Failover là một cơ chế tự động chuyển đổi từ một hệ thống, máy chủ hoặc thiết bị mạng chính sang một hệ thống, máy chủ hoặc thiết bị dự phòng khi hệ thống chính gặp sự cố, đảm bảo dịch vụ luôn hoạt động liên tục. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ Failover là gì, tại sao nó lại quan trọng và cách để chọn lựa một giải pháp phù hợp cho doanh nghiệp, giúp hệ thống mạng của bạn luôn “sống khỏe” trước mọi rủi ro.

Failover là gì?

Failover là một cơ chế dự phòng tự động giúp chuyển đổi hoạt động từ hệ thống chính sang hệ thống dự phòng khi phát hiện sự cố hoặc lỗi, nhằm đảm bảo dịch vụ không bị gián đoạn và duy trì tính liên tục của hệ thống.

Cụ thể hơn, failover được thiết kế để khi máy chủ chính hoặc hệ thống gặp sự cố như hỏng phần cứng, mất kết nối mạng, hoặc các lỗi khác, hệ thống sẽ tự động chuyển sang máy chủ hoặc hệ thống dự phòng đã được chuẩn bị sẵn mà không cần thao tác thủ công giúp giảm thời gian gián đoạn, tăng độ tin cậy và tính khả dụng của hệ thống.

Failover có thể áp dụng cho nhiều thành phần trong hệ thống như máy chủ, cơ sở dữ liệu, đường truyền mạng, thiết bị lưu trữ, v.v. Có hai loại failover phổ biến là failover phần cứng, sử dụng các thiết bị lưu trữ và máy chủ phụ trợ, và failover đám mây, sử dụng hệ thống đám mây để đảm bảo tính sẵn sàng cao.

Tại sao doanh nghiệp cần triển khai Failover?

Giả sử bạn đang điều hành một sàn giao dịch thương mại điện tử, mỗi giây downtime có thể khiến bạn mất hàng ngàn đô la doanh thu. Hoặc một bệnh viện với hệ thống lưu trữ hồ sơ bệnh án trực tuyến, việc mất kết nối dù chỉ vài phút cũng có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính mạng bệnh nhân. Đây chính là lúc Failover thể hiện vai trò không thể thiếu của nó.

Failover giúp các doanh nghiệp:

• Đảm bảo hoạt động kinh doanh liên tục (Business Continuity): Khi hệ thống chính gặp sự cố, hệ thống dự phòng sẽ tự động tiếp quản, đảm bảo các dịch vụ, ứng dụng vẫn hoạt động bình thường, không làm gián đoạn công việc của nhân viên và khách hàng.
• Giảm thiểu thiệt hại tài chính: Thời gian ngừng hoạt động đồng nghĩa với việc mất doanh thu và phát sinh chi phí khắc phục. Một hệ thống Failover hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu những tổn thất này.
• Bảo vệ dữ liệu và uy tín thương hiệu: Failover giúp bảo vệ dữ liệu quan trọng không bị mất hoặc hỏng do sự cố, từ đó củng cố lòng tin của khách hàng vào dịch vụ của bạn.

Một số loại Failover phổ biến

Có nhiều cách để triển khai Failover, mỗi cách lại phù hợp với những nhu cầu và mức độ phức tạp khác nhau của hệ thống.

Manual Failover (Chuyển đổi thủ công)

Đây là hình thức đơn giản nhất, trong đó quản trị viên phải can thiệp bằng tay để chuyển đổi từ hệ thống chính sang hệ thống dự phòng khi phát hiện sự cố. Mặc dù dễ triển khai, nhưng cách này có nhược điểm lớn là chậm và phụ thuộc hoàn toàn vào sự có mặt của con người.

Automatic Failover (Chuyển đổi tự động)

Automatic Failover sử dụng các cơ chế giám sát tự động. Khi phát hiện một lỗi, hệ thống sẽ tự động kích hoạt quá trình chuyển đổi sang thiết bị dự phòng mà không cần sự can thiệp của con người. Đây là giải pháp được ưa chuộng nhất hiện nay vì tính hiệu quả và tốc độ.

Active-Passive Failover (Chủ động – Bị động)

Trong mô hình này, một thiết bị hoạt động như thiết bị chính (Active) và một thiết bị khác ở trạng thái chờ (Passive). Khi thiết bị chính gặp lỗi, thiết bị dự phòng sẽ kích hoạt và tiếp quản nhiệm vụ. Ưu điểm là dễ cấu hình, nhưng nhược điểm là tài nguyên của thiết bị dự phòng bị lãng phí khi không hoạt động.

