Tìm hiểu về server load balancing và triển khai thử nghiệm một số giải pháp nâng cao tính sẵn sàng cho mạng doanh nghiệp

004.6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TRẦN VĂN HIẾU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

TÌM HIỂU VỀ SERVER LOAD BALANCING
VÀ TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM MỘT SỐ
GIẢI PHÁP NÂNG CAO TÍNH SẴN SÀNG
CHO MẠNG DOANH NGHIỆP

NGHỆ AN - 2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

TÌM HIỂU VỀ SERVER LOAD BALANCING
VÀ TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM MỘT SỐ
GIẢI PHÁP NÂNG CAO TÍNH SẴN SÀNG
CHO MẠNG DOANH NGHIỆP

GV hướng dẫn : ThS. Trƣơng Trọng Cần
SV thực hiện

: Trần Văn Hiếu

Lớp

: 51K1 - CNTT

Mã số SV

: 1051076115

Nghệ An, 11/2014


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần
LỜI CẢM ƠN

Suốt quá trình học tập trong trường Đại học Vinh vừa qua, chúng em đã được
các thầy cô cung cấp và truyền đạt tất cả kiến thức quý giá nhất. Ngoài ra, chúng em
còn được rèn luyện một tinh thần học tập và rèn luyện độc lập, sáng tạo. Đây là tính
cách hết sức cần thiết để có thể thành cơng khi bắt tay vào nghề nghiệp tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Vinh, Ban chủ nhiệm
khoa Công nghệ thông tin, cùng các thầy cơ giáo đã tận tình giảng dạy, trang bị cho
em những kiến thức cần thiết trong những năm học tại trường. Và qng thời gian đó
thật hữu ích làm em trưởng thành lên rất nhiều khi chuẩn bị ra trường đó là những
hành trang khơng thế thiếu trong cơng việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Trƣơng Trọng Cần đã tận tình
quan tâm, giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án để em hoàn thành

tốt đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đã cố gắng trong quá trình học tập nhưng kinh nghiệm thực tế và trình
độ chun mơn chưa được nhiều nên em khơng tránh khỏi những thiếu sót em rất
mong được sự chỉ bảo, góp ý chân thành từ các thầy, cô giáo cùng tất cả các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Nghệ An, tháng 12 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Trần Văn Hiếu

SVTH: Trần Văn Hiếu

1

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần
LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ mạng và các hệ thống máy chủ ngày nay đã có những bước phát
triển vượt bậc. Nhờ đó đáp ứng được các ứng dụng thương mại rộng lớn như các giao
dịch tài chính, hệ thống cơ sở dữ liệu, hệ thống web server, các ứng dụng truyền
media…. Các ứng dụng này có tần suất sử dụng cao, yêu cầu hoạt động liên tục. Do
vậy, hệ thống mạng phải có khả năng mở rộng tối ưu để đáp ứng được một lượng lớn
các yêu cầu ngày càng tăng của người dùng mà không gây ra bất kỳ một độ trễ không
mong muốn nào.
Một trong những xu hướng lựa chọn hệ thống mạng ngày nay là phân tán sự
tính tốn giữa các hệ thống vật lý khác nhau.Các hệ thống vật lý này có thể khác nhau

về quy mơ và chức năng.Chúng thường bao gồm các các máy trạm, các máy tính mini
và các hệ thống máy tính đa năng lớn. Các hệ thống này thường được gọi là các nút.
Sự nghiên cứu về hệ thống mạng phân tán bao gồm nhiều lĩnh vực như: Mạng truyền
thông, hệ điều hành phân tán, cơ sở dữ liệu phân tán, lý thuyết về các hệ thống song
song và phân tán, cấu trúc nối mạng, độ tin cậy và khả năng chịu lỗi, hệ thống phân tán
trong thời gian thực, khả năng gỡ lỗi phân tán và các ứng dụng phân tán. Như vậy hệ
thống mạng phân tán bao gồm mạng vật lý, các nút và các phần mềm điều khiển. Có 5
lý do để xây dựng một hệ thống mạng phân tán, đó là:
-

Chia sẻ tài nguyên
Cải tiến sự tối ưu
Độ tin cậy
Khả năng truyền thông
Độ khả mở.

Một trong những vấn đề thú vị nhất của hệ thống mạng phân tán là cải tiến sự
tối ưu của hệ thống thông qua sự cân bằng tải giữa các nút hay các máy chủ.
Với lý do trên, em đã lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là “Tìm hiểu về Server
Load Balancing và triển khai thử nghiệm một số giải pháp nâng cao tính sẵn sàng
cho mạng doanh nghiệp”. Đây là một vấn đề khá quan trọng trong việc thiết kế các hệ
thống mạng, các trung tâm tính tốn hiệu năng cao và các trung tâm dữ liệu phục vụ
cho các ứng dụng lớn.
Bố cục đồ án tốt nghiệp của em gồm 3phần :
Chương I: Cấu trúc mạng
Chương II:Tổng quan về hệ thống cân bằng tải Server.
Chương III :Triển khai thử nghiệm một số giải pháp nâng cao tính sẵn sàng cho
mạng doanh nghiệp

SVTH: Trần Văn Hiếu

2

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần
MỤC LỤC
Trang

CHƢƠNG 1: CẤU TRÚC MẠNG .............................................................................. 5
1.1.

Định nghĩa mạng máy tính ................................................................................... 5

1.2.

Kiến trúc mạng máy tính ...................................................................................... 6

1.3.

Phân loại mạng máy tính ...................................................................................... 8

1.4.

Mơ hình OSI ....................................................................................................... 11

1.5.

Mơ hình OSI với hệ thống cân bằng tải ............................................................. 12

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN BẰNG TẢI SERVER ......... 14
2.1

Giới thiệu ............................................................................................................ 14

2.2

Lợi ích của Server Load Blancing ...................................................................... 14

2.3

Tại sao phải xây dựng hệ thống cân bằng tải? ................................................... 16

2.4.

Các giải pháp chia tải trên thế giới ..................................................................... 17

2.5.

Các thành phần của SLB .................................................................................... 18

2.6.

Giải pháp dự phòng (Redundancy) .................................................................... 20

2.7.

