کلاسترینگ سرور و یا خوشه بندی سرور چیست؟

کلاسترینگ سرور (Server Clustering) به گروهی از سرورها گفته ‌می‌شود که با هم روی یک سیستم کار ‌می‌کنند تا دسترسی بالاتری را در اختیار کاربران قرار دهند.

از این خوشه‌ یا کلاسترها (Cluster) برای کاهش زمان خرابی و قطع شدن استفاده می‌شود. نحوه کار این کلاسترها به این صورت است که گروهی از سرورها به یک سیستم واحد متصل هستند. لحظه‌ای که یکی از این سرورها با قطعی سرویس روبه رو ‌می‌شود، قبل از اینکه کاربر خطا و هشداری در این باره دریافت کند بار کار و وظیفه آن سرور قطع شده به یک سرور دیگر منتقل ‌می‌شود.

کلاسترینگ سرور معمولاً برای برنامه‌‌هایی که اطلاعاتشان مرتباً به روز ‌می‌شوند، پایگاه‌‌های داده و برنامه‌‌های پیام رسان استفاده ‌می‌شوند. به طور کلی کلاسترینگ سرور، سطح دسترسی، قابلیت اطمینان و مقیاس پذیری بالاتری را از هر سرور به مشتریان ارائه ‌می‌دهند.

در یک محیط سرور خوشه ای، هر سرور مسئولیت مالکیت و مدیریت هر یک از دستگاه‌‌های خاص خود را بر عهده دارد و دارای یک نسخه از سیستم عامل (به همراه هر برنامه یا سرویس) است که برای اجرای سایر سرورهای موجود در کلاستر استفاده می‌شود. سرور های موجود در کلاسترینگ طوری برنامه ریزی شده‌اند که برای افزایش حفاظت از داده‌‌ها و حفظ پیکربندی خوشه، در طول زمان با هم کار کرده و از بروز مشکلات جلوگیری ‌می‌کنند.

محافظت خوشه ای در برابر خرابی‌ها و از کار افتادگی‌ها

دلیل اصلی برای کلاسترینگ سرور ، محافظت از سیستم در برابر قطعی برق و خرابی است. همانطور که گفتیم کلاسترینگ سرور در برابر قطعی برق، محافظت بیشتری را ارائه می‌دهند. سرورهای خوشه‌ای از سیستم شما در برابر سه نوع خرابی محافظت می‌ کنند که شامل موارد زیر است:

خرابی برنامه یا سرویس: نوعی خرابی است که برنامه‌‌ها و سرویس‌‌های مهم در شبکه را تحت تأثیر قرار دهد.
اشکال یا خرابی سیستم یا سخت‌افزار: نوعی خرابی قطعه‌ است که مؤلفه‌‌هایی مانند CPU، حافظه ، آداپتور ها، درایوها و منبع تغذیه را تحت تأثیر قرار می‌ دهد.
خرابی سایت: نوعی خرابی است که بر چندین مکان تأثیر ‌می‌‌گذارد. این نوع خرابی عموماً در اثر بلایای طبیعی ایجاد شده و منجر به قطعی برق گسترده ‌می‌‌شود.

محافظت از سیستم در برابر این خرابی‌‌های رایج توسط کلاسترینگ سرور ، باعث کاهش آسیب پذیری کل شبکه در صورت بروزِ خطر ‌می‌شود.

معرفی سه نوع از کلاسترینگ سرور

سه نوع خوشه ‌بندیِ سرور وجود دارد که بر اساس روشِ اتصالِ سیستمِ خوشه (گره) به دستگاهی که مسئولِ ذخیره‌ داده‌‌‌های پیکربندی است، با یکدیگر متفاوت هستند. این سه نوع شامل کلاستر کوئوروم (Quorum Cluster) تک یا استاندارد، کلاستر تنظیم شده بر اساس اکثریتِ گره ‌ها و کلاستر تک ‌گره‌ای ‌می‌باشد:

کلاستر کوئوروم تک (یا استاندارد): این نوع کلاسترینگ متداول ‌ترین نوع خوشه ‌بندی است که از چندین گره به همراهِ یک یا چند آرایه‌ دیسکِ خوشه‌ای تشکیل شده و از یک دستگاهِ اتصال واحد (Single Connection Device) تحت عنوانِ Bus استفاده ‌می‌‌کند. یک سرور هر یک از آرایه‌‌‌های دیسک‌‌‌های خوشه‌ای را در خوشه‌ کنترل و مدیریت ‌می‌‌کند.
خوشه تنظیم شده بر اساس اکثریت گره‌ها: این نوع کلاسترینگ نیز مشابه کلاستر کوئوروم است، با این تفاوت که هر یک از گره ‌ها دارای نسخه مخصوص به خود از داده‌‌‌های پیکربندیِ خوشه بوده و این داده‌‌ها در تمام گره‌‌‌ها سازگار هستند. این مدل برای خوشه ‌هایی با سرور های مجزا که در مکان ‌های مختلف جغرافیایی قرار دارند، بهترین کارایی را دارد.
خوشه تک ‌گره: این مدل اغلب برای اهداف آزمایشی استفاده می‌ شود و دارای یک گره‌ واحد است.