Active-Active Failover (Chủ động – Chủ động)

Cả hai thiết bị trong hệ thống đều hoạt động và chia sẻ tải (load-balancing). Nếu một thiết bị gặp sự cố, thiết bị còn lại sẽ đảm nhận toàn bộ tải. Ưu điểm của mô hình này là tối ưu hóa hiệu suất và sử dụng hiệu quả tài nguyên, nhưng yêu cầu cấu hình phức tạp hơn.

Virtual Machine Failover (Failover máy ảo)

Được sử dụng phổ biến trong môi trường ảo hóa như VMware hay Hyper-V. Cơ chế này cho phép tự động chuyển đổi một máy ảo sang một máy chủ vật lý khác trong cụm (cluster) khi máy chủ vật lý chứa máy ảo đó gặp sự cố.

Network Failover (Failover mạng)

Tập trung vào việc dự phòng đường truyền mạng. Khi đường truyền Internet chính bị đứt, hệ thống sẽ tự động chuyển sang đường truyền dự phòng (thường là từ một nhà cung cấp khác) để đảm bảo kết nối luôn thông suốt.

Sự khác biệt giữa Failover và Failback

Nhiều người thường nhầm lẫn giữa Failover và Failback. Sự khác biệt giữa Failover và Failback nằm ở mục đích và thời điểm thực hiện trong quá trình duy trì tính liên tục của hệ thống khi có sự cố:

Failover

Failover là quá trình tự động hoặc thủ công chuyển đổi từ hệ thống chính (Primary) sang hệ thống dự phòng (Secondary) khi hệ thống chính gặp sự cố hoặc lỗi.

Mục đích của Failover là đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động liên tục mà không bị gián đoạn dù hệ thống chính không còn hoạt động bình thường. Quá trình này diễn ra ngay khi phát hiện lỗi để chuyển tải công việc sang hệ thống dự phòng thay thế.

Failback

Failback là quá trình chuyển đổi ngược lại, tức là sau khi hệ thống chính đã được khắc phục hoặc sửa chữa xong, hoạt động sẽ được chuyển trở về hệ thống chính từ hệ thống dự phòng.

Failback giúp đưa hệ thống về trạng thái hoạt động ban đầu, thường được thực hiện khi sự cố đã được xử lý và hệ thống chính có thể đảm nhận lại chức năng hoàn toàn.

Tóm lại:

• Failover: Chuyển sang hệ thống dự phòng khi hệ thống chính gặp sự cố.
• Failback: Chuyển trở lại hệ thống chính khi hệ thống chính đã được phục hồi.

Hai quá trình này thường đi cùng nhau trong các hệ thống cần tính sẵn sàng cao để đảm bảo dịch vụ không bị gián đoạn và sau đó quay về với hoạt động bình thường khi có thể.

Lợi ích và hạn chế khi sử dụng giải pháp Failover

Mọi giải pháp công nghệ đều có hai mặt, và Failover cũng không ngoại lệ.

Lợi ích

• Tính sẵn sàng cao (High Availability): Đảm bảo hệ thống luôn hoạt động liên tục, thường đạt uptime lên tới 99,99% hoặc cao hơn.
• Giảm thiểu downtime: Giảm thời gian gián đoạn dịch vụ xuống mức tối thiểu, thường chỉ trong vài giây hoặc vài chục giây.
• Bảo vệ dữ liệu: Đảm bảo dữ liệu được đồng bộ hóa và không bị mất mát khi có sự cố.
• An tâm hoạt động: Giúp doanh nghiệp và đội ngũ IT an tâm hơn khi biết rằng hệ thống luôn có một phương án dự phòng.

Hạn chế

• Chi phí đầu tư cao: Việc mua sắm thiết bị dự phòng, giấy phép phần mềm và chi phí triển khai ban đầu có thể rất tốn kém.
• Phức tạp trong cấu hình: Tùy thuộc vào loại Failover, việc cấu hình có thể đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm thực tế.
• Yêu cầu tài nguyên: Một số mô hình (như Active-Passive) có thể lãng phí tài nguyên của thiết bị dự phòng.
• Đòi hỏi quản lý và bảo trì: Cần có đội ngũ quản lý hệ thống có đủ kinh nghiệm để bảo trì, kiểm tra định kỳ và khắc phục các sự cố.

Hướng dẫn lựa chọn giải pháp Failover cho doanh nghiệp

Để chọn được giải pháp Failover phù hợp, bạn cần xem xét các yếu tố sau:

• Ngân sách: Ngân sách có sẵn cho việc mua sắm thiết bị, phần mềm và chi phí triển khai là bao nhiêu?
• Mức độ quan trọng của ứng dụng: Ứng dụng của bạn có cần uptime 99,9% hay 99,99%? Các ứng dụng tài chính, thương mại điện tử sẽ cần mức độ sẵn sàng cao hơn nhiều so với một blog cá nhân.
• Quy mô doanh nghiệp: Doanh nghiệp nhỏ có thể bắt đầu với những giải pháp đơn giản như Network Failover đường truyền, trong khi các doanh nghiệp lớn sẽ cần những giải pháp phức tạp hơn như Cluster Failover.
• Độ phức tạp của hệ thống: Hệ thống hiện tại của bạn đang sử dụng những công nghệ gì? Hãy chọn một giải pháp tương thích và dễ tích hợp.
• Năng lực đội ngũ IT: Đội ngũ của bạn có đủ kiến thức và kinh nghiệm để triển khai và quản lý một hệ thống Failover phức tạp không?

Các công nghệ Failover tốt nhất

Thị trường cung cấp rất nhiều giải pháp Failover từ các nhà cung cấp uy tín, mỗi giải pháp có ưu điểm riêng:

• Cisco: Các thiết bị mạng của Cisco như router, switch thường tích hợp sẵn tính năng dự phòng, Failover.
• Fortinet/Palo Alto: Các thiết bị tường lửa (Firewall) của hai hãng này có khả năng cấu hình Failover ở chế độ Active-Passive hoặc Active-Active.
• VMware vSphere High Availability (HA): Giải pháp Failover mạnh mẽ cho môi trường ảo hóa, giúp tự động khởi động lại máy ảo trên một host khác khi host chính gặp sự cố.
• Microsoft Failover Clustering: Dành cho các hệ thống chạy trên nền tảng Windows Server, hỗ trợ Failover cho các ứng dụng như SQL Server, File Server.

Hiểu về Failover và Load Balancing trong hệ thống máy chủ

Failover và cân bằng tải (load balancing) thường được nhắc đến cùng nhau, nhưng mỗi cơ chế lại có mục tiêu và cách triển khai khác nhau. Dưới đây là nguyên tắc hoạt động và cách triển khai của từng cơ chế.

Cách triển khai Failover

Trong cơ chế Failover, quản trị viên sẽ cấu hình hệ thống sao cho dữ liệu được sao lưu và nhân bản sang nhiều máy chủ khác nhau.

• Sao chép dữ liệu: Cơ sở dữ liệu được đồng bộ qua MySQL.
• Sao chép thư mục: Thực hiện bằng công cụ rsync cron.

Khi cần kích hoạt Failover, bước thực hiện là thay đổi địa chỉ IP mà tên miền website đang trỏ tới. Sau khi máy chủ DNS được cập nhật, việc thay đổi IP thường mất vài phút để có hiệu lực. Tuy nhiên, nếu máy client đã lưu cache địa chỉ IP cũ, thời gian cập nhật sẽ lâu hơn.

Cách triển khai Load Balancing

Cân bằng tải là quá trình phân phối lưu lượng truy cập đến nhiều máy chủ trong cùng hệ thống, giúp tránh tình trạng một máy bị quá tải dẫn đến ngừng hoạt động. Nếu một server gặp sự cố, công việc của nó sẽ được chia lại cho các máy còn hoạt động, đảm bảo hiệu suất và hạn chế downtime.

Ngoài việc chống quá tải, load balancing còn hỗ trợ mở rộng hệ thống dễ dàng. Khi bổ sung thêm một máy chủ mới, lưu lượng sẽ được chia đều sang máy này mà không làm gián đoạn hoạt động, từ đó giúp hệ thống vận hành ổn định và hiệu quả hơn.

Một số phương pháp triển khai load balancing phổ biến gồm:

• Tách riêng dịch vụ trên các server khác nhau.
• Dùng nhiều front-end server, thiết lập nhiều IP cho cùng một domain.
• Dùng IP ảo để nhận yêu cầu từ người dùng, sau đó chuyển tiếp đến các máy chủ xử lý thực tế.
• Sử dụng thiết bị hoặc phần mềm chuyên dụng cho việc cân bằng tải.

Failover không chỉ là một thuật ngữ kỹ thuật mà là một chiến lược kinh doanh quan trọng, giúp các doanh nghiệp tự tin đối mặt với rủi ro và đảm bảo tính liên tục của hoạt động. Việc đầu tư vào một giải pháp Failover phù hợp là một bước đi thông minh để bảo vệ tài sản số và uy tín của bạn.