Hoạt động của hệ thống cân bằng tải server ....................................................... 24

CHƢƠNG 3: TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM MỘT SỐ GIẢI PHÁP
NÂNG CAO TÍNH SẴN SÀNG CHO MẠNG DOANH NGHIỆP .. 26
3.1

Chuẩn bị.............................................................................................................. 26

3.2.

Thiết lập hai Domain Controller chạy song song ............................................... 27

3.3

Đồng bộ DNS trên hai DC ................................................................................. 35

3.4.

Đồng bộ DHCP trên hai DC ............................................................................... 38

3.4.

Thiết lập FileServer và Distributed file system-DFS ......................................... 41

3.5.

Cân bằng tải Webserver ..................................................................................... 51

KẾT LUẬN .................................................................................................................. 59
i.

Kết quả đạt được................................................................................................. 59

ii.

Hạn chế của đề tài............................................................................................... 59

iii.

Hướng phát triển của đề tài ................................................................................ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 60

SVTH: Trần Văn Hiếu

3

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ĐƢỢC SỬ DỤNG

AD

Active Directory

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line

CNTT

Công Nghệ Thông Tin

DC

Domain Controller

DHCP

Dinamic Host Configuration Protocol

DNS

Domain Name System

Domain

Miền

SLB

Server Load Blancing

NLB

Network Load Blancing

HĐH

Hệ Điều Hành

IP

Internet Protocol

LAN

Local Area Network

WAN

Wide Area Network

Moderm

modulator/demodulator

NAT

Network Address Translation

OU

Organizational Unit

User

Tài khoản người dùng

SVTH: Trần Văn Hiếu

4

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần
CHƢƠNG 1: CẤU TRÚC MẠNG

Sự kết hợp của máy tính với các hệ thống truyền thông đặc biệt là các hệ thống
viễn thông đã tạo ra một sự chuyển biến có tính cách mạng trong vấn đề khai thác và
sử dụng các hệ thống máy tính. Mơ hình tập trung dựa trên các máy tính lớn với
phương thức khai thác theo lơ đã được thay thế bằng mơ hình tổ chức mới, trong đó
các máy tính đơn lẻ được kết hợp lại để cùng thực hiện một công việc. Một môi trường
làm việc là người dùng sử dụng tài nguyên phân tán đã hình thành và cho phép nâng
cao hiệu quả khai thác tài nguyên chung từ những vị trí địa lý khác nhau. Các hệ thống
như thế gọi là các mạng máy tính.
Trong những năm 70 của thế kỉ 20, khi bắt đầu xuất hiện khái niệm Mạng
truyền thơng, trong đó các thành phần chính của nó là các nút mạng, được gọi là các
bộ chuyển mạch dùng để chuyển thông tin đến đích của nó. Các nút mạng được nối
với nhau bằng các đường truyền vật lý cịn các máy tính xủ lý thông tin qua trạm Host
hoặc các trạm cuối được kết nối trực tiếp vào các nút mạng để khi cần thì sẵn sàng trao
đổi thơng tin qua mạng.

1.1. Định nghĩa mạng máy tính
Mạng máy tính là một tập hợp các máy tính được nối với nhau bởi đường
truyền theo một cấu trúc nào đó và thơng qua đó các máy tính trao đổi thơng tin qua lại
cho nhau.
Đường truyền là hệ thống các thiết bị truyền dẫn có dây hay khơng dây dùng để
chuyển các tín hiệu điện tử từ máy tính này đến máy tính khác. Các tín hiệu điện tử đó
biểu thị các giá trị dữ liệu dưới dạng các xung nhị phân (on - off).Tất cả các tín hiệu
được truyền giữa các máy tính đều thuộc một dạng sóng điện từ. Tùy theo tần số của
sóng điện từ có thể dùng các đường truyền vật lý khác nhau để truyền các tín hiệu. Ở
đây đường truyền được kết nối có thể là dây cáp đồng trục, cáp xoắn, cáp quang, dây
điện thoại, sóng vơ tuyến ...
Các đường truyền dữ liệu tạo nên cấu trúc của mạng.Hai khái niệm đường
truyền và cấu trúc là những đặc trưng cơ bản của mạng máy tính.

SVTH: Trần Văn Hiếu

5

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Hình 1.1: Một mơ hình liên kết các máy tính trong mạng
Với sự trao đổi qua lại giữa máy tính này với máy tính khác đã phân biệt mạng
máy tính với các hệ thống thu phát một chiều như truyền hình, phát thơng tin từ vệ tinh
xuống các trạm thu thụ động... vì tại đây chỉ có thơng tin một chiều từ nơi phát đến nơi
thu mà khơng quan tâm đến có bao nhiêu nơi thu, có thu tốt hay khơng.

Đặc trưng cơ bản của đường truyền vật lý là băng thông. Băng thơng của một
đường chuyền chính là độ đo phạm vi tần số mà nó có thể đáp ứng được. Tốc độ
truyền dữ liệu trên đường truyền còn được gọi là thơng lượng của đường truyền thường được tính bằng số lượng bit được truyền đi trong một giây (Bps).
1.2. Kiến trúc mạng máy tính
Kiến trúc mạng máy tính thể hiện cách nối các máy tính với nhau ra sao và tập
hợp các quy ước mà tất cả các thực thể tham gia truyền thông trên mạng phải tuân theo
để đảm bảo cho mạng hoạt động tốt. Sự sắp xếp vật lý đặc trưng của các thành phần
mạng được gọi là hình trạng (topology) mạng.Cịn tập hợp các quy tắc, qui ước truyền
thông gọi là giao thức mạng.
1.2.1. Topo mạng
Topo mạng xác định cấu trúc của mạng.Có hai kiểu topo mạng là topo vật lý và
topo luận lý.
Topo vật lý: xác định các thành phần của mạng được nối thực tế với nhau như
thế nào. Có các dạng topo vật lý được dùng phổ biến như.
• Bus: dùng một trục cáp đơn được kết cuối ở cả hai đầu. Tất cả các host được
kết nối trực tiếp vào trục này.
• Ring: kết nối host này đến host kế tiếp và cứ thế cho đến host cuối lại kết nối
với host đầu. Từ đó tạo nên vịng trịn cáp vật lý.
SVTH: Trần Văn Hiếu

6

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

• Star: Kết nối tất cả các host đến một điểm trung tâm.

