع کلاسترینگ سرور

چهار نوع کلاستر سرور وجود دارد که شما می‌‌توانید با توجه به اهداف تجاری و نیازهای زیرساختی خود انتخاب کنید. در ادامه به شرح هر یک خواهیم پرداخت.

کلاستر با قابلیت دسترسی بالا (HA)

کلاسترینگ سرور با قابلیت دسترسی بالا (HA) یک بهینه برای وبسایت‌های پر ترافیک است. به عنوان مثال، می‌توانید از کلاسترهای HA برای فروشگاه‌های آنلاین یا برنامه‌هایی که نیاز به عملکرد بهینه و مداوم از سیستم‌های حیاتی خود دارند، استفاده کنید.

کلاسترهای HA به شما امکان می‌دهند از نقاط شکست جلوگیری کنید، زیرا آنها بر پایه سخت افزار و نرم افزار اضافی طراحی شده‌اند. این نوع کلاسترها برای متعادل کردن بار، پشتیبان گیری از سیستم و خرابی بسیار مهم و کاربردی تلقی می‌شوند. این ماشین‌ها ازهاست‌های متعددی تشکیل شده‌اند که می‌توانند در صورت خاموش شدن یک سرور خاص یا خرابی سرور، کنترل را به دست بگیرند و حداقل زمان خرابی را تضمین کنند.

معماری کلاستر با قابلیت بالا (HA)

کلاسترهای HA دو نوع معماری دارند: 

• فعال – فعال
• فعال – غیرفعال

در یک کلاستر فعال- فعال، تمام نودها به صورت همزمان برای متعادل کردن بار کار می‌کنند و توازن باری را به اشتراک می‌گذارند. در مقابل، معماری فعال-غیرفعال به این معناست که یک نود اصلی تمام بارهای کاری را مدیریت می‌کند، در حالی که نود ثانویه برای زمان‌های خرابی در حالت آماده به کار باقی می‌ماند.

سرور ثانویه به عنوان نود یدکی یا آماده نیز شناخته می‌شود، زیرا شامل پایگاه داده از نود اصلی است و در زمان خرابی نود اصلی فعالیت خود را شروع می‌کند و به عنوان یک پیاده سازی کم هزینه تر نسبت معماری اکتیو – اکتیو است.

کلاسترهای HA به شما قابلیت اطمینان بیشتری می‌دهند و درعین حال نیز مقیاس پذیرهستند. همچنین از نظر نگهداری بهینه‌تر و امنیت زیرساخت قوی‌تری دارند. با استفاده از این کلاسترها، می‌توانید هزینه‌ها را کاهش دهید و تجربه کاربری بهتری ایجاد کنید.

کلاسترهای توازن بار

کلاسترهای توازن بار متشکل از چندین سرور هستند که درخواست‌های کاربران را به نودهای فعال مختلف توزیع می‌کنند. مزایای اصلی این نوع کلاستر شامل افزایش سرعت عملیات، ارائه افزونگی و بهبود توزیع بار کاری است. کلاسترهای توازن بار با توزیع بارهای کاری، استفاده از منابع را به حداقل می‌رساند و به شما این امکان را می‌دهد که وظایف را از یکدیگر جدا کرده و بین چندین سرور تقسیم کنید.

این ویژگی در زیرساخت‌هایی که نیاز به ارتباطات اضافی دارند، مفید است. به عنوان مثال، شرکت‌های مخابراتی و مراکز داده اغلب از این معماری استفاده می‌کنند. از دیگر مزایای کلاسترهای تعادل بار می‌توان به کاهش هزینه، بهینه سازی انتقال داده با پهنای باند بالا و مقیاس پذیری بهتر اشاره کرد.

عملکرد بالا و ذخیره سازی کلاستر

این نوع کلاسترها به دلیل کارایی، امنیت و ظرفیت بالای خود مشهور هستند و به عنوان ابررایانه‌ها نیز شناخته می‌شوند. کسب و کارهایی که حجم کاری بالایی دارند، اغلب از این نوع کلاسترها استفاده می‌کنند. یک کلاستر سرور با کارایی بالا از تعداد زیادی سرور متصل به یک شبکه تشکیل شده است که شما می‌توانید با اتصال چندین کلاستر به مراکز ذخیره سازی، داده ها را سریعتر پردازش کنید.

