Failover چیست و چه تفاوتی با High Availability (HA) دارد؟

Failover چیست و چه تفاوتی با High Availability (HA) دارد؟

دنیای امروز به شدت به سرویس‌های آنلاین وابسته است. از یک وب‌سایت ساده گرفته تا یک پلتفرم تجارت الکترونیک بزرگ، همه باید همیشه در دسترس باشند. حتی یک دقیقه اختلال یا «داون‌تایم» (Downtime) می‌تواند به از دست رفتن کاربران، درآمد و اعتبار یک کسب‌وکار منجر شود. برای همین، دسترس‌پذیری یا Availability به یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های مدیران سرور و شبکه تبدیل شده است. بسیاری از شرکت‌ها با پیاده‌سازی مکانیزم‌هایی مانند Failover تلاش می‌کنند تا در مواقع بحرانی، سرویس‌دهی خود را تضمین کنند.

Failover چیست؟

Failover یک فرآیند خودکار است که در آن، وقتی یک جز سیستم (مثلا سرور اصلی) به هر دلیلی از کار می‌افتد، یک جز پشتیبان (سرور یا سیستم پشتیبان) به صورت خودکار و بدون دخالت انسان، مسئولیت آن را بر عهده می‌گیرد. هدف اصلی Failover به حداقل رساندن وقفه در سرویس‌دهی است.

تعریف و کاربرد Failover

Failover در واقع به معنای «جایگزینی خودکار در صورت خرابی» است. این فرآیند تضمین می‌کند که حتی اگر یک سرور اصلی دچار مشکل سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری شود، سرویس بلافاصله به یک سرور دیگر منتقل شده و کاربران کوچک‌ترین وقفه‌ای را حس نخواهند کرد.

انواع Failover:

• Active-Passive: در این پیکربندی، یک سرور اصلی (Active) مشغول سرویس‌دهی است و یک سرور دیگر (Passive) به صورت آماده‌باش منتظر می‌ماند. به محض خرابی سرور اصلی، سرور Passive فعال شده و جای آن را می‌گیرد. این روش ساده و رایج است اما از منابع سرور Passive در حالت عادی استفاده نمی‌شود.
• Active-Active: در این حالت، هر دو یا چند سرور به صورت همزمان فعال هستند و ترافیک را بین خود تقسیم می‌کنند. اگر یکی از سرورها دچار مشکل شود، سرورهای باقی‌مانده مسئولیت ترافیک آن را نیز بر عهده می‌گیرند. این روش کارایی بالاتری دارد اما پیکربندی آن پیچیده‌تر است. برای یادگیری بیشتر در مورد این مکانیزم‌ها، راه‌اندازی Failover در سرور وی‌پی‌اس مدیریت نشده، می‌تواند یک نقطه شروع خوب باشد.

مزایا و محدودیت‌های Failover

مزایا:

• جلوگیری از Downtime: مهم‌ترین مزیت، کاهش چشمگیر زمان توقف سرویس است.
• حفظ داده‌ها: با انتقال سریع سرویس، داده‌ها از خطر از بین رفتن در صورت خرابی اصلی نجات پیدا می‌کنند.
• افزایش پایداری: سیستم در برابر خرابی‌های ناگهانی مقاوم‌تر می‌شود.

محدودیت‌ها:

• Latency: در برخی موارد، ممکن است زمان انتقال سرویس (Switchover) باعث یک تأخیر کوتاه شود.
• Split-Brain: این یک مشکل جدی است که در آن، به دلیل قطعی شبکه، هر دو سرور Active و Passive فکر می‌کنند سرور دیگر از کار افتاده و هر دو به صورت مستقل شروع به سرویس‌دهی می‌کنند. این وضعیت منجر به از بین رفتن داده‌ها می‌شود.

High Availability (HA) چیست؟

High Availability یا HA به مجموعه‌ای از اقدامات و تکنیک‌ها گفته می‌شود که هدف آن‌ها تضمین پایداری و دسترس‌پذیری یک سرویس برای یک دوره طولانی‌مدت است. HA یک مفهوم گسترده‌تر از Failover است و شامل مکانیزم‌های مختلفی برای جلوگیری از خرابی و بازیابی سریع سیستم می‌شود.

تعریف HA و اهداف آن

HA به معنای «در دسترس بودن بالا» است و بر این تمرکز دارد که یک سیستم بتواند در بلندمدت و با وجود مشکلات مختلف، به فعالیت خود ادامه دهد. در حالی که Failover تنها یک مکانیزم در HA است، HA شامل اقدامات پیشگیرانه مانند افزونگی (Redundancy)، مانیتورینگ دقیق و Load Balancing نیز می‌شود. مثلاً در یک دیتابیس، پیاده‌سازی HA به معنای داشتن چندین نسخه از دیتابیس در مکان‌های جغرافیایی مختلف است تا در صورت خرابی یک مرکز داده، سرویس‌دهی ادامه یابد. در زمینه زیرساخت‌ها، سرور ابری با زیرساخت پایدار ابری و سرعت مناسب به دلیل ماهیت خود، به راحتی قابلیت پیاده‌سازی HA را فراهم می‌کند.

