Tất tần tật về máy chủ đám mây (Cloud Server)

Các máy chủ đám mây (Cloud server) tạo thành nền tảng của điện toán hiện đại, củng cố nền tảng cho các giải pháp có thể mở rộng, linh hoạt và tiết kiệm chi phí trong kỷ nguyên kỹ thuật số. Hãy cùng OMZcloud khám phá cấu trúc logic phức tạp của máy chủ đám mây, bao gồm các thành phần thiết yếu như ảo hóa, bộ ảo hóa, kiến trúc máy chủ, mạng và bảo mật. Hiểu cấu trúc logic của máy chủ đám mây là điều cần thiết đối với các kiến trúc sư, quản trị viên và nhà phát triển đang tìm cách khai thác sức mạnh của điện toán đám mây.

I. Giới thiệu

Máy chủ đám mây, còn được gọi là máy ảo (Virtual Machine), là bản chất của điện toán đám mây. Chúng cung cấp các tài nguyên tính toán và lưu trữ để chạy các ứng dụng và dịch vụ. Chương này giới thiệu các khái niệm cơ bản và cấu trúc logic của máy chủ đám mây.

Ảo hóa

Công nghệ ảo hóa là trung tâm của máy chủ đám mây. Nó cho phép tạo nhiều máy ảo trên một máy chủ vật lý, cho phép sử dụng và cách ly tài nguyên hiệu quả. Lớp trừu tượng này là mấu chốt cho tính linh hoạt của đám mây.

Phiên bản máy chủ

Các máy chủ hoặc phiên bản đám mây được sinh ra từ các mẫu được định cấu hình sẵn được gọi là hình ảnh (image). Những hình ảnh này bao gồm hệ điều hành và ngăn xếp ứng dụng, cho phép người dùng lựa chọn sự kết hợp phù hợp với yêu cầu của họ.

Mở rộng tài nguyên

Máy chủ đám mây đồng nghĩa với khả năng mở rộng. Khả năng điều chỉnh nhanh chóng các tài nguyên, bao gồm CPU, bộ nhớ và bộ lưu trữ là yếu tố then chốt trong việc xử lý khối lượng công việc động một cách hiệu quả.

II. Cấu trúc logic của Cloud Server

Cấu trúc logic của máy chủ đám mây bao gồm một loạt các thành phần hoạt động liền mạch để mang lại khả năng tính toán mong muốn. Phần này xem xét các yếu tố cốt lõi tạo nên cấu trúc của cloud server

1. Trình giám sát ảo (Hypervisor)

Hypervisor, gồm 2 loại (1) ảo hóa toàn phần (bare-metal) loại (2) Ảo hóa 1 phần (host), đều là công cụ đằng sau quá trình ảo hóa máy chủ đám mây. Các Hypervisor quản lý tài nguyên máy chủ vật lý, rồi phân bổ chúng cho các máy ảo và đảm bảo sự tách biệt giữa các máy ảo này. Các phần mềm ảo hóa như VMware, KVM và Hyper-V thường được sử dụng trong môi trường đám mây.

2. Computer node

Các nút điện toán là các máy chủ vật lý chứa các máy ảo. Các nút này thường có thông số phần cứng mạnh mẽ, bao gồm CPU có nhiều lõi, RAM dồi dào và thiết bị lưu trữ tốc độ cao. Cấu trúc logic bao gồm một cụm các nút này, mỗi nút đóng góp vào nhóm tài nguyên chung.

3. Lưu trữ

Giống như trong môi trường vật lí, máy chủ đám mây cũng cần hệ thống lưu trữ đi kèm và chúng dựa trên các giải pháp lưu trữ linh hoạt, và đa dạng.

Lưu trữ khối (block storage): Lưu trữ khối cung cấp dung lượng lưu trữ thô cho máy ảo. Nó phù hợp cho các tình huống yêu cầu quyền truy cập ở mức độ thấp. Các nhà cung cấp đám mây cung cấp bộ lưu trữ khối có thể mở rộng cho phép người dùng đính kèm hoặc tách các ổ đĩa khi cần.Lưu trữ khối thường được khởi tạo cùng cloud server. (xem thêm thông tin về dịch vụ block storage )
Lưu đối tượng (object storage): Lưu trữ đối tượng được thiết kế cho khả năng mở rộng và lưu trữ lâu dài. Đó là lý tưởng để lưu trữ lượng lớn dữ liệu phi cấu trúc, chẳng hạn như tệp đa phương tiện, bản sao lưu và kho lưu trữ.
Lưu trữ tệp (file storage): Các giải pháp lưu trữ tệp, như Lưu trữ đính kèm mạng (NAS) hoặc hệ thống tệp phân tán, cho phép máy ảo chia sẻ tệp và thư mục. Chúng rất cần thiết cho các ứng dụng yêu cầu quyền truy cập chung vào dữ liệu.
Nhân bản (replication) và sao lưu (backup) dữ liệu: Sao chép dữ liệu đảm bảo tính dự phòng và tính sẵn sàng cao, đồng thời các giải pháp sao lưu bảo vệ chống mất dữ liệu và cung cấp khả năng khắc phục thảm họa.