این کلاسترها به طور گسترده با فناوری اینترنت اشیاء (IoT) هوش مصنوعی (AI) استفاده می‌شوند. آنها مقادیر زیادی از داده‌های زمان واقعی را پردازش می‌کنند تا پروژه‌های پیچیده مانند استریم زنده، کارشناسی هوا و.. تقویت کنند. 

ذخیره‌سازی کلاسترینگ

ذخیره سازی کلاستر شامل حداقل دو سرور ذخیره سازی است. این نوع کلاستر برای افزایش کارایی سیستم، افزایش میزان ورودی/خروجی (I/O) فضای  نود و امنیت طراحی شده است.

اتصال آزاد و جفت شده محکم دو نوع معماری ذخیره‌سازی کلاستر است که هر کدام فرآیندهای خاصی را هدف قرار می‌دهند. 

به عنوان مثال، معماری جفت شده بیشتر بر ذخیره سازی اولیه اطلاعات متمرکز است و آن را به بلوک های کوچک در نودهای مختلف تقسیم می‌کند. معماری آزاد با انعطاف پذیری مشخص می‌شود، اما داده ها را در نودها ذخیره نمی‌کند.

براساس نحوه اتصال گره ها به دستگاهی که داده های پیکربندی را ذخیره می کند، خوشه های سرور در یکی از سه نوع قرار می‌گیرند:

1- خوشه تک

خوشه تک یا Single Quorum Cluster یک نوع خاص از کلاسترهای سرور است که از چندین گره تشکیل شده است و هر کدام دارای یک یا چند آرایه دیسک خوشه هستند که به یک دستگاه اتصال مشترک (معمولاً به bus ، SCSI یا فیبر) متصل می‌شوند. هر سرور در خوشه مسئول مدیریت هر یک از آرایه‌های دیسک خوشه در چارچوب کلی خوشه است.

اگر حداقل 50٪ از گره‌ها در یک خوشه تک فعال باقی بمانند، خوشه به کار خود ادامه می‌دهد. خوشه تک به عنوان یکی از ساده‌ترین انواع کلاسترها برای راه‌اندازی شناخته می‌شود و برای هر نوع خدمت استانداردی که نیاز به میزبانی دارد، از جمله پایگاه داده یا سرویس زنده، مناسب است.

2- خوشه تنظیم شده بر اساس اکثریت گره‌ها

Majority Node Set Cluster برای خوشه ‌هایی با سرورهای مجزا که در مکان ‌های مختلف جغرافیایی قرار دارند، بهترین کارایی را دارد. در این نوع هر یک از گره ‌ها دارای نسخه مخصوص به خود از داده‌‌‌های پیکربندیِ خوشه بوده و این داده‌‌ها در تمام گره‌‌‌ها سازگار هستند. بنابراین این نوع خوشه سرور برای کاربردی بودن نیازی به یک باس ذخیره سازی مشترک ندارد و انعطاف پذیری بیشتری را برای پیکربندی سرور از راه دور فراهم می‌کند.

به عنوان مثال، سرورهای میزبانی بازی چند نفره آنلاین برای بازیکنان در آسیا، اروپا و شمال آمریکا نیاز به سرورهای محلی دارند.

 3- خوشه تگ گره

خوشه های تک گره یا Single-Node Cluster شامل یک گره هستند و معمولاً برای آزمایش، توسعه و تحقیق برنامه‌های خوشه‌ای استفاده می‌شوند.

مزایای کلاستر سرور

مدیریت مشکلات سخت افزاری، وبسایت‌ها و نرم افزارها با استفاده از کلاسترها ساده‌تر است.  یک محیط کلاستر شده تضمین می‌کند که محصول شما به طور مداوم در شبکه قابل دسترسی است و خطرات مرتبط با قطعی ناگهانی و خرابی سیستم را کاهش دهد.

انعطاف‌پذیری و قابلیت مقیاس پذیری

درحالی که سرورها می‌توانند طیف گسترده‌ای از فرآیندها را مدیریت کنند، اما ایجاد معماری چند سرور با تمرکز بر روی کلاسترینگ به طور قابل توجهی قابلیت مقیاس پذیری و انعطاف سرور شما را ارتقا می‌دهد. با استفاده از کلاسترینگ سرور می توانید نیازهای رو به رشد منابع را مقیاس بندی و برآورده کند.

افزایش دسترسی و عملکرد

یکی دیگر از انگیزه‌های سرمایه‌گذاری در سیستم‌های کلاستر سرور، بهبود عملکرد است. علاوه بر فراهم کردن افزونگی سخت افزاری و اطمینان از به روزرسانی ها، محیط کلاستری می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد.

به ویژه، یک کلاستر با یک سرور پایگاه داده اختصاصی می‌تواند سرعت وب سایت یا برنامه را با انتقال وظایف مرتبط با پایگاه داده به یک سرور ویژه بهبود بخشد. این تنظیمات به شما اجازه می دهد تا ضمن افزایش پشتیبانی از اتصالات همزمان، عملکرد را بهبود ببخشید.

کاهش هزینه‌های IT

شرکت ها برای عملکرد سرورهای آن به عنوان یک سیستم یکپارچه به یک معماری منسجم نیاز دارند. در عین حال، سازمان‌ها به شبکه‌هایی با افزونگی از پیش تعریف‌شده نیاز دارند تا با حفظ دسترسی خود، خدمات ثابتی داشته باشند.

در واقع، کلاسترینگ سرور این مسائل را با کاهش احتمال خرابی و قطعی سرور برطرف می کند و منجر به صرفه جویی قابل توجه در هزینه و افزایش درآمد می‌شود.

زیرساخت‌های قابل تنظیم

معماری کلاستر سرورها می تواند به نفع کسب و کارها در همه ابعاد باشد. کلاسترینگ سرور به بهینه سازی فرایندها، از خدمات شبکه سازی گرفته تا تجربه کاربر نهایی کمک می‌کند. تمام این حجم‌های کاری به اپلیکیشن‌ها اختصاص داده می‌شوند و روی سرورهای مجزا که در زمان واقعی همگام هستند، اجرا می‌شوند.

یک شرکت می‌تواند تعداد سرورها را در یک محیط کلاستر شده سفارشی تنظیم کند. این سفارشی‌سازی امکان مدیریت هزینه را فراهم می‌کند و در عین حال نقاط شکست را از بین می‌برد. استفاده از زیرساخت سفارشی تضمین می‌کند که محیط شما برای بار کاری خود بهینه‌سازی شده است. 

چه زمانی از سرور کلاستر استفاده می‌شود؟

کلاستر سرو اغلب توسط کسب‌وکارهایی با تعداد زیاد کاربر آنلاین یا داده‌های امن استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل کنند که این سرویس حتی در صورت خرابی فناوری اطلاعات نیز فعال باقی می‌ماند. این یک روش ضروری برای ساختار سرورها در هر کسب و کاری است که به عملیات خود وابسته هستند.

برای درک بهتر این موضوع پایگاه داده بیمارستان را درنظر بگیرید  که اطلاعات حیاتی بیماران باید در هر لحظه در دسترس باشد. بنابراین، زمانی که یک نود خراب می‌شود، کل سیستم مختل نخواهد شد و پزشکان همچنان می‌توانند در شرایط اضطراری به سوابق بیماران دسترسی داشته باشند.

در مثالی دیگر می‌‌توان به یک بازی سرویس زنده مانند یک بازی چند نفره آنلاین اشاره کرد که در آن بازیکنان برای دوره های متوالی وارد سیستم می شوند و بازی به یک اتصال پایدار با سرور وابسته است. اگر سرور بدون حضور در کلاستر خراب شود، آن سرویس برای هزاران بازیکن از دست می‌رود. با این حال، اگر یک گره در یک خوشه سرور بزرگتر از بین برود، بازیکنان ممکن است در بهترین حالت تنها قطع ارتباط جزئی را تجربه کنند، در حالی که کادر فنی روی بازیابی آن نود کار می‌کنند.

فناوری‌های مورد استفاده در خوشه‌بندی سرور چیست؟

در کلاستر سرور ها از فناوری ‌های زیادی استفاده می‌شود که این بستگی به نوع کلاستر و تعداد آن متفاوت می‌باشد. در ادامه به بررسی برخی از فناوری‌های کلیدی در زیرساخت کلاسترینگ سرور می‌پردازیم که به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد تا از خدماتی یکپارچه و پایدار بهره‌مند شوند:

مدیر چک پوینت

در یک سیستم کلاستر سرور، Checkpoint Manager به عنوان یک نرم‌افزار مدیریتی عهده‌دار مدیریت نقاط کنترل (Checkpoints) است. این ابزار با به‌روزرسانی داده‌های ثبت‌نام مرتبط با منابعی که آفلاین شده‌اند و مدیریت برنامه‌هایی که ناآگاهانه از خطاها باخبر نیستند، مشغول به کار است. علاوه بر این، Checkpoint Manager آمار ثابتی از وضعیت گره‌ها در کلاستر را نگه‌داری می‌کند، که اطلاعاتی مفید در خصوص نودهای خراب شده و نیاز به انجام failover دارند. این ابزار در حفظ پایداری و بهبود عملکرد کلاستر سرور نقش اساسی ایفا می‌کند.