ابزارهای رایج برای پیاده‌سازی HA

برای پیاده‌سازی High Availability، ابزارهای مختلفی در دسترس هستند:

• Pacemaker و Corosync: این ابزارها برای مدیریت کلاستر (Cluster) و تشخیص وضعیت نودها در سیستم‌های لینوکسی کاربرد دارند.
• Keepalived: این ابزار برای مدیریت IP‌های مجازی و Failover در لینوکس استفاده می‌شود.
• Load Balancer: توزیع ترافیک ورودی بین چند سرور به صورت همزمان، هم باعث افزایش کارایی می‌شود و هم Failover را امکان‌پذیر می‌سازد.
• ابزارهای مانیتورینگ: ابزارهایی مانند Nagios و Zabbix به صورت مداوم وضعیت سرورها را بررسی می‌کنند تا مشکلات احتمالی پیش از وقوع خرابی شناسایی شوند.

تفاوت Failover و HA

Failover و HA دو مفهوم مرتبط اما متفاوت هستند. Failover یک فرآیند یا مکانیزم است، در حالی که HA یک هدف کلی و یک معماری است که از چندین مکانیزم، از جمله Failover، برای دستیابی به دسترس‌پذیری بالا استفاده می‌کند.

جدول مقایسه‌ای Failover و HA

Failover در انواع سرور

پیاده‌سازی Failover بسته به نوع سرور و زیرساخت متفاوت است.

Failover در سرور مجازی

در سرور مجازی، Failover معمولا از طریق نرم‌افزارهایی مانند Keepalived یا ابزارهای داخلی پنل‌های مجازی‌سازی پیاده‌سازی می‌شود. این روش نسبتا ساده است اما ممکن است به دلیل محدودیت‌های منابع، با چالش‌هایی روبرو شود.

Failover در سرور اختصاصی

سرور اختصاصی با ترافیک نامحدود لینوکس نیازمند پیکربندی دقیق‌تری برای پیاده‌سازی Failover است. این فرآیند اغلب شامل استفاده از Clusterهای نرم‌افزاری مانند Pacemaker و Corosync است که نیاز به دانش فنی بالایی دارد. مزیت این روش، کنترل کامل بر سخت‌افزار و منابع است.

Failover در سرور ابری

در سرویس‌های ابری، پیاده‌سازی Failover ساده‌تر است زیرا این پلتفرم‌ها ابزارهای داخلی برای این کار دارند. مثلا در AWS، می‌توان از Auto Scaling Groupها برای راه‌اندازی Instanceهای جدید در صورت خرابی استفاده کرد.

مشکلات رایج و ارورهای Failover

حتی با بهترین پیکربندی‌ها، ممکن است مشکلاتی در Failover رخ دهد.

• Split-Brain در Cluster: این مشکل که قبلا اشاره شد، جدی‌ترین خطر در سیستم‌های Failover است و نیاز به مکانیزم‌های «Qourum» برای جلوگیری از آن دارد.
• Latency بعد از Failover: ممکن است پس از انتقال، برای مدت کوتاهی تأخیر در سرویس‌دهی مشاهده شود. این مشکل معمولا با بهینه‌سازی کانفیگ قابل حل است.
• Failover انجام شد ولی سرویس بالا نیامد: گاهی اوقات فرآیند Failover با موفقیت انجام می‌شود، اما سرویس یا اپلیکیشن به درستی روی سرور جدید اجرا نمی‌شود. این مشکل معمولا به دلیل عدم همگام‌سازی داده‌ها یا تنظیمات است. برای حل چنین مشکلاتی، نیاز به بررسی دقیق لاگ‌ها و سیستم مانیتورینگ است.

جمع‌بندی و نکات کلیدی

Failover و High Availability دو مفهوم جدایی‌ناپذیر در دنیای زیرساخت‌های فناوری اطلاعات هستند. Failover یک راهکار عملی برای مقابله با خرابی‌های ناگهانی است، در حالی که HA یک رویکرد جامع برای تضمین پایداری در بلندمدت است. انتخاب مناسب بین این دو و پیاده‌سازی صحیح آن‌ها به نیازهای کسب‌وکار شما بستگی دارد. اگر نیاز به یک سرویس کاملا قابل‌اعتماد دارید، سرمایه‌گذاری روی یک زیرساخت HA که شامل مکانیزم‌های Failover نیز می‌شود، امری ضروری است.