• Start mở rộng: liên kết các star riêng lại với nhau bằng cách nối các hub hoặc
switch với nhau, dạng này có khả năng mở rộng phạm vi và mức bao phủ của mạng.
• Topo phân cấp: tương tự như star mở rộng. Tuy nhiên, thay vì liên kết các
hub hay switch với nhau, hệ thống này được liên kết đến một máy tính kiểm sốt lưu
lượng trên topo.
• Mesh: được triển khai nhằn tăng cường mức bảo vệ càng nhiều càng tốt đối
với tình huống gián đoạn dịch vụ. Việc sử dụng mesh trong các hệ thống điều khiển
được nối thành mạng của một cơ sở hạt nhân là một ví dụ điển hình. Như có thể thấy
trên hình dưới, mỗi host có các kết nối riêng đến tất cả các host cịn lại.Mặc dù
Internet có nhiều đường dẫn đến bất kì một vị trí nào, nhưng nó vẫn không được coi là
một topo dạng lưới đầy đủ.
Topo luận lý: là cách thức mà host truyền thông xuyên qua mơi trường. Có hai
loại phổ biến nhất của topo luận lý là broadcast và token passing
Broadcast có nghĩa đơn giản là mỗi host truyền số liệu của nó đến tất cả các
host trên mơi trường mạng. Khơng có trật tự ưu tiên nào mà các trạm phải tuân theo
trong việc sử dụng mạng, mà hoạt động theo phương thức đến trước phục vụ trước.
Kiểu hoạt động này hoạt động theo cách của mạng Ethernet.
Token passing điều khiển truy nhập mạng bằng cách chuyển một thẻ bài một
cách tuần tự đến các host. Mỗi khi một host nhận được thẻ bài này là lúc nó có thể
truyền số liệu lên mạng. Nếu host khơng có số liệu để truyền nó lập tức chuyển thẻ
điện đến host kế tiếp và tiến trình cứ như thế lặp lại. Hai mạng sử dụng token passing
là Token Ring và FDDI.Một biến thể khác của Token Ring và FDDI là Arcnet.Arcnet
là một token passing trên một topo dạng bus.
1.2.2. Giao thức mạng
Việc trao đổi thông tin cho dù là đơn giản nhất cũng phải tuân theo những quy
tắc nhất định. Ngay cả hai người nói chuyện với nhau muốn cho cuộc nói chuyện có
kết quả thì hai người cũng phải ngầm theo một quy tắc nào đó. Việc truyền tín hiệu
trên mạng cũng vậy, cần phải có những quy tắc, quy ước về nhiều mặt, từ khuôn dạng
của dữ liệu cho tới các thủ tục gửi nhận dữ liệu, kiểm soát hiệu quả và chất lượng
truyền tin, xử lý các lỗi và sự cố. Yêu cầu về xử lý và trao đổi thông tin của người sử

dụng càng cao thì các quy tắc càng nhiều và phức tạp hơn.Tập hợp tất cả các quy tắc,
quy ước đó được gọi là giao thức của mạng.

SVTH: Trần Văn Hiếu

7

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

1.3. Phân loại mạng máy tính
Do hiện nay mạng máy tính được phát triển khắp nơi với những ứng dụng ngày
càng đa dạng cho nên việc phân loại mạng máy tính là một việc rất phức tạp. Người ta
có thể chia các mạng máy tính theo khoảng cách địa lý ra làm các loại: Mạng diện
rộng,Mạng cục bộ, mạng đô thị, Mạng lưu trữ và Mạng riêng ảo.
1.3.1 Mạng cục bộ (Local Area Networks - LAN)
Mạng cục bộ là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính trong một khu vực
như trong một toà nhà, một khu nhà. Mạng LAN bao gồn các thành phần sau:
•

Máy tính

•

Các card giao tiếp mạng.

•

Các thiết bị ngoại vi.

•

Đường truyền thiết lập mạng.

•

Các thiết bị mạng.

LAN dùng các kĩ thuật máy tính để chia sẻ tập tin và máy in cục bộ một cách
hiệu quả và mở ra khả năng truyền thông nội bộ.Một vài cơng nghệ LAN phổ biến là.
•

Ethernet.

•

Token Ring.

•

FDDI.

Hình 1.2: Hình ảnh một mạng LAN
1.3.2. Mạng diện rộng (Wide Area Networks - WAN)
Mạng WAN là mạng được thiết lập để liên kết các máy tính của hai hay nhiều
khu vực khác nhau như giữa các thành phố hay các tỉnh. Các WAN được thiết kế để

phục vụ các mục đích sau:

SVTH: Trần Văn Hiếu

8

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

• Hoạt động qua các vùng tách biệt về mặt địa lý.
• Cho phép người sử dụng có khả năng truyền thơng tin thời gian thực với
người khác.
• Cung cấp các kết nối liên tục đến các vùng tài nguyên.
Một số công nghệ WAN phổ biến là:
• Modem
• ISDN
• DSL
• Frame Relay.
• Các đường truyền chuẩn Bắc Mỹ và Châu Âu T1, E1, T3, E3.
• Mạng quang đồng bộ SONET.

Hình 1.3: Hình ảnh một mạng WAN
1.3.3. Mạng đô thị (MAN)
MAN là mạng được thiết lập giữa hai hay nhiều LAN toạ lạc trong cùng một
vùng địa lý, một vùng nội thị hay ngoại ô. Một mạng MAN cũng có thể được tạo bằng
công nghệ cầu khơng dây (wireless bridge) với các tín hiệu vơ tuyến lan truyền qua

các vùng có cộng đồng người sử dụng.

SVTH: Trần Văn Hiếu

9

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Hình 1.4: Hình ảnh một mạng MAN
1.3.4. Mạng lƣu trữ (SAN)
SAN là mạng chất lượng cao, cấp riêng được dùng để di chuyển dữ liệu qua lại
giữa các server và các tài nguyên lưu giữ. Bởi nó là mạng cấp riêng tách biệt nên tránh
được bất kì sự xung đột nào giữa clien và server. Công nghệ SAN cho phép thực hiện
các cuộc nối tốc độ cao giữa các server với các thiết bị lưu trữ.

Hình 1.5: Hình ảnh một mạng SAN
1.3.5 Mạng riêng ảo (VPN)
VPN là mạng riêng được kiến tạo bên trong một hạ tầng mạng công cộng như
internet.Sử dụng VPN, mọi người có thể làm việc tại nhà qua mạng (telecommuter)
có thể truy xuất vào mạng của cơng ty qua internet bằng cách xây dựng một đường
hầm bí mật (secure tunnel) giữa máy tính của họ và một VPN router đặt tại văn
phịng cơng ty.

SVTH: Trần Văn Hiếu

10

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Hình 1.6: Hình ảnh một mạng VPN
Sự phân biệt trên chỉ có tính chất ước lệ, các phân biệt trên càng trở nên khó
xác định với việc phát triển của khoa học và kỹ thuật cũng như các phương tiện truyền
dẫn.Tuy nhiên với sự phân biệt trên phương diện địa lý đã đưa tới việc phân biệt trong
nhiều đặc tính khác nhau của hai loại mạng trên, việc nghiên cứu các phân biệt đó cho
ta hiểu rõ hơn về các loại mạng.
1.4. Mơ hình OSI
Sự phát triển các mạng thời kỳ đầu khơng được tổ chức và diễn ra theo nhiều
cách. Những năm đầu thập niên 80 đã chứng kiến sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng và
kích thước của các mạng. Khi các công ty bắt đầu nhận thức được ưu điểm của việc sử
dụng công nghệ mạng, các mạng được thêm vào và mở rộng nhanh chóng. Do sự phát
triển q nhanh khiến các cơng ty gặp phải những khó khăn, cũng giống như con
người bất đồng ngôn ngữ khi tiếp xúc với người khác ngôn ngữ, các mạng của các
cơng ty và các hãng cũng gặp phải tình trạng tương tự do những đặc tả và những quy
định khác nhau trong việc thiết kế hệ thống mạng của mình.
Để giải quyết vấn đề bất tương thích mạng, tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
(ISO) đã nghiên cứu các mơ hình mạng thiết lập như DECnet, SNA và TCP/IP để tìm
ra một số luật định có thể áp dụng một cách tổng quát cho tất cả các mạng. Sử dụng
nghiên cứu này ISO đã đưa ra một mơ hình mạng, qua đó giúp các nhà cung cấp thiết
bị mạng tạo ra các mạng có thể tương thích tốt với các mạng khác.
Mơ hình tham chiếu các hệ thống mở OSI đã được cơng bố vào năm 1984, và là

mơ hình có tính chất mơ tả được tạo ra bởi ISO.Nó cung cấp cho các nhà sản xuất một
tập các tiêu chuẩn đảm bảo khả năng tương thích và khả năng liên kết hoạt động tốt hơn
giữa các công nghệ mạng khác nhau được giới thiệu bởi các công ty trên khắp thế giới.

SVTH: Trần Văn Hiếu

11

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Mơt hình tham chiếu OSI đã trở thành mơ hình chính thức cho hoạt động truyền
thông mạng.Mặc dù tồn tại một số mô hình khác nhưng hầu hết các nhà chế tạo đều
đựa vào mơ hình OSI để chế tạo các sản phẩn của họ.
1.5. Mơ hình OSI với hệ thống cân bằng tải
Khi nói về thiết bị cân bằng tải, các lớp của mơ hình OSI thường được đề cập
đến. OSI đã được phát triển và được coi như một framework cho việc phát triển các
giao thức và các ứng dụng. Mô hình OSI có một sự tương đồng với các chuẩn của mơ
hình mạng Internet (Mơ hình TCP/IP) cái mà hệ thống cân bằng tải đang được ứng
dụng ngày nay.
Tầng ứng dụng (Application layer): tầng ứng dụng quy định giao diện giữa
người sử dụng và mơi trường OSI, nó cung cấp các phương tiện cho người sử dụng
truy cập vả sử dụng các dịch vụ của mơ hình OSI.
Tầng trình bày (Presentation layer): tầng trình bày chuyển đổi các thơng tin từ
cú pháp người sử dụng sang cú pháp để truyền dữ liệu, ngồi ra nó có thể nén dữ liệu
truyền và mã hóa chúng trước khi truyền đễ bảo mật.

Tầng giao dịch (Session layer): tầng giao dịch quy định một giao diện ứng dụng
cho tầng vận chuyển sử dụng. Nó xác lập ánh xa giữa các tên đặt địa chỉ, tạo ra các
tiếp xúc ban đầu giữa các máy tính khác nhau trên cơ sở các giao dịch truyền thơng.Nó
đặt tên nhất quán cho mọi thành phần muốn đối thoại riêng với nhau.
Các tầng từ 5 tới 7 thực hiện chức năng cân bằng tải qua việc sử dụng URL
hoặc các thông tin trong gới dữ liệu như cookie. DNS round robin là một ứng dụng
điển hình.
Tầng giao vận (Transport layer): tầng vận chuyển xác định địa chỉ trên mạng,
cách thức chuyển giao gói tin trên cơ sở trực tiếp giữa hai đầu mút (end-to-end). Để
bảo đảm được việc truyền ổn định trên mạng tầng vận chuyển thường đánh số các gói
tin và đảm bảo chúng chuyển theo thứ tự. SLB sử dụng các thông tin về cổng và địa
chỉ để thực hiện các chức năng cân bằng tải.

SVTH: Trần Văn Hiếu

12

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Hình 1.7: Mơ hình 7 tầng OSI
Tầng mạng (Network layer): tầng mạng có nhiệm vụ xác định việc chuyển
hướng, vạch đường các gói tin trong mạng, các gói tin này có thể phải đi qua nhiều
chặng trước khi đến được đích cuối cùng. Thường chức năng cân bảng tải cũng được
thực hiện trên các router tại lớp mạng.
Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer): tầng liên kết dữ liệu có nhiệm vụ xác

định cơ chế truy nhập thông tin trên mạng, các dạng thức chung trong các gói tin, đóng
các gói tin...Tại lớp liên kết dữ liệu các thiết bị như switch thường được nối với nhau
bởi nhiều đường, và cũng thực hiện các chức năng phân phối tải theo các thuật toán đã
được cài đặt sẵn trong thiết bị
Tầng vật lý (Phisical layer): tầng vật lý cung cấp phương thức truy cập vào
đường truyền vật lý để truyền các dòng Bit khơng cấu trúc, ngồi ra nó cung cấp các
chuẩn về điện, dây cáp, đầu nối, kỹ thuật nối mạch điện, điện áp, tốc độ cáp truyền
dẫn, giao diện nối kết và các mức nối kết..Chức năng cân bằng tải ở lớp vật lý thường
đề cập đến việc kết nối các thiết bị qua các cáp vật lý như cat 5, fiber…