مدیر ارتباطات

مدیر ارتباطات در یک کلاستر سرور مسئولیت مهمی در تسهیل ارتباطات و تبادل اطلاعات بین نودها و خود خوشه دارد. این نقش شامل فراهم کردن ارتباطات از طریق فراخوانی‌های روی دور (RPCs) برای تبادل اطلاعات، مدیریت تلاش‌های اتصال به نودها، تشخیص و مدیریت اتصالات میان نودها و همچنین مدیریت اطلاعات مشترک در خوشه می‌شود. با ایفای این وظایف، مدیر ارتباطات به ایجاد یک زیرساخت ارتباطی پایدار و بهینه کمک می‌کند که برای عملکرد اثربخش و پایداری کلاستر سرور بسیار حیاتی است.

مدیر Failover 

Failover Manager در کلاستر سرور مسئول مدیریت جابه‌جایی خودکار در صورت خرابی یک گره است. این ابزار ابتدا خرابی گره‌ها را تشخیص داده و سپس گره جایگزین مناسب را انتخاب کرده و فرآیند جابه‌جایی را آغاز می‌کند. همچنین، Failover Manager مسئول تنظیم مجدد اتصالات برنامه‌ها و سرویس‌ها به گره جایگزین است تا بهینه‌سازی ادامه ارائه خدمات با حداقل اختلال و اطمینان از پایداری سیستم باشد. این وظایف باعث افزایش قابلیت اطمینان و کارایی کلاستر سرور می‌شود، زیرا در صورت خرابی یک گره، سرویس به صورت سریع و بهینه به گره دیگر منتقل می‌شود.

مدیر کنترل لاگ

در یک کلاستر سرور، Event Log Manager به عنوان مدیریت‌کننده لاگ‌های رویداد مسئول نگه‌داری هماهنگ اطلاعات لاگ رویدادها در تمام گره‌ها است. وظایف اصلی آن عبارتند از تضمین همگامی اطلاعات لاگ رویداد بین گره‌ها، اطمینان از دسترسی یکسان به اطلاعات لاگ در تمام خوشه و حفظ اطلاعات لاگ به‌طور یکپارچه در تمامی سرورهای کلاستر می‌باشد. این فعالیت‌ها افزایش قابلیت اطمینان، امنیت و نظارت در محیط کلاستر سرور کمک می‌کند.

نظارت بر منابع

این فرآیند در کلاستر اطمینان می‌دهد که هر گره (Node) در کلاستر منابع بهینه‌ای داشته باشد، انطباق با الگوهای بارکاری و تجربه کاربران را بهبود بخشد. از جمله وظایف این نظارت می‌توان به توزیع عادلانه منابع، اجرای بهینه کانتینرها، ایجاد انعطاف‌پذیری در مدیریت منابع، و ارتقاء بهره‌وری سیستم اشاره کرد. این فرآیند از ابزارهایی مانند Kubernetes Resource Manager بهره می‌برد تا بهینه‌سازی استفاده از منابع سیستم و ارتقاء عملکرد به‌طور پویا را فراهم سازد.

اجزای کلاسترینگ سرورها

اجزای کلاسترینگ سرور که به‌منظور افزایش قابلیت اطمینان، کارایی، و دسترسی به سیستم‌ها استفاده می‌شوند، شامل موارد زیر می‌باشند:

گره‌ها (Nodes)

گره‌ها سرورهای فیزیکی یا مجازی هستند که به‌صورت متصل به شبکه در یک کلاستر قرار دارند. این گره‌ها به صورت هماهنگ با یکدیگر کار می‌کنند و وظیفه اجرای برنامه‌ها و خدمات را بر عهده دارند.

ارتباطات (Connectivity)

ارتباطات شبکه به عنوان یک ابزار بسیار حیاتی در کلاسترینگ شناخته می‌شود. این شبکه اطمینان می‌دهد که گره‌ها بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را با یکدیگر به اشتراک بگذارند.