یک کارشناس شبکه و سرور یا ارائه دهنده میزبانی وب ‌می‌تواند تفاوت بین هر یک از این سه مدل را با جزئیات بیشتری برایتان توضیح دهد و در تعیین بهترین وضعیت به شما کمک کند. به طور کلی اگر نیاز های خاصی نداشته باشید (یا سرورهایتان در مکان‌‌های پراکنده و دور از هم نباشند)، به احتمال زیاد کلاسترینگ کوئوروم استاندارد بهترین گزینه برای شماست.

چرا بهتر است سرورهای خود را کلاسترینگ یا خوشه بندی کنید؟

افزایش قابلیت اطمینان و دسترسی (High Availability)

با کلاسترینگ، اگر یکی از سرورها دچار خرابی شود، سایر سرورها در خوشه می‌توانند به طور خودکار بار کاری را به عهده بگیرند. این امر باعث افزایش دسترس‌پذیری سیستم و جلوگیری از خرابی و توقف سرویس‌ها می‌شود. در مواقعی که نیاز به آپدیت یا نگهداری دارید نیز، این امکان وجود دارد که یک سرور را از خوشه خارج کنید بدون اینکه سرویس مختل شود.

بهبود کارایی و مقیاس‌پذیری (Scalability)

در کلاسترینگ، چندین سرور به صورت همزمان می‌توانند بار کاری را پردازش کنند. این ویژگی باعث می‌شود که با افزایش نیاز به منابع، شما بتوانید به راحتی سرورهای جدید به خوشه اضافه کنید و به این ترتیب کارایی سیستم را بدون تغییرات بنیادی افزایش دهید. این رویکرد همچنین امکان مقیاس‌پذیری افقی (افزودن سرورهای بیشتر) را فراهم می‌کند.

تقسیم بار و توازن بار (Load Balancing)

با استفاده از کلاسترینگ، می‌توان بار کاری را به طور متوازن میان چندین سرور تقسیم کرد. این موضوع نه تنها عملکرد سیستم را بهبود می‌بخشد بلکه از بار اضافی روی یک سرور و در نتیجه خرابی یا افت کارایی جلوگیری می‌کند. تکنیک‌های مختلفی برای توازن بار وجود دارد که می‌تواند به طور هوشمند درخواست‌ها را میان سرورها توزیع کند.

افزایش تحمل خطا (Fault Tolerance)

کلاسترینگ به سیستم اجازه می‌دهد تا حتی در صورت بروز خطا در یکی از سرورها یا قطعات سخت‌افزاری همچنان به کار خود ادامه دهد. این قابلیت باعث می‌شود که در صورت خرابی سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری، سیستم به‌سرعت به حالت پایدار برگردد بدون اینکه کاربران دچار اختلال در سرویس‌دهی شوند.

انعطاف‌پذیری بیشتر

کلاسترینگ به شما این امکان را می‌دهد که منابع سخت‌افزاری خود را بهتر مدیریت کنید. شما می‌توانید از سرورهای متعدد با مشخصات مختلف استفاده کنید و بسته به نیاز، منابع را تخصیص دهید. این انعطاف‌پذیری باعث می‌شود که سیستم به صورت بهینه‌تر عمل کند.

بهبود قابلیت نگهداری (Maintainability)

با کلاسترینگ، می‌توانید عملیات نگهداری و تعمیرات را بدون توقف سرویس انجام دهید. به این صورت که یک سرور را از کلاستر خارج کرده، به‌روزرسانی یا تعمیر کنید و سپس دوباره به خوشه بازگردانید بدون اینکه کاربران این فرایند را احساس کنند.

صرفه‌جویی در هزینه‌ها

در طولانی‌مدت، کلاسترینگ می‌تواند منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌ها شود. به جای اینکه برای هر کاری سرورهای جدید خریداری کنید، می‌توانید از منابع موجود بهینه‌تر استفاده کرده و با اضافه کردن سرورها به خوشه، نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین اولیه را کاهش دهید.

کلید اصلی زیر ساخت ‌های حفاظت شده‌ فناوری اطلاعات، مفهوم افزونگی (redundancy) است. ایجاد یک کلاسترینگ سرور در یک شبکه واحد، این افزونگیِ را افزایش داده و تضمین ‌می‌‌کند که بروز یک خطای واحد، باعث قطع شدن کل شبکه شما نشود، خدماتتان را از دسترس خارج نکند و در نهایت خسارت و ضرر و زیانی به کسب و کارتان وارد نشود.