SVTH: Trần Văn Hiếu

13

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN BẰNG TẢI SERVER
2.1 Giới thiệu
Cơ sở hạ tầng CNTT đang đóng một vai trị ngày càng quan trọng trong sự
thành công của một doanh nghiệp. Thị phần, khách hàng hài lịng với sản phẩm của
cơng ty và hình ảnh cơng ty tất cả những thứ này có thể do website của doanh nghiệp
đó chiếm một phần quan trọng. Mạng lưới các máy chủ hiện nay thường xuyên được
sử dụng để lưu trữ ERP, thương mại điện tử và vô số các ứng dụng khác. Nền tảng của
các trang web này, các chiến lược kinh doanh, cơ sở hạ tầng tốt sẽ cung cấp hiệu suất
cao, tính sẵn sàng cao, và các giải pháp an tồn và khả năng mở rộng để hỗ trợ tất cả

các ứng dụng.
Tuy nhiên, sự sẵn có của các ứng dụng này thường bị đe dọa bởi quá tải mạng
cũng như sự cố xảy ra trên các máy chủ và các ứng dụng. Sử dụng tài nguyên thường
trong sự cân bằng, dẫn đến các nguồn lực hiệu suất thấp đang quá tải với các yêu cầu,
trong khi các nguồn lực hiệu suất cao vẫn nhàn rỗi. Server Load Balancing (máy chủ
cân bằng tải) là một giải pháp giúp cân bằng lại giữa các nguồn lực và giúp tăng hiệu
suất làm việc cho hệ thống mạng trong doanh nghiệp.
2.2 Lợi ích của Server Load Blancing
Server Load Balancing (máy chủ cân bằng tải) là một quá trình phân phối các
yêu cầu dịch vụ trên một nhóm các máy chủ. Server Load Balancing ngày càng trở nên
quan trọng trong hệ thống cơ sở hạ tầng mạng trong doanh nghiệp.
So sánh hệ thống cân bằng tải và hệ thống thông thƣờng

SVTH: Trần Văn Hiếu

14

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần
Kịch bản A

Kịch bản B

Tính sẵn sàng cao

Có

Khơng

Tính mở rộng

Có

Khơng

Ứng dụng

Xử lý đa nhiệm

Xử lý nhanh đơn nhiệm

Ƣu điểm của cân bằng tải
 Tính mở rộng: thêm hoặc bỏ bớt server một cách dễ dàng
 Tính sẵn sàng cao do hệ thống dùng nhiều Server Vì vậy hệ thống có tính dự
phịng.
 Tính quản lý: Theo dõi và quản lý tập trung hệ thống Server, bảo dưỡng hệ
thống server mà không cần tắt các dịch vụ
 Có thể tách các ứng dụng khỏi server
 Làm việc được với nhiều hệ điều hành
 Hiệu suất cao
 Server được nhóm lại thực hiện đa nhiệm vụ tốt hơn
 Tất cả Server đều hoạt động đúng cơng suất khơng có tình trạng một Server làm
việc q tải trong khi server khác lại đang “nhàn rỗi”.
Những tổ chức nào cần có giải pháp cân bằng tải
 Các doanh nghiệp
 Nhà cung cấp dịch vụ ISP

 Trung tâm xử lý dữ liệu
 Chính phủ
 Phịng thí nghiệm
 Trường đại học, viện nghiên cứu…
Tóm lại, Server Load Balancing là một kỹ thuật mạnh mẽ để nâng cao tính sẵn
sàng ứng dụng và hiệu quả trong việc cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp dịch vụ web
cung cấp nội dung và mạng lưới doanh nghiệp, thực hiện trọn vẹn nhưng cũng có thể
làm tăng chi phí và độ phức tạp mạng. Bên cạnh những ưu thế từ việc ứng dụng Server
Load Balancing và các thiết bị khơng dây, nó cịn có hạn chế là nếu hoạt động ở tốc độ
cao cũng có thể tạo ra nghẽn cổ chai của riêng mình.

SVTH: Trần Văn Hiếu

15

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

2.3 Tại sao phải xây dựng hệ thống cân bằng tải?
Trong thời đại bùng nổ của công nghệ thông tin hiện nay, mạng máy tính đóng
vai trị ngày càng quan trọng hơn trong hoạt động của các doanh nghiệp, tổ chức cũng
như các cơ quan nhà nước. Thậm chí ở một số đơn vị, chẳng hạn như các công ty hàng
không hoặc các ngân hàng lớn, mạng máy tính có thể ví như hệ thần kinh điều khiển
hoạt động của toàn doanh nghiệp. Sự ngừng hoạt động của mạng máy tính hay sự hoạt
động kém hiệu quả của mạng máy tính trong những cơ quan này có thể làm tê liệt các
hoạt động chính của đơn vị, và thiệt hại khó có thể lường trước được.