توزیع‌ بار (Load Balancer)

این عنصر مسئول توزیع بار کاری بین گره‌ها است تا برنامه‌ها و خدمات به‌طور یکنواخت بر روی گره‌های مختلف توزیع شوند و خطر بارگذاری زیاد یک گره را کاهش دهد.

مدیریت خوشه (Cluster Management)

این قسمت از سیستم به مدیریت و نظارت بر وضعیت گره‌ها، انجام فرآیند‌های failover در صورت نیاز، و مدیریت منابع مختلف اختصاص داده می‌شود. این بخش به صورت کامل مسئول نظارت بر وضعیت گره‌ها در داخل خوشه و مدیریت فرآیند جابه‌جایی در مواقع حیاتی است.

سرویس‌ها و برنامه‌ها (Services and Applications)

برنامه‌ها و سرویس‌ها که توسط گره‌ها اجرا می‌شوند و خدمات موردنیاز کاربران را ارائه می‌دهند، از جمله اجزای اصلی کلاسترینگ هستند.

ذخیره‌سازی مشترک (Shared Storage)

ذخیره سازی نقش اساسی در یک خوشه با قابلیت بالا دارد چرا که این امکان را فراهم می‌کند که تمام گره‌ها به اطلاعات مورد نیاز از یک مکان مشترک دسترسی داشته باشند. این ذخیره سازی مشترک اطمینان می‌دهد که حتی در صورت خرابی برخی از گره‌ها، سایرین همچنان قابلیت عملکرد داشته باشند و توسط منابع جمعی خوشه پشتیبانی شوند.

چگونه چالش های رایج را با خوشه بندی سرور حل کنیم؟

چند چالش در راستای راه‌اندازی و اجرای یک خوشه سرور وجود دارد که همگی  راه حل‌های ساده و موثری دارند.

خرابی‌های نرم‌افزاری برنامه

گاهی اوقات ممکن است خود برنامه با خطاهای زمان اجرا و مشکلات دیگر مواجه شود. خرابی‌های نرم‌افزاری در کلاستر سرور شامل خطاهای زمان اجرا، افزایش حجم داده، خطاهای عملیاتی، مدیریت نادرست خطاها، و تداخل بین برنامه‌ها می‌شوند. این مشکلات ممکن است به دلیل خطاهای منطقی یا سینتکسی، افزایش حجم داده، عملیات ناموفق، مدیریت نادرست خطاها، و تداخل بین برنامه‌ها رخ دهند. برای مقابله با این خرابی‌ها، نیاز به نظارت مداوم، مدیریت صحیح خطاها، پشتیبانی از استراتژی‌های پیشگیرانه، و طراحی برنامه‌ها با در نظر گرفتن این چالش‌ها در کلاستر سرور وجود دارد.

خرابی های برنامه را می‌توان با استفاده از ابزار نظارت بر برنامه (مانند Sentry، Airbrake یا LogRocket) شناسایی کرد که هرگونه خرابی اصلی برنامه را ثبت و شناسایی می‌کند.

مشکلات سخت‌افزاری (سیستم)

خرابی‌های سخت‌افزاری در کلاستر سرور به مشکلاتی اشاره دارد که ناشی از خطاها و مشکلات در تجهیزات سخت‌افزاری سرورها می‌باشد. این مشکلات ممکن است شامل خرابی‌های ناشی از گرمایش، بهینه‌نشدن نرم‌افزار، یا مشکلات در ذخیره‌سازی باشد.

همیشه هنگام راه اندازی یک کلاستر سرور فیزیکی جریان هوا را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، اگر جریان هوا در تنظیمات فیزیکی خوشه سرور به درستی رعایت نشود، گره‌ها ممکن است گرم شده و این موضوع می‌تواند منجر به مشکلات در عملکرد و حتی تعویض قطعات باشد. برای مقابله با خرابی‌های سخت‌افزاری، ضروری است که جریان هوا، ابزارهای نظارت بر وضعیت سخت‌افزار، و اقدامات پیشگیرانه مثل انجام نگهداری دوره‌ای و بهینه‌سازی تجهیزات سخت‌افزاری مورد توجه قرار گیرند.

خرابی‌های سایت

خرابی‌های سایت در کلاستر سرور به مشکلاتی اشاره دارد که به وب‌سایت یا سرویس مرتبط با اتصال یا خود سایت مرتبط می‌شود. این مشکلات ممکن است ناشی از حملات مخرب و مشکلات در ارتباطات یا نقص‌های در سرویس‌دهی باشند. برای مقابله با این مشکلات، لازم است علت خرابی‌های سایت با دقت تجزیه و تحلیل شود و در این راستا راهکارهایی مانند پشتیبان‌گیری منظم، استفاده از سیستم‌های امنیتی و افزایش قابلیت مقیاس‌پذیری سرورها به‌کار گرفته شوند. 

مقیاس‌پذیری

یکی از چالش‌های مهم در کلاستر سرور، مسئله افزایش مقیاس‌پذیری است. افزایش مقیاس‌پذیری به معنای توانایی سیستم برای مدیریت و پشتیبانی از بار کاری افزایشی و تعداد بیشتر کاربران است. این چالش ممکن است ناشی از افزایش ترافیک و درخواست‌ها، نیاز به افزایش فعالیت سیستم یا تغییرات در نیازهای کاربران باشد. برای حل این چالش، لازم است که سرورها به‌صورت افقی (horizontal scaling) گسترش یابند، به این معنا که سرورهای جدید به شبکه افزوده شوند تا بار کاری به صورت موازی توزیع شود. همچنین، استفاده از تکنولوژی‌های مدیریت مقیاس‌پذیری مانند خودکارسازی (automation) و مدیریت هوشمند منابع (resource management) نقش مهمی در مدیریت بهینه منابع و افزایش کارایی دارد.

کلاستر سرور چگونه تعادل بار را ارائه می کنند؟

خوشه‌های سرور تعادل  بار را با انتقال بار کاری اضافی به گره‌های دیگر در سیستم فراهم می‌کنند. این کار از طریق تنظیم فعال-فعال یا فعال-غیرفعال صورت می‌گیرد.

زمانی که ترافیک یا درخواست‌های پردازش، بیشتر از ظرفیت یک سرور می‌شود، این بارها به گره‌های خوشه منتقل می‌شوند. این تبدیل به دو شکل دستی و خودکار انجام می‌شود.

در روش دستی، تنظیم گره با همراهی قطعی زمانی و تغییر IP آدرس انجام می‌شود. این روش ممکن است منجر به قطع خدمات به مدتی (حتی چند دقیقه) شود که هزینه و مشکلاتی را به دنبال خواهد داشت. از طرف دیگر، در روش خودکار، تنظیمات نرم‌افزاری از پیش تعیین شده و انتقال سرور به صورت خودکار انجام می‌شود.

تفاوت سرور عادی با کلاسترینگ سرور

سرورهای عادی و کلاسترینگ سرور دارای تفاوت‌های اساسی هستند. سرورهای عادی معمولاً بر روی یک سخت‌افزار فیزیکی واحد قرار دارند و از لحاظ انعطاف‌پذیری و توازن بار ممکن است محدودیت‌هایی داشته باشند. به عبارت دیگر، در صورت خرابی یک سرور عادی، خدمات ممکن است قطع شود و افزودن منابع به سرور به سختی انجام شود. در مقابل، سرورهای کلاسترینگ بر روی یک خوشه از چندین سرور فیزیکی قرار دارند و بار کاری را بین چندین گره توزیع می‌کنند، انعطاف‌پذیری بیشتری دارند و در صورت خرابی یک گره، خدمات به صورت خودکار به گره دیگر منتقل می‌شوند. این امر افزایش دسترسی و توازن بار مؤثرتر را فراهم می‌کند، اما ممکن است با هزینه بیشتری همراه باشد. انتخاب بین این دو نوع سرور بستگی به نیازها و اولویت‌های خاص سازمان دارد.

اگر نمی‌دانید که کدام نوع سرور برای وبسایت و کسب و کار شما مناسب‌تر است به موارد زیر توجه کنید:

سرورهای عادی:

• تعداد سرورهای فیزیکی: 1
• نوع ذخیره‌سازی: RAID-10
• فعالیت خودکار در صورت خرابی: ندارد

سرورهای خوشه‌ای:

• تعداد سرورهای فیزیکی: 12-15
• نوع ذخیره‌سازی: SAN
• فعالیت خودکار در صورت خرابی: دارد

