خوشه بندی سرور چیست و چگونه کار می کند؟

خوشه‌بندی سرور (Server Clustering) یک روش است که در آن سرورها به گروه‌هایی با ویژگی‌های مشابه تقسیم می‌شوند. این روش برای بهبود عملکرد، بهره‌وری و قابلیت اطمینان از عملکرد سیستم‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. با اجرای خوشه‌بندی، سرورها به گروه‌هایی با توانایی‌ها و ویژگی‌های مشابه تقسیم می‌شوند، که این کمک می‌کند تا بار کاری به طور متوازن توزیع شود و همچنین در صورت بروز مشکل در یکی از سرورها، سایر سرورها از این مشکل تحت تأثیر قرار نگیرند. این روش معمولاً در محیط‌های شبکه‌های کامپیوتری و مراکز داده استفاده می‌شود. برای پاسخ بهتر به این سوال که خوشه بندی سرور چیست و چگونه کار می کند؟ ادامه مطلب را مطالعه کنید.

کلاسترینگ سرور و یا خوشه بندی سرور چیست؟

خوشه‌بندی سرور یک روش مهم در مدیریت و بهینه‌سازی منابع سرورهاست. با این روش، سرورها به گروه‌هایی با ویژگی‌های مشابه تقسیم می‌شوند، مانند نوع سخت‌افزاری، سیستم عامل، قابلیت‌های شبکه و غیره. این کار به مدیران امکان می‌دهد تا منابع را بهینه‌تر تخصیص دهند، بار کاری را به طور متوازن توزیع کنند و در صورت نیاز به راحتی سرورها را مدیریت و پشتیبانی کنند. این روش در محیط‌های مختلفی مانند سرویس‌های ابری، وب‌هاستینگ، بانک‌های اطلاعاتی و سیستم‌های تجاری استفاده می‌شود تا عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم‌ها بهبود یابد.

یک خوشه (Cluster) همانطور که از واژه مشخص است دارای دو یا چند رایانه است که همزمان کار می کنند. هر رایانه ای که در یک خوشه قرار دارد گره (Node) نامیده می شود و دارای ویژگی های خاص خود مانند هارد دیسک ، RAM ، CPU و غیره است. اگرچه هر خوشه سرور منابع خاص خود را دارد ، اما در شبکه تحت یک نام میزبان (Host Name) نمایش داده می شود و فقط یک IP آدرس واحد دارد (پروتکل اینترنت).

بیشتر بدانید: مجازی سازی سرور چیست؟

به منظور ارائه خدمات با کیفیت بالا برای مشتریان ، گروهی از سرورها با هم کار می کنند تا یک خوشه سرور تشکیل دهند. مزیت کار در یک خوشه سرور این است که در صورت خرابی یک کامپیوتر در خوشه ، می توان کار را به یک رایانه دیگر در یک خوشه واگذار کرد. خوشه های سرور اطمینان می دهند که کلاینت ها به صورت شبانه روزی به همه منابع مربوط به سرور مربوطه دسترسی دارند.

اگر قصد خرید تجهیزات سرور با بهترین قیمت و کیفیت را دارید با مشاورین ما تماس بگیرید تا بهترین پیشنهادات را به شما بدهند.

اجزای اصلی خوشه های سرور چیست؟

اجزای اصلی کلاسترینگ سرور عبارتند از:

1. سرورها (Servers): این شامل سرورها، شبکه‌ها و تجهیزات مربوط به ذخیره‌سازی است که برای ایجاد یک زیرساخت قابل اطمینان و با کارایی بالا برای کلاستر استفاده می‌شود. معماری سخت‌افزاری باید به طور صحیح برای نیازهای بار کاری و امنیت کلاستر طراحی شده باشد.

2. سیستم عامل و نرم‌افزارهای مورد نیاز: نصب و پیکربندی یک سیستم عامل مناسب و نرم‌افزارهای لازم برای ارائه خدمات در کلاستر از اهمیت بالایی برخوردار است. سیستم عامل باید قابلیت‌های مورد نیاز برای مدیریت منابع، توزیع بار و مدیریت خطاها را داشته باشد.

3. شبکه (Network): شبکه‌های ارتباطی مناسب برای ارتباط بین سرورها، انتقال داده‌ها و تبادل اطلاعات لازم برای کارکرد صحیح کلاستر ضروری است. این شبکه‌ها باید با پهنای باند کافی، پایداری و امنیت مناسب طراحی شوند.

4. نرم‌افزار مدیریت خوشه (Cluster Management Software): نرم‌افزارهای مدیریت کلاستر مسئولیت‌های مهمی از جمله مانیتورینگ عملکرد، مدیریت منابع، توزیع بار و پشتیبانی از خطاها را بر عهده دارند. این نرم‌افزارها باید قابلیت‌های مورد نیاز برای مدیریت یک کلاستر را فراهم کنند و با سیستم‌های دیگر مانند سیستم‌های ارتباطی و سیستم‌های ذخیره‌سازی هماهنگ باشند.