Chúng ta đều biết các máy chủ là trái tim của của mạng máy tính, nếu máy chủ
mạng hỏng, hoạt động của hệ thống sẽ bị ngưng trệ. Điều đáng tiếc là dù các hãng sản
xuất đã cố gắng làm mọi cách để nâng cao chất lượng của thiết bị, nhưng những hỏng
hóc đối với các thiết bị mạng nói chung và các máy chủ nói riêng là điều không thể
tránh khỏi. Do vậy, vấn đề đặt ra là cần có một giải pháp để đảm bảo cho hệ thống vẫn
hoạt động tốt ngay cả khi có sự cố xảy ra đối với máy chủ mạng. Việc lựa chọn một
server đơn lẻ có cấu hình cực mạnh để đáp ứng nhu cầu này sẽ kéo theo chi phí đầu tư
rất lớn và không giải quyết được các vấn đề đặt ra của các tổ chức. Giải pháp hiệu quả
được đưa ra là sử dụng một nhóm server cùng thực hiện một chức nǎng dưới sự điều
khiển của một công cụ phân phối tải - Giải pháp cân bằng tải. Có rất nhiều hãng đưa ra
giải pháp cân bằng tải như Cisco, Coyote Point, Sun Microsystems... với rất nhiều tính
nǎng phong phú. Tuy nhiên, về cơ bản, nguyên tắc cân bằng tải vẫn xuất phát từ những
quan điểm kỹ thuật khá tương đồng. Một kỹ thuật cân bằng tải điển hình là RRDNS
(Round Robin DNS). Với giải pháp này, nếu một server trong nhóm bị lỗi, RRDNS sẽ
vẫn tiếp tục gửi tải cho server đó cho đến khi người quản trị mạng phát hiện ra lỗi và
tách server này ra khỏi danh sách địa chỉ DNS.Điều này sẽ gây ra sự đứt quãng dịch
vụ. Sau những phát triển, từ các thuật toán cân bằng tải tĩnh như Round Robin,
Weighted Round Robin đến các thuật toán cân bằng tải động như Least Connection,
Weighted Least Connection, Optimized Weighted Round Robin và Optimized
Weighted Least Connection, kỹ thuật cân bằng tải hiện nay nhờ sự kết hợp các thuật
toán trên ngày càng trở nên hồn thiện mặc dù nhược điểm vốn có như tạo điểm lỗi
đơn và vấn đề nút cổ chai do sử dụng bộ điều phối tập trung (centralized dispatcher)
vẫn còn. Ngoài khả nǎng áp dụng với Web server, kỹ thuật này cịn có thể áp dụng với
các hệ server ứng dụng khác.SLB không chỉ làm nhiệm vụ phân phối tải cho các server
mà còn còn cung cấp cơ chế đảm bảo hệ thống server luôn khả dụng trước các
client.SLB không có u cầu đặc biệt gì về phần cứng, bất cứ máy tính nào hợp chuẩn
đều có thể được sử dụng làm server.Chi phí triển khai nhờ đó giảm đáng kể.Kiến trúc
SVTH: Trần Văn Hiếu

16

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

phần mềm phân tán của SLB cho phép cung cấp hiệu nǎng và tính khả dụng của kỹ
thuật này ở mức cao nhất.
2.4.Các giải pháp chia tải trên thế giới
Việc chia tải có thể thực hiện bằng nhiều phương cách, hình thức khác nhau, với
các công nghệ khác nhau hoặc kết hợp chúng lại:
2.4.1. Chia tải bằng phần mềm cài trên các máy chủ
Kết hợp nhiều server một cách chặt chẽ tạo thành một server ảo (virtual server).
Các hệ điều hành cho máy chủ thế hệ mới của các hãng Microsoft, IBM, HP... hầu hết
đều cung cấp khả năng này, một số hãng phần mềm khác như Veritas(Symantec) cũng
cung cấp giải pháp theo hướng này. Các giải pháp thuộc nhóm này có ưu điểm là quen
thuộc với những nhà quản trị chuyên nghiệp, có thể chia sẻ được nhiều tài nguyên
trong hệ thống, theo dõi được trạng thái của các máy chủ trong nhóm để chia tải hợp
lý. Tuy nhiên, do sử dụng phần mềm trên server, tính phức tạp cao nên khả năng mở
rộng của giải pháp này bị hạn chế, phức tạp khi triển khai cũng như khắc phục khi xảy
ra sự cố, có rào cản về tính tương thích, khó có được những tính năng tăng tốc và bảo
mật cho ứng dụng.
2.4.2. Chia tải nhờ proxy
Nhóm này thường tận dụng khả năng chia tải sẵn có trên phần mềm proxy như
ISA Proxy của Microsoft hay Squid phần mềm mã nguồn mở cài trên máy phổ dụng.
Proxy này sẽ thực hiện nhiệm vụ chia tải trên các server sao cho hợp lý.Giải pháp này
vì hoạt động ở mức ứng dụng nên có khả năng caching (là cơng nghệ lưu trữ cục bộ dữ
liệu được truy cập với tần suất cao) và khả năng firewall ở tầng ứng dụng.Vì sử dụng

máy phổ dụng nên giải pháp này có ưu điểm là chi phí thấp, khả năng mở rộng tốt vì
cài đặt trên một máy độc lập, dễ quản trị. Tuy nhiên, cũng vì chỉ hoạt động ở mức ứng
dụng nên hiệu năng khơng cao, vì sử dụng máy phổ dụng nên khơng được tối ưu, dễ
tồn tại nhiều lỗi hệ thống, vì cài đặt trên một máy độc lập nên việc theo dõi trạng thái
của các máy chủ gặp khó khăn. Nhược điểm lớn nhất của các giải pháp dịng này
thường có tính ổn định kém, hiệu năng thấp, dễ mắc lỗi. Đây là điều không thể chấp
nhận được đối với các hệ thống địi hỏi tính sẵn sàng cao như ngân hàng, tài chính.
2.4.3. Chia tải nhờ thiết bị chia kết nối
Nhóm này thường sử dụng các mođun cắm thêm trên các thiết bị chuyên dụng
như Bộ định tuyến (Router) hay hay bộ chuyển mạch (Switch) để chia tải theo luồng,
thường hoạt động từ layer 4 trở xuống. Vì sử dụng thiết bị chun dụng nên có hiệu
năng cao, tính ổn định cao, khả năng mở rộng tốt hơn nhưng khó phát triển được tính
SVTH: Trần Văn Hiếu

17

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

năng bảo mật phức tạp như giải pháp proxy, thường thuật toán chia tải rất đơn giản
như DNS round-robin (đây là thuật toán chia tải phổ biến nhất và đơn giản, tuy nhiên
cứng nhắc và hiệu quả thấp. Với thuật toán này các yêu cầu về IP của một tên miền
ứng với nhiều server sẽ được biên dịch thành địa chỉ IP của các server đó theo thứ tự
quay vịng. Nhóm này có khả năng chia tải động kém, không theo dõi được trạng thái
của máy chủ, xử lý kết nối ở mức ứng dụng rất kém, dễ gây lỗi ứng dụng và giá thành
cao. Cách thức này cũng hồn tồn khơng phù hợp đối với các hệ thống yêu cầu tính

