Công nghệ giảm độ trễ và cân bằng tải

1. Công nghệ giảm độ trễ:

Độ trễ mạng là gì?

Độ trễ mạng là sự chậm trễ trong giao tiếp mạng. Độ trễ mạng cho biết thời gian cần để truyền dữ liệu qua mạng. Mạng có thời gian chậm trễ hoặc trì hoãn cao sẽ có độ trễ cao, trong khi mạng có thời gian phản hồi nhanh sẽ có độ trễ thấp. Các doanh nghiệp muốn hoạt động giao tiếp mạng diễn ra nhanh hơn và có độ trễ thấp để cải thiện năng suất và nâng cao tính hiệu quả trong hoạt động kinh doanh. Một số loại ứng dụng, chẳng hạn như động lực học chất lưu và nhiều trường hợp sử dụng điện toán hiệu năng cao khác, yêu cầu độ trễ mạng thấp để có thể theo kịp nhu cầu điện toán. Độ trễ mạng cao làm giảm hiệu năng ứng dụng và khiến ứng dụng có nguy cơ cao xảy ra lỗi.

Tại sao độ trễ lại quan trọng?

Khi ngày càng có nhiều công ty triển khai chuyển đổi kỹ thuật số, họ sử dụng các ứng dụng và dịch vụ trên nền tảng đám mây để thực hiện các hoạt động kinh doanh cơ bản. Các hoạt động cũng dựa vào dữ liệu được thu thập từ thiết bị thông minh kết nối với Internet, được gọi chung là Internet vạn vật. Thời gian trì hoãn do độ trễ có thể gây ra tình trạng thiếu hiệu quả, đặc biệt là trong các hoạt động theo thời gian thực phụ thuộc vào dữ liệu cảm biến. Độ trễ cao cũng làm giảm lợi ích của việc đầu tư mạnh tay vào dung lượng mạng, gây ảnh hưởng đến cả trải nghiệm người dùng lẫn sự hài lòng của khách hàng ngay cả khi doanh nghiệp triển khai nhiều mạng lưới tốn kém.

Ứng dụng nào yêu cầu độ trễ mạng thấp?

Tất cả doanh nghiệp đều muốn có độ trễ thấp, tuy nhiên yếu tố này còn quan trọng hơn đối với một số ngành công nghiệp và ứng dụng cụ thể. Sau đây là các trường hợp sử dụng điển hình. 

Ứng dụng phân tích phát trực tuyến

Các ứng dụng phân tích phát trực tuyến, chẳng hạn như ứng dụng đấu giá theo thời gian thực, đặt cược trực tuyến và trò chơi nhiều người chơi, sử dụng và phân tích một lượng lớn dữ liệu phát trực tuyến thời gian thực từ nhiều nguồn khác nhau. Người dùng các ứng dụng trên dựa vào thông tin chính xác theo thời gian thực để ra quyết định. Họ muốn mạng có độ trễ thấp do quá trình trì hoãn có thể gây ra nhiều hậu quả về mặt tài chính. 

Quản lý dữ liệu theo thời gian thực

Các ứng dụng dành cho doanh nghiệp thường hợp nhất và tối ưu hóa dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, ví dụ như từ phần mềm, cơ sở dữ liệu giao dịch, đám mây và cảm biến khác. Các ứng dụng này sử dụng công nghệ thu thập dữ liệu thay đổi (CDC) để thu thập và xử lý những thay đổi trong dữ liệu theo thời gian thực. Vấn đề về độ trễ mạng có thể dễ dàng gây trở ngại đối với hiệu suất của các ứng dụng này.

Tích hợp API

Hai hệ thống máy tính riêng biệt giao tiếp với nhau bằng giao diện lập trình ứng dụng (API). Sẽ có nhiều lần quá trình xử lý hệ thống sẽ dừng lại đến khi nhận được phản hồi từ API. Từ đó, độ trễ mạng sẽ gây ra nhiều vấn đề về hiệu năng ứng dụng. Ví dụ: một trang web đặt vé máy bay sẽ sử dụng một lệnh gọi API để lấy thông tin về số lượng ghế trống trên một chuyến bay cụ thể. Độ trễ mạng có thể gây ảnh hưởng đến hiệu năng và khiến trang web này ngừng hoạt động. Vào thời điểm trang web nhận được phản hồi từ API và khởi động lại, có thể đã có người khác đặt vé và bạn có thể đã bỏ lỡ. 

Trường hợp hoạt động từ xa có chức năng video

Một số luồng công việc, chẳng hạn như máy khoan ép, camera nội soi và máy bay không người lái phục vụ tìm kiếm và cứu hộ có chức năng video, yêu cầu người vận hành kiểm soát máy từ xa bằng video. Trong các trường hợp này, mạng có độ trễ cao giữ vai trò vô cùng quan trọng trong việc giúp tránh những hậu quả đe dọa đến tính mạng.

Giảm độ trễ:

• Giảm độ trễ đảm bảo rằng dữ liệu được truyền từ nguồn đến đích một cách nhanh chóng, giúp cải thiện trải nghiệm người dùng và hiệu quả của ứng dụng.
• Cân bằng tải phân phối lưu lượng mạng đều khắp các máy chủ, ngăn chặn tình trạng quá tải trên một máy chủ cụ thể và tối ưu hóa sử dụng tài nguyên.
• Thuật toán thông minh giúp cân bằng đường mạng tự động là một phần mềm hoặc thiết bị có khả năng phân tích và phân phối lưu lượng mạng một cách hiệu quả nhất.

2. Cân bằng tải là gì?

Cân bằng tải là phương thức phân phối lưu lượng truy cập mạng đều nhau trên một vùng tài nguyên hỗ trợ ứng dụng. Các ứng dụng hiện đại phải xử lý đồng thời hàng triệu người dùng và trả về chính xác văn bản, video, hình ảnh và dữ liệu khác cho từng người dùng một cách nhanh chóng và đáng tin cậy. Để xử lý lưu lượng truy cập cao như vậy, hầu hết các ứng dụng sở hữu nhiều máy chủ tài nguyên, trong đó dữ liệu được sao chép giữa các máy chủ với nhau. Bộ cân bằng tải là thiết bị nằm giữa người dùng và nhóm máy chủ, đồng thời đóng vai trò là bộ điều giải, đảm bảo rằng tất cả các máy chủ tài nguyên đều được sử dụng như nhau.

Cân bằng tải có lợi ích gì?

Cân bằng tải định hướng và kiểm soát lưu lượng truy cập Internet giữa các máy chủ ứng dụng và đối tượng truy cập hoặc máy khách của chúng. Qua đó cải thiện mức độ sẵn sàng, khả năng điều chỉnh quy mô, bảo mật và hiệu năng của ứng dụng.

Mức độ sẵn sàng của ứng dụng

Lỗi hoặc hoạt động bảo trì máy chủ có thể tăng thời gian ngừng hoạt động của ứng dụng, khiến đối tượng truy cập không thể dùng ứng dụng của bạn. Bộ cân bằng tải tăng khả năng chịu lỗi của hệ thống của bạn bằng cách tự động phát hiện vấn đề của máy chủ và chuyển hướng lưu lượng truy cập của máy khách sang những máy chủ khả dụng. Bạn có thể sử dụng cân bằng tải để thực hiện những tác vụ sau dễ dàng hơn:

• Chạy bảo trì hoặc nâng cấp máy chủ của ứng dụng với thời gian ứng dụng ngừng hoạt động bằng không
• Cung cấp khả năng phục hồi sau thảm họa tự động sang các trang web sao lưu
• Thực hiện kiểm tra tình trạng và ngăn chặn các vấn đề có thể gây ra thời gian ngừng hoạt động

Khả năng điều chỉnh quy mô ứng dụng

Bạn có thể sử dụng bộ cân bằng tải để định hướng lưu lượng truy cập mạng một cách thông minh giữa nhiều máy chủ. Các ứng dụng của bạn có thể xử lý hàng nghìn yêu cầu của máy khách vì cân bằng tải thực hiện những việc sau:

• Ngăn chặn tình trạng tắc nghẽn lưu lượng truy cập tại bất kỳ máy chủ nào
• Dự đoán lưu lượng truy cập ứng dụng để bạn có thể thêm hoặc loại bỏ những máy chủ khác nhau, nếu cần
• Thêm phần dự phòng vào hệ thống của bạn để có thể tự tin điều chỉnh quy mô

Bảo mật ứng dụng

Bộ cân bằng tải đi kèm với những tính năng bảo mật tích hợp để thêm một lớp bảo mật khác cho các ứng dụng Internet của bạn. Chúng là công cụ hữu ích để đối phó với các cuộc tấn công từ chối dịch vụ phân tán, trong đó những kẻ tấn công gửi dồn dập hàng triệu yêu cầu đồng thời tới máy chủ ứng dụng, từ đó gây ra lỗi máy chủ. Bộ cân bằng tải cũng có thể thực hiện những việc sau:

• Giám sát lưu lượng truy cập và chặn nội dung độc hại
• Tự động chuyển hướng lưu lượng truy cập từ cuộc tấn công sang nhiều máy chủ backend để giảm tối thiểu tác động
• Định tuyến lưu lượng truy cập thông qua một nhóm tường lửa mạng để tăng cường bảo mật

Hiệu năng của ứng dụng

Bộ cân bằng tải cải thiện hiệu năng của ứng dụng bằng cách tăng thời gian phản hồi và giảm độ trễ mạng. Chúng thực hiện một số tác vụ quan trọng, chẳng hạn như:

• Phân phối tải đồng đều giữa các máy chủ để cải thiện hiệu năng ứng dụng
• Chuyển hướng yêu cầu của máy khách sang một máy chủ có vị trí địa lý gần hơn để giảm độ trễ

• Đảm bảo độ tin cậy và hiệu năng của các tài nguyên điện toán vật lý và dạng ảo

Cân bằng tải:
- Các giải pháp cân bằng tải hiện đại thường được tích hợp vào các bộ điều khiển phân phối ứng dụng (ADC), cung cấp khả năng mở rộng, bảo mật và hiệu suất cao cho các ứng dụng dựa trên web và microservices.
- Cân bằng tải không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn tăng cường bảo mật bằng cách ngăn chặn các cuộc tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS) và ẩn thông tin cấu trúc mạng nội bộ.
- Các thuật toán cân bằng tải thông minh tự động có thể được sử dụng trong các môi trường điện toán đám mây, trung tâm dữ liệu, và mạng cảm biến không dây, nơi mà việc phân phối tài nguyên một cách thông minh là cần thiết để duy trì hiệu suất và độ tin cậy.