تفاوت کلاسترینگ سرور و خدمات رایانش ابری

رایانش خوشه‌ای (Cluster Computing) چندین سرور را به هم متصل کرده و آن‌ها را به عنوان یک سیستم تلقی می‌کند. در این مدل، سرورهای متصل به صورت موازی کار می‌کنند و وظایف را به صورت مشترک تقسیم می‌کنند. این تقسیم کار امکان انجام وظایف را با سرعت بیشتری نسبت به یک سرور انفرادی فراهم می‌کند، زیرا وظایف به صورت همزمان در گره‌های مختلف خوشه اجرا می‌شوند. در مقابل، خدمات سرور ابری از زیرساخت‌های مشترک برای به اشتراک‌گذاری منابع در یک محیط ابری بهره می‌برند. این رویکرد انعطاف‌پذیری بیشتری فراهم می‌کند، زیرا منابع به صورت داینامیک تخصیص یافته و با نیازهای سازمان سازگار می‌شوند.

از دیگر تفاوت‌های بین کلاسترینگ رایانشی و خدمات سرور ابری این است که کلاسترینگ سرور معمولاً برای برنامه‌های محاسباتی با کارایی بالا (HPC) استفاده می‌شود. این برنامه‌ها به قدرت پردازش و حافظه زیادی مانند شبیه سازی‌های علمی، تجزیه و تحلیل داده ها و مدل سازی پیچیده نیاز دارند. رایانش خوشه‌ای را می‌توان با استفاده از فناوری‌های مختلفی از جمله شبکه‌های محلی (LAN)، اتصالات پرسرعت و نرم‌افزارهای تخصصی مانند Message Passing Interface (MPI) پیاده‌سازی کرد.

رایانش خوشه‌ای نیاز به دانش و مهارت‌های ویژه برای طراحی، پیاده‌سازی و مدیریت بهینه دارد. بنابراین، برای استفاده توسط کاربران حرفه‌ای و سازمان‌هایی با تیم‌های اختصاصی HPC، مناسب‌تر است. در حالی که سرور مجازی ابری توسط ارائه دهنده مدیریت می‌شود و نیاز به دانش و مهارت‌های ویژه برای طراحی، پیاده‌سازی و مدیریت بهینه ندارند. 

انتخاب بین این دو بستگی به نیازها، ساختار سازمانی، و اولویت‌های هر سازمان دارد.

تفاوت بین رایانش خوشه‌ای و رایانش ابری

عوامل	رایانش خوشه‌ای	رایانش ابری
امنیت	هر گره در سیستم رایانش خوشه‌ای اقدامات امنیتی خود را دارد.	در رایانش ابری، امنیت توسط ارائه‌دهندگان خدمات ابری (CSPs) مدیریت می‌شود.
هزینه	رایانش خوشه‌ای نیازمند سخت‌افزار اختصاصی است که منجر به هزینه‌های زیادی می‌شود.	رایانش ابری از منابع سخت‌افزاری مشترک استفاده می‌کند که به هزینه اولیه کمی منجر می‌شود و با مدل پرداخت به اندازه مصرف، هزینه را مدیریت می‌کند.
اشتراک‌گذاری منابع	منابع در رایانش خوشه‌ای درون خوشه به اشتراک‌گذاری می‌پردازند که باعث کارایی بیشتر می‌شود.	منابع در رایانش ابری بین چندین کاربر به اشتراک گذاشته می‌شوند که انعطاف‌پذیری بیشتری ایجاد می‌کند.
مجازی‌سازی	رایانش خوشه‌ای برای تقسیم وظایف از مجازی‌سازی استفاده می‌کند که به کارایی افزوده می‌شود.	رایانش ابری برای ایجاد چندین ماشین مجازی از مجازی‌سازی استفاده می‌کند که قابلیت مقیاس‌پذیری را فراهم می‌کند.
سخت‌افزار	رایانش خوشه‌ای به سخت‌افزار اختصاصی نیاز دارد.	رایانش ابری از منابع سخت‌افزاری مشترک استفاده می‌کند.
نگهداری	رایانش خوشه‌ای نیازمند کادر ماهر فنی برای نگهداری است.	در رایانش ابری، ارائه‌دهندگان خدمات ابری نگهداری و به‌روزرسانی را مدیریت می‌کنند و این امر بدون زحمت است.
مقیاس‌پذیری	رایانش خوشه‌ای دارای مقیاس‌پذیری محدود است و افزودن گره‌ها هزینه‌بر است.	رایانش ابری دارای مقیاس‌پذیری بسیار بالا است و می‌تواند منابع را بر اساس نیاز افزایش دهد.
مثال	رایانش خوشه‌ای برای وظایف محاسباتی با عملکرد بالا مانند شبیه‌سازی‌های علمی، تحلیل داده و مدل‌سازی پیچیده استفاده می‌شود.	رایانش ابری برای وظایف مختلفی مانند میزبانی وب، ذخیره‌سازی داده و توسعه نرم‌افزار استفاده می‌شود، مانند خدمات وب آمازون، مایکروسافت و ابر آسیاتک

در ادامه به شرح خلاصه‌ای از این تفاوت‌ها خواهیم پرداخت:

• Cluster Computing یک معماری محاسباتی است که چندین کامپیوتر را به هم متصل می کند تا به عنوان یک سیستم واحد برای کارهای محاسباتی با کارایی بالا کار کنند.
• از سوی دیگر، Cloud Computing الگویی برای ارائه منابع محاسباتی از طریق اینترنت برای کارهای مختلف مانند میزبانی وب، ذخیره سازی داده ها و توسعه نرم افزار است.
• Cluster Computing هزینه های اولیه بالایی دارد و به سخت افزار اختصاصی نیاز دارد که آن را برای کاربران متخصص و سازمان هایی با تیم های اختصاصی HPC مناسب تر می کند.
• رایانش ابری از منابع مشترک استفاده می‌کند، بسیار مقیاس‌پذیر است، و دارای یک مدل پرداختی است که آن را برای مشاغل در هر اندازه‌ای در دسترس و مقرون به صرفه‌تر می‌کند.
• در مورد امنیت، هر گره در یک سیستم محاسبات خوشه ای اقدامات امنیتی خود را دارد. امنیت Cloud Computing توسط ارائه دهندگان خدمات ابری (CSP) مدیریت می شود.
• اشتراک منابع در Cluster Computing به درون خوشه محدود می شود. با این حال، در سرور ابری، منابع بین چندین کاربر به اشتراک گذاشته می‌شود که کارآمدتر و انعطاف‌پذیرتر می‌شود.

کلاستر سرور یک معماری پرکاربرد در دنیای فناوری است که با ارتقاء عملکرد، افزایش دسترسی، تضمین پایداری سرویس‌ها، موجب بهبود عملکرد و کارایی سیستم‌ها می‌شود. با این رویکرد، امکان افزایش دسترسی و اجتناب از خطاها به وسیله توزیع بار و جلوگیری از توقف سرورها فراهم می‌شود. این سیستم می‌تواند با توجه به نیازهای کسب‌وکارها تنظیم شود و از مدیریت منابع، توازن بار، و جلوگیری از از دست دادن اطلاعات بهره‌مند شود. با ایجاد اتصالات موازی میان سرورها، سیستم کلاسترینگ قابلیت اجرای وظایف موازی و افزایش سرعت پردازش را داراست. به طور خلاصه، کلاسترینگ سرور با افزایش امنیت، کاهش هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری، و ایجاد یک سیستم قابل اعتماد، یک گزینه مناسب برای بهینه‌سازی عملکرد سرورها و ارتقاء تجربه کاربری است.

دمو رایگان سرور ابری

سوالات متداول

1- خوشه بندی سرور چیست؟

خوشه بندی سرور فرایند گروه‌بندی و مدیریت چندین سرور به صورت یک واحد هماهنگ جهت بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان است.

2- هدف اصلی کلاستر سرور چیست؟

بهبود عملکرد، افزایش قابلیت اطمینان و افزایش مقیاس‌پذیری سیستم‌هاست.

3- چگونه کلاسترینگ سرور به بهبود امنیت سیستم‌ها کمک می‌کند؟

در صورت خرابی یک سرور، سایر سرورها به صورت خودکار بار محاسباتی وظایف متوقف شده را به عهده می‌گیرند، که این امر باعث افزایش اطمینان و امنیت سیستم می‌شود.

4- سرور کلاسترینگ در چه زمینه‌هایی استفاده می‌شود؟

سرویس‌های ابری، پایگاه داده‌های بزرگ، وب‌سایت‌های پرتراکم، اپلیکیشن‌های تجاری، و اینترنت اشیاء.

5- چالش‌های پیاده‌سازی سرور کلاستر چیست؟

مسائل مدیریت، پیچیدگی پیاده‌سازی، و مدیریت بهینه منابع