chuẩn xác của các hoạt động giao dịch như tài chính, ngân hàng.
Như vậy, giải pháp có khả năng theo dõi trạng thái ứng dụng tốt thì mở rộng,
tăng tốc, bảo mật kém(Giải pháp dùng phần mềm). Giải pháp mở rộng, tăng tốc, bảo
mật tốt, thì theo dõi trạng thái ứng dụng kém, không ổn định, hiệu năng thấp(Giải pháp
sử dụng proxy), giải pháp hiệu năng cao, ổn định, mở rộng tốt thì kém thơng minh, dễ
gây lỗi ứng dụng, tăng tốc kém(Giải pháp chia tải nhờ thiết bị chia kết nối). Trong khi
đó, tất cả các yêu cầu về hiệu năng cao, ổn định, mở rộng tốt, tăng tốc tốt và bảo mật là
rất quan trọng đối với các hoạt động của ngân hàng, chứng khoán và các nhà cung cấp
dịch vụ. Giải pháp sẵn có của các hãng chỉ đáp ứng được một phần trong các yêu cầu
trên như Module CSS của Cisco, ISA của Microsoft, hay Netscaler của Citrix)
Như vậy yêu cầu thực tế đặt ra là phải xây dựng được một hệ thống hồn chỉnh
có khả năng quản trị lưu lượng, có khả năng kiểm sốt, điều khiển và tối ưu hóa lưu
lượng mạng chạy qua nó.SLB là một giải pháp có thể giải quyết được hầu hết các yêu
cầu đặt ra ở trên với một sự tối ưu cao nhất.
2.5. Các thành phần của SLB
2.5.1. Chức năng của các thành phần trong SLB
Một giải pháp cân bằng tải phải (Server Load Balancer) có những chức năng sau đây:
 Can thiệp vào luồng dữ liệu mạng tới một điểm đích.
 Chia luồng dữ liệu đó thành các u cầu đơn lẻ và quyết định máy chủ nào sẽ
xử lý những u cầu đó.
 Duy trì việc theo dõi các máy chủ đang hoạt động, đảm bảo rằng các máy chủ
này vẫn đang đáp ứng các yêu cầu đến. Nếu máy chủ nào không hoạt động
đúng chức năng, máy chủ đó bắt buộc phải đưa ra khỏi danh sách xoay vòng.
 Cung cấp sự đa dạng bằng việc tận dụng nhiều hơn một đơn vị trong các tình
huống fail-over (fail-over là khả năng tự động chuyển qua các thiết bị dự
phịng khi gặp tình huống hỏng hóc hoặc trục trặc. Việc thực thi này được

SVTH: Trần Văn Hiếu

18

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

thực hiện mà khơng có sự can thiệp của con người cũng như khơng có bất sự
cảnh báo nào).
 Cung cấp sự phân phối dựa trên sự hiểu biết về nội dung ví dụ như đọc URL,
can thiệp vào cookies hoặc truyền XML.
2.5.2. Các thành phần của SLB
Server Load Balancers: Load Balancer là một thiết bị phân phối tải giữa các máy
tính với nhau và các máy tính này sẽ xuất hiện chỉ như một máy tính duy nhất. Phần
dưới đây sẽ thảo luận chi tiết hơn về các thành phần của các thiết bị SLB.
VIPs: Virtual IP (VIP) là một dạng thể hiện của của cân bằng tải. Mỗi VIP sử dụng
một địa chỉ cơng khai IP.Bên cạnh đó, một cổng TCP hay UDP sẽ đi kèm với một VIP
như cổng TCP 80 được dành cho luồng dữ liệu của web.Một VIP sẽ có ít nhất một
máy chủ thực sự được gán địa chỉ IP đó và máy chủ này sẽ làm nhiệm vụ phân phối
luồng dữ liệu được chuyển đến. Thường thường thì sẽ có vài máy chủ và VIP sẽ dàn
đều luồng dữ liệu đến cho các máy chủ bằng cách sử dụng các metric hoặc các phương
thức được mô tả trong phần “Active - Active Scenario” .
Các máy chủ (Servers): Máy chủ chạy một dịch vụ được chia sẻ tải giữa các dịch vụ
khác. Máy chủ thường được ám chỉ tới các máy chủ HTTP, mặc dù các máy chủ khác
hoặc ngay cả những dịch vụ khác có liên quan. Một máy chủ thường có một địa chỉ IP
và một cổng TCP/UDP gắn liền với nó và khơng có địa chỉ IP cơng khai (điều này cịn
phụ thuộc vào topo của mạng).
Nhóm (Groups): Dùng để chỉ một nhóm các máy chủ được cân bằng tải. Các thuật
ngữ như “farm” hoặc “server farm” có cùng một ý nghĩa với thuật ngữ này.

Cấp độ ngƣời dùng truy nhập (User - Access Levels): Là một nhóm các quyền được
gán cho một người dùng nào đó khi đăng nhập vào một thiết bị cân bằng tải. Không
chỉ những nhà cung cấp thiết bị khác nhau cung cấp những cấp độ truy nhập khác
nhau, mà hầu hết các dịch vụ cũng sẽ có những cách thức truy nhập rất khác
nhau.Cách triển khai phổ biến nhất là của Cisco, cung cấp truy nhập dựa trên tài khoản
người dùng (cho phép cả tài khoản superuser). Một phương thức phổ biến khác là cách
thức truy cập cấp độ người dùng được dùng trong các hệ thống Unix.
 Read-only: Cấp độ truy cập chỉ đọc (Read-only) không cho phép bất kỳ một
thay đổi nào được thực hiện. Một người dùng có quyền chỉ đọc chỉ có thể xem
các thiết đặt, các cấu hình, và nhiều thứ khác nữa nhưng không thể thực hiện
được bất kỳ một thay đổi nào cả. Một tài khoản như thế được sử dụng để xem
các thống kê hiệu suất hoạt động của thiết bị.Truy nhập chỉ đọc thường là cấp
SVTH: Trần Văn Hiếu

19

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

độ truy cập đầu tiên của một người dùng khi đăng nhập vào hệ thống trước khi
thay đổi sang các chế độ với quyền truy cập cao hơn.
 Superuser: Superuser là cấp độ truy cập cho phép người dùng có đầy đủ quyền
điều khiển hệ thống. Superuser có thể thêm các tài khoản khác, xóa file, cấu
hình lại hệ thống với bất kỳ tham số nào.
 Các cấp độ khác: Rất nhiều sản phẩm cung cấp thêm một vài cấp độ người
dùng trung gian ở giữa hai cấp độ trên, có những quyền giới hạn trên hệ thống.