5. مدیران سیستم: نقش مدیران سیستم در کلاسترینگ سرور بسیار حیاتی است. آن‌ها مسئولیت‌هایی از جمله نصب، پیکربندی، مانیتورینگ و پشتیبانی از سیستم‌های کلاستر را بر عهده دارند و باید دارای مهارت‌ها و تجربه لازم برای اداره و بهینه‌سازی کلاستر باشند.

این اجزا همه با هم برای ایجاد و مدیریت یک کلاسترینگ سرور کار می‌کنند و در کنار هم به عملکرد، امنیت و قابلیت اطمینان سیستم کمک می‌کنند.

برای اینکه بدانید سرور اختصاصی چیست؟ این مقاله را بخوانید.

اهمیت خوشه سرور

یک خوشه سرور قابل اطمینان تر ، مقیاس پذیرتر و موثرتر از استفاده از یک کامپیوتر واحد است. خوشه های سرور عمدتا برای برنامه ای ساخته می شوند که به طور مرتب داده های خود را به روز می کند و یا برای برنامه هایی که به مدت طولانی در حالت حافظه اجرا می شوند. به طور کلی ، خوشه های سرور برای سرورهایی از جمله فایل ، چاپ ، پایگاه داده و پیام استفاده می شود. یک خوشه سرور قادر است با خرابی هایی مانند موارد زیر برخورد کند:

• خرابی نرم افزارهای کاربردی و خرابی خدمات مربوط به آن.
• خرابی در سیستم های سخت افزاری مانند CPU ، حافظه ، منبع تغذیه و ..... 
• خرابی وب سایت ناشی از مشکلات طبیعی ، قطع برق و ....

مزایای اصلی ایجاد خوشه سرور در یک سازمان به سه صورت است:

1. دسترسی
2. قابل اطمینان
3. مقیاس پذیری

خوشه های سرور با ارائه برنامه ها و خدمات مختلف به مشتریان برای دستیابی به اهداف به موقع سازمان خود ، به در دسترس بودن توجه می کنند. یک خوشه سرور می تواند با کمک به تحمل خطا در صورت خرابی سیستم با خلاص شدن از نقطه خاص خرابی از طریق افزونگی ، قابلیت اطمینان را ارائه دهد. مقیاس پذیری توانایی یک شبکه برای رشد آینده است.

بیشتر بدانید: سرور FTP چیست؟ و مزایای آن

خوشه سرور چگونه کار می کند؟

خوشه های سرور برای برنامه هایی که نمی توانند بین چندین سرور تخصیص داده شوند به خوبی کار می کنند. گفته می شود که هر سرور موجود در یک خوشه دارای دستگاه های محلی خود است و آنها را کنترل می کند. هر سرور همچنین یک کپی از سیستم عامل خاص ، برنامه های کاربردی آن و سرویس هایی را که توسط خوشه مهندسی شده اند ، نگهداری می کند. هر خوشه دارای دستگاه های متداول مانند دیسک هایی است که در منبع دیسک مشترک قرار دارند. یک سخت افزار قابل اتصال که می تواند دسترسی به این دیسک ها و غیره را فراهم کند نیز در یک زمان توسط یک سرور کنترل و کنترل می شود.

برای خرید هارد سرور و رم سرور با بهترین قیمت و کیفیت با مشاورین ما تماس بگیرید.

در یک خوشه سرور ، فقط یک گره در یک زمان کار می کند. دلیل آن این است که هر گره به طور جداگانه به روزرسانی های خود را دریافت می کند. سایر گره ها معمولاً در حالت آماده به کار(Stand-by) نگهداری می شوند. اگر هر یک از گره های فعال از کار بیفتد ، سایر گره های ایستاده بلافاصله کنترل خود را از دست می دهند. این فرایند امکان پذیر است زیرا همه گره های یک خوشه به یک سیستم ذخیره سازی مشترک متصل شده اند. این سیستم ذخیره سازی مشترک که توسط خوشه های سرور استفاده می شود حد نصاب نامیده می شود. گفته می شود که پیکربندی پایگاه داده خوشه سرور است. منبع حد نصاب معمولاً حاوی داده هایی مانند اطلاعات مربوط به پیکربندی خوشه است و تغییرات فعلی انجام شده در آن پیکربندی را ثبت می کند.

برای اینکه بدانید تفاوت هاست و سرور چیست؟ این مطلب را بخوانید.

انواع خوشه های سرور

سه نوع خوشه سرور وجود دارد :

1. خوشه دستگاه های حد نصاب - خوشه دستگاه های حد نصاب نیز با نام خوشه حد نصاب استاندارد شناخته می شود و رایج ترین نوع خوشه است. دارای چندین گره با یک یا چند ذخیره سازی خوشه ای (آرایه های دیسک خوشه) و دارای مکانیزم اتصال به نام "گذرگاه" است.
2. خوشه مجموعه گره اکثریت - در این نوع خوشه ، هر گره نسخه اختصاصی داده های پیکربندی شده در خوشه را مدیریت می کند. این منبع حد نصاب است که به ثابت نگه داشتن داده های پیکربندی در بین گره ها کمک می کند. و از این رو ، اکثر خوشه های مجموعه گره برای استفاده از خوشه های سرور پراکندگی جغرافیایی به طور گسترده ترجیح داده می شوند.
3. خوشه حد نصاب محلی - همچنین به عنوان خوشه تک گره ای شناخته می شود. همانطور که از نامش پیداست ، فقط یک گره دارد و به طور گسترده برای آزمایش استفاده می شود.

این روزها بسیاری از سازمانها خوشه بندی سرور را به عنوان وسیله ای برای افزایش زمان کار سرور خود انتخاب می کنند. خوشه های سرور به گونه ای ساخته شده اند که سرورهای موجود در خوشه می توانند با هم کار کنند. این امر به حفاظت از داده ها و سایر برنامه ها و خدمات آن حتی در صورت عدم کارکرد سرور روی یک رایانه کمک می کند. با این حال ، خوشه های سرور برای عملکرد باید به فناوری های شبکه مبتنی بر IP وابسته باشند.

پیشنهاد مطالعه: انواع پروکسی سرورها | پروکسی (Proxy) سرور چیست؟

مزیت خوشه بندی سرور چیست؟

مزایای خوشه‌بندی سرور عبارتند از:

1. افزایش قابلیت اطمینان: با توزیع بار بین چند سرور، اگر یکی از سرورها دچار مشکل شود یا قطع شود، سرویس‌دهی همچنان ادامه پیدا می‌کند، که این امر قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

2. بهبود عملکرد: با توزیع بار بین سرورها، بار کاری به طور متوازن توزیع می‌شود که منجر به بهبود عملکرد و کاهش زمان پاسخگویی سیستم می‌شود.

3. قابلیت افزایش ظرفیت: با استفاده از خوشه‌بندی سرور، می‌توان به راحتی سرورهای جدید به کلاستر اضافه کرد و برای افزایش ظرفیت سیستم استفاده کرد.

4. کاهش هزینه‌ها: با توزیع بار بین سرورها، نیاز به سرورهای بسیار قدرتمند تر کاهش می‌یابد و می‌توان از سرورهای استاندارد‌تر و هزینه‌ی کمتر استفاده کرد.

5. مدیریت آسان‌تر: مدیریت یک کلاستر از چندین سرور به صورت متمرکز و آسان‌تر است که زمان و هزینه‌ی مربوط به مدیریت سیستم را کاهش می‌دهد.

6. قابلیت اطمینان بیشتر در مواقع بروز خطا: با داشتن سرورهای تکراری و توزیع بار بین آن‌ها، امکان بروز خطا و از دست دادن اطلاعات کمتر می‌شود.

7. بهبود امنیت: با استفاده از خوشه‌بندی سرور، می‌توان از امکانات امنیتی متنوعی مانند ارتقاء دیواره‌های آتشین و کنترل دسترسی بهتر استفاده کرد که امنیت سیستم را افزایش می‌دهد.

بیشتر بدانید: روتر (Router) چیست؟ انواع روتر و ویژگی آنها

خوشه بندی سرور چه ارتباطی با redundancy دارد؟

خوشه‌بندی سرور و redundancy (تکراری بودن) دارای ارتباط نزدیکی هستند. وقتی که یک سیستم به شکل خوشه‌بندی شده است، معمولاً از چندین سرور تشکیل شده که همگی قادر به انجام وظایف مشابه هستند. این تکراری بودن سرورها باعث می‌شود که اگر یکی از سرورها دچار مشکل شود یا قطع شود، سایر سرورها قابلیت ادامه‌ی سرویس‌دهی را داشته باشند. از این رو، خوشه‌بندی سرور منجر به ایجاد یک سیستم redundancy می‌شود که امنیت و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد. در واقع، redundancy یکی از مزایای اصلی خوشه‌بندی سرور است که به کاربران امکان ادامه استفاده از سرویس‌ها را در صورت بروز مشکل فراهم می‌کند.

اگر قصد راه اندازی شبکه دارید پیشنهاد میکنیم جزئیات این دو محصول را ببینید:

سی پی یو سرور Intel Xeon Processor E5-2680 V4

هارد سرور اچ پی 1.2TB 12G SAS 10K 872479-B21

جمعبندی : خوشه بندی سرور چیست و چگونه کار می کند؟

در این مقاله، به بررسی مزایای خوشه‌بندی سرور پرداختیم. خوشه‌بندی سرور این امکان را فراهم می‌آورد که سرورها به گروه‌هایی با ویژگی‌های مشابه تقسیم شده و بار کاری به طور متوازن توزیع شود. این فرآیند باعث افزایش قابلیت اطمینان، بهبود عملکرد، افزایش پذیرش ترافیک و کاهش هزینه‌ها می‌شود. با توجه به توانایی تکراری بودن سرورها در یک خوشه، امکان ادامه سرویس‌دهی در صورت بروز مشکل در یک سرور فراهم می‌آید. این بهبود در قابلیت اطمینان و امنیت سرویس‌ها می‌تواند اعتماد کاربران را به سیستم افزایش دهد. به طور کلی، خوشه‌بندی سرور به عنوان یک روش مهم در بهینه‌سازی عملکرد و افزایش قابلیت اطمینان سیستم‌های کامپیوتری از اهمیت بسزایی برخوردار است.