4. Kết nối mạng trong máy chủ đám mây

Mạng là một phần không thể thiếu trong cấu trúc logic của máy chủ đám mây. Chương này xem xét các thành phần và cấu hình mạng hỗ trợ giao tiếp giữa các máy chủ đám mây và bên ngoài.

Mạng ảo: Các nhà cung cấp đám mây tạo ra các mạng ảo đóng vai trò là kênh liên lạc riêng cho các máy chủ đám mây. Người dùng có thể xác định địa chỉ IP, mạng con và nhóm bảo mật để kiểm soát truy cập mạng.
Kết nối Internet: Máy chủ đám mây có thể được chỉ định địa chỉ IP công cộng hoặc sử dụng Dịch địa chỉ mạng (NAT) để thiết lập kết nối internet. Tường lửa và nhóm bảo mật giúp kiểm soát lưu lượng vào và ra.
Cân bằng tải: Bộ cân bằng tải được triển khai để phân phối lưu lượng truy cập mạng đến trên nhiều máy chủ đám mây, nâng cao hiệu suất, khả năng mở rộng và khả năng chịu lỗi. Chúng có thể được cấu hình bằng nhiều thuật toán khác nhau, chẳng hạn như kết nối roud-robin hoặc kết nối tối thiểu.
Đám mây riêng ảo (VPC) và phân tách mạng: Đám mây riêng ảo (VPC) cung cấp khả năng phân tách mạng, cho phép tạo các mạng riêng với quyền truy cập được kiểm soát. Từ đó tăng cường bảo mật bằng cách cô lập tài nguyên và kiểm soát luồng lưu lượng.

5. Các biện pháp bảo mật cho máy chủ và đám mây

Bảo mật là điều tối quan trọng trong cấu trúc logic của máy chủ đám mây. Chương này khám phá các biện pháp bảo mật và các biện pháp thực hành tốt nhất để bảo vệ máy chủ đám mây và dữ liệu mà chúng lưu trữ.

Quản lý tài khoản và quyền truy cập (IAM): Giải pháp IAM cho phép người dùng quản lý ai có thể truy cập máy chủ đám mây và những hành động họ có thể thực hiện. Chính sách kiểm soát truy cập dựa trên vai trò (RBAC) xác định quyền và cấp độ truy cập.
Mã hóa (Encryption): Mã hóa là nền tảng để bảo mật dữ liệu khi lưu trữ và truyền tải. Các nhà cung cấp đám mây cung cấp các tùy chọn mã hóa cho các dịch vụ lưu trữ, liên lạc và cơ sở dữ liệu. Người dùng cũng có thể thực hiện mã hóa trong ứng dụng của họ.
Nhóm bảo mật và tường lửa: Các nhóm bảo mật và tường lửa đóng vai trò là rào cản đối với việc truy cập trái phép. Người dùng xác định các quy tắc chi phối lưu lượng truy cập vào và ra, đảm bảo rằng chỉ cho phép các kết nối đáng tin cậy.
Giám sát và kiểm toán: Các công cụ giám sát và kiểm tra do nhà cung cấp đám mây cung cấp cho phép người dùng theo dõi và phân tích các hoạt động trên máy chủ đám mây của họ. Điều này hỗ trợ việc phát hiện các mối đe dọa bảo mật và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định bảo mật.

6. Thiết kế cho tính sẵn sàng cao và khắc phục thảm họa

Máy chủ đám mây là công cụ giúp đạt được tính sẵn sàng cao và khắc phục thảm họa. Chương này đi sâu vào cấu trúc logic và các chiến lược để duy trì tính liên tục của dịch vụ.

Dự phòng và chuyển đổi dự phòng: Dự phòng liên quan đến việc triển khai các máy chủ hoặc tài nguyên đám mây trùng lặp để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động trong trường hợp xảy ra lỗi. Cơ chế chuyển đổi dự phòng tự động chuyển hướng lưu lượng truy cập đến các tài nguyên dự phòng khi tài nguyên chính bị lỗi.
Sao lưu và chụp nhanh (backup,snapshot): Sao lưu thường xuyên và ảnh chụp nhanh các phiên bản và dữ liệu của máy chủ đám mây đảm bảo khả năng phục hồi trong trường hợp mất quan trọng.
Kế hoạch khắc phục thảm họa: Kế hoạch khắc phục thảm họa toàn diện phác thảo các bước để phục hồi sau các sự kiện thảm khốc. Các kế hoạch này bao gồm các chiến lược khôi phục dữ liệu, khôi phục máy chủ và chuyển đổi dự phòng để giảm thiểu gián đoạn kinh doanh.

Kết luận

Như vậy OMZcloud đã cùng bạn đi hết toàn bộ các vấn đề liên quan đến máy chủ đám mây. Hiểu được cấu trúc logic phức tạp của máy chủ đám mây là điều cần thiết để khai thác toàn bộ tiềm năng của chúng. Với khả năng ảo hóa, kiến trúc máy chủ mạnh mẽ, giải pháp lưu trữ linh hoạt và đầy đủ các dịch vụ liên quan đến mạng và bảo mật, máy chủ đám mây mang đến sự linh hoạt và khả năng mở rộng cần thiết cho nhu cầu điện toán hiện đại. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, xu hướng sử dụng cloud server vẫn luôn dẫn đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho sự đổi mới và hiệu quả trong bối cảnh kỹ thuật số đang phát triển nhanh chóng.