2.6.Giải pháp dự phòng (Redundancy)
Giải pháp dự phòng rất đơn giản: nếu một thiết bị gặp trục trặc, thiết bị đó sẽ
được thay thế bởi một thiết bị khác mà khơng hoặc gây ít ảnh hưởng nhất đến hoạt
động của toàn bộ hệ thống. Thiết bị được thay thế sẽ thực hiện những chức năng giống
như thiết bị bị thay thế.Hầu hết các thiết bị trên thị trường đều có khả năng này.
Có một vài cách để thực hiện khả năng này.Cách thông thường nhất là sử dụng
hai thiết bị.Một giao thức sẽ được sử dụng bởi một trong hai thiết bị để kiểm tra tình
trạng hoạt động của thiết bị cịn lại.Trong một vài tình huống, cả hai thiết bị đều hoạt
động, đáp ứng các luồng dữ liệu đến.Trong một vài tình huống khác, sẽ chỉ có một
thiết bị hoạt động chính, thiết bị cịn lại sẽ được sử dụng trong tình huống hỏng hóc
hoặc trục trặc.
Vai trò của việc dự phòng
Trong giải pháp dự phòng, tồn tại một quan hệ là active - standby.Một thiết bị,
hay còn gọi là thiết bị đang hoạt động thực hiện một vài hoặc đầy đủ các chức năng
chính, trong khi đó thiết bị dự phịng sẽ đợi để thực hiện những chức năng này.Mối
quan hệ này cũng có thể được gọi là mối quan hệ master/slave.
Trong những tình huống nhất định, cả hai thiết bị sẽ là chủ (master) trong một
vài chức năng và làm phục vụ (slave) trong một vài chức năng khác nhằm phân tán tải.
Cũng trong một vài tình huống khác, cả hai thiết bị đều là chủ (master) của tất cả các
chức năng được chia sẻ giữa hai thiết bị. Quan hệ này còn được gọi là quan hệ active active.
Kịch bản Active - Standby (hoạt động - chờ)
Kịch bản dự phòng hoạt động - chờ là cách dễ nhất để thực hiện.Một thiết bị sẽ
nhận toàn bộ luồng dữ liệu đến, trong khi đó thiết bị cịn lại sẽ chờ trong các tình
huống trục trặc.

SVTH: Trần Văn Hiếu

20

Lớp: 51K1- CNTT

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Hình 2.1: Kịch bản Active – Standby
Nếu thiết bị đang hoạt động gặp trục trặc, một thiết bị kia sẽ xác định trục trặc
và nhận xử lý tồn bộ luồng dữ liệu đến.

Hình 2.2: Hoạt động của kịch bản Active - Standby
Kịch bản Active - Active
Có một vài biến thể của kịch bản này.Trong tất cả các trường hợp, cả hai thiết
bị đều chấp nhận xử lý luồng dữ liệu đến.Trong tình huống một trong hai thiết bị gặp
trục trặc thì thiết bị cịn lại sẽ nhận thực thi ln cả những chức năng của thiết bị gặp
trục trặc.

SVTH: Trần Văn Hiếu

21

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Trong một biến thể khác, VIPs được phân phối giữa hai thiết bị cân bằng tải
(Load Balancer - LB) để chia sẻ luồng dữ liệu đến. VIP 1 đến LB A, VIP 2 đến LB B.

Xem hình 2 - 3.

Hình 2.3: Kịch bản Active-Active
Trong một biến thể khác, cả hai VIPs sẽ đều trả lời trên cả hai LB với một giao
thức phá vỡ sự hạn chế rằng cả hai LB sẽ không có cùng một địa chỉ IP.

Hình 2.4: Hoạt động của kịch bản Active-Active
Trong tất cả các kịch bản active - active, nếu một LB gặp trục trặc, các VIP còn
lại sẽ tiếp tục trả lời trên LB còn lại. Những thiết bị còn lại sẽ thực thi hết tất cả các
chức năng.
Các giao thức dự phòng
-

VRRP

Giao thức dự phòng phổ biến nhất là giao thức VRRP (Virtual Router
Redundancy Protocol).Đây là một chuẩn mở và các thiết bị được cho là hỗ trợ VRRP
sẽ đều phù hợp đối với các đặc điểm được mô tả trong RFC 2338.
SVTH: Trần Văn Hiếu

22

Lớp: 51K1- CNTT


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Trương Trọng Cần

Hình 2-5. Hoạt động củaVRRP

Mỗi một thiết bị trong một cặp gửi đi các packet và nhận phản hồi từ các thiết
bị còn lại. Nếu không nhận được phản hồi từ các thiết bị khác thì thiết bị này sẽ đánh
giá là thiết bị kia bị vơ hiệu hóa và bắt đầu thực hiện tiếp quản tất cả các chức năng.
Chúng ta không cần nắm rõ tất cả các chi tiết bên trong của giao thức VRRP,
tuy nhiên một vài đặc điểm của giao thức này cũng cần được nắm rõ.VRRP sử dụng
cổng UDP 1985 để gửi đi các packet tới địa chỉ multicast là 225.0.0.2.Những chi tiết
này sẽ rất hữu ích trong khi làm việc với các bộ lọc IP hoặc các thiết bị có chức năng
tường lửa.
VRRP địi hỏi cả hai thiết bị đều có thể giao tiếp được với nhau.Nếu như cơ lập
một trong hai thiết bị đó với thiết bị cịn lại thì mỗi thiết bị đó sẽ xác định thiết bị đã
chết và tiếp quản trạng thái master.Trường hợp này có gây ra những lỗi nghiêm trọng
trong mạng bởi vì xung đột địa chỉ IP hoặc các vấn đề khác sẽ xảy ra khi cả hai thiết bị
đều nghĩ rằng chúng đang là thiết bị đang hoạt động trong kịch bản active - standby.
-

xxRP

Có một vài phiên bản thương mại của giao thức VRRP và tên của chúng đều kết
thúc bằng “RP” như ESRP của Extreme Network (Extreme Standby Router Protocol)
hay HSRP (Hot Standby Routing Protocol) của Cisco. Mặc dù các giao thức này có
một vài điểm khác biệt so với chuẩn tuy nhiên tất cả chúng đều thực thi những chức
năng cơ bản nhất.
-

Cáp Fail-Over

Một phương pháp khác để xác định thiết bị gặp trục trặc giữa một cặp thiết bị là
cáp fail-over.Cách này sử dụng một giao thức kiểm tra trên một đường serial nối giữa
một cặp LB.
SVTH: Trần Văn Hiếu

23

Lớp: 51K1- CNTT