Trung tâm dữ liệu là nền tảng cho nhiều dịch vụ quan trọng cho xã hội hiện đại, hướng đến web, điện toán đám mây, phát video trực tuyến, mạng xã hội, thương mại điện tử, ngân hàng trực tuyến và nhiều dịch vụ kinh tế số khác. Việc sử dụng các dịch vụ này tăng theo cấp số nhân, khiến các tổ chức lớn phải liên tục thiết lập các trung tâm dữ liệu mới, quy mô lớn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.
Các trung tâm dữ liệu chứa nhiều máy chủ được kết nối thông qua hạ tầng mạng với các bộ chuyển mạch lớp 2 và bộ định tuyến lớp 3. Cấu trúc kết nối của trung tâm dữ liệu có tốc độ từ vài chục tới vào trăm Gigabit đóng vai trò quan trọng đối với băng thông và độ trễ trong truyền dữ liệu đến và đi giữa các thiết bị mạng, và giữa các máy chủ trong trung tâm dữ liệu.
Các thách thức về hiệu suất mạng của Trung tâm Dữ liệu
Các trung tâm dữ liệu đám mây đa dịch vụ các thách thức cho công tác kiểm tra liên tục. Hãy cùng phân tích những thách thức chính mà các trung tâm dữ liệu sẽ gặp phải và cần vượt qua:
- Phân mảnh thiết bị mạng và máy chủ: mỗi thiết bị có hệ điều hành và năng lực hoạt động khác nhau gây ảnh hưởng tới hiệu suất, tính tương thích về phần cứng, phần mềm khác nhau.
- Địa chỉ truy cập ở nhiều địa lý khác nhau: độ trễ và băng thông cần đảm bảo để các truy cập từ xa liền mạch vào Datacenter.
- Đa dạng đầu cuối truy cập: gồm nhiều thiết bị di động, máy tính có trình duyệt web, ứng dụng (App) khác nhau, với mọi hệ điều hành và kích thước màn hình khách nhau. Điều này gây ảnh tới tới trải nghiệm sử dụng của người dùng.
- Khả năng mở rộng: Tài nguyên hạn chế dẫn đến thời gian chờ đợi, khiến việc mở rộng quy mô các dự án trở thành nên khó khăn và gây giảm hiệu suất truy cập tới trung tâm dữ liệu.
Giải pháp máy đo tốt nhất để kiểm tra hiệu suất đường truyền cho trung tâm dữ liệu (Datacenter)
Các trung tâm dữ liệu (DC) và cơ sở hạ tầng mạng hỗ trợ đã trở thành xương sống của nền kinh tế số, vốn cần cung cấp các dịch vụ truyền thông đáng tin cậy và có khả năng mở rộng, trong khi liên tục phải đối mặt với những thách thức về hiệu quả sử dụng tài nguyên, Chất lượng Dịch vụ (QoS – Quality of Service), Chất lượng trải nghiệm sử dụng (QoE – Quality of Experience) và khả năng cô lập hiệu suất, khả năng mở rộng kiến trúc và hiệu quả chi phí.
Do đó, việc tiến hành kiểm tra, đánh giá hiệu suất kịp thời và toàn diện của các công nghệ và giao thức hiện có và mới, kiến trúc mạng và các phương pháp kỹ thuật lưu lượng (TE) là vô cùng quan trọng. Điều này có thể đạt được bằng cách áp dụng các phương pháp nghiên cứu đa dạng và sáng tạo để kiểm tra thiết bị mạng trung tâm dữ liệu thực tế trong bối cảnh truyền thông thực tế (ví dụ: tạo hồ sơ lưu lượng cụ thể cho DC, tiến hành thử nghiệm trên các nền tảng kiểm tra mạng DC quy mô lớn) để kết quả thu được có thể áp dụng ở quy mô lớn.
Các bài kiểm tra được thực hiện để đo độ trễ và các thông số hiệu suất khác cho các cấu trúc mạng trung tâm dữ liệu là rất quan trọng nhằm xác minh hiệu suất truyền dữ liệu, cũng như xử lý sự cố mạng truyền dẫn.
Các tiêu chuẩn khuyến nghị đo hiệu suất mạng cho trung tâm dữ liệu
Hiệu suất đường truyền của trung tâm dữ liệu có thể được kiểm tra các bài đo theo tiêu chuẩn RFC2544 và tiêu chuẩn RFC6349 của tổ chức IETF (Internet Engineering Task Force) nhằm đánh giá chất lượng đường truyền và trải nghiệm sử dụng mạng.
- RFC 2544: định nghĩa một phương pháp chuẩn hóa để đánh giá hiệu suất của các thiết bị kết nối mạng như bộ định tuyến, bộ chuyển mạch và cầu nối. Phương pháp này cung cấp một bộ các bài kiểm tra các thông số quan trọng nhất Throughput, Latency, Bandwidth, Frame Loss Rate và định dạng báo cáo để đánh giá các đặc tính hiệu suất trong các điều kiện mạng khác nhau. Phương pháp này đảm bảo tính nhất quán và khả năng so sánh giữa các nhà cung cấp và thiết bị mạng khác nhau.
- RFC 6349: cung cấp một phương pháp đo lường thông lượng TCP đầu cuối trong các mạng IP được quản lý. Mục tiêu chính của nó là đánh giá hiệu suất TCP theo cách phản ánh trải nghiệm người dùng, tập trung vào thông lượng duy trì thay vì các giai đoạn nhất thời như khởi động chậm. Khung này đặc biệt hữu ích cho các mạng doanh nghiệp có Thỏa thuận Mức Dịch vụ (SLA) và nhằm mục đích tối ưu hóa các tham số TCP để đạt thông lượng tối đa.
- V-TEST (tốc độ truy cập HTTP), V-FTP (tốc độ truyền tải file): V-TEST™ đánh giá hiệu suất giao thức TCP/HTTP mạng bằng cách kiểm tra trên máy chủ HTTP V-TEST. Tính năng này kiểm tra tốc độ Internet lên đến tốc độ đường truyền tối đa, sử dụng các máy chủ Speedtest.net của Ookla, Fast.com của Netflix hoặc WiFiman.com của Ubiquiti để xác minh tốc độ dữ liệu tải xuống và tải lên tối đa mà dịch vụ truy cập Internet tốc độ cao hoặc Multi-Gigabit của người đăng ký có thể đạt được.
Các máy đo hiệu suất đường truyền được khuyến nghị
VeEX RxT Test Modular Platform/ module RxT-6200 và máy đo đa dịch vụ VeEX TX300s cho đường trục, và VeEX MTX90 hoặc WX90 cho lớp truy nhập. Các thiết bị đo mạng này cung cấp cho quản trị mạng các thông số để đánh giá các thông số mạng từ lớp trục (Core) tới lớp truy nhập (Access) của trung tâm dữ liệu (DataCenter) như sau:
- VeEX RxT-6200/ VeEX TX300s: Đánh giá hiệu suất và chất lượng đường truyền đa dạng tiêu chuẩn RFC2544 và tiêu chuẩn RFC6349, tốc độ từ 10/100/1000Mbps cho tới 2.5G, 5G, 10G, 25G, 50G, 100G, 400G tới 800Gbps.
- VeEX MTX90 hoặc VeEX WX90: đánh giá lớp truy cập theo tiêu chuẩn RFC6349 có dây tốc độ từ 10/100/1000Mbps, 2.5GbE, 5GbE, 10GbE và không dây WIFI chuẩn 5/6/6E (802.11 a/b/g/n/ac/ax), băng tần 2.4 GHz, 5 GHz và 6 GHz với tốc độ tới 2 Gbps.
- Đánh giá hiệu suất giao thức TCP/HTTP: để kiểm tra trải nghiệm sử dụng (QoE) người dùng.
Khả năng thực hiện các công việc:
Phù hợp với các nhiệm vụ đo kiểm tra mạng của trung tâm dữ liệu toàn diện các vấn đề liên quan đến suy giảm hiệu suất, nghẽn mạng, mất kết nối, kiểm tra hiệu năng của thiết bị chuyển mạch Ethernet Switch, Router, phụ kiện SFP/SFP+, card NIC máy chủ., bao gồm:
- Kiếm tra, xác minh các thông số kỹ thuật của mạng trước khi đưa vào Datacenter vào sử dụng: xác minh tốc độ, băng thông, độ trễ, mất gói,,,, của đường truyền giữa các thiết bị mạng, và giữa thiết bị mạng với máy chủ, và trải nghiệm sử dụng khi truy cập vào máy chủ từ xa.
- Kiểm tra định kỳ: đánh giá tình trạng mạng và kết nối trong Datacenter, so sánh các thông số quan trọng giữa các lần đo kiểm tra, kèm báo cáo kết quả bằng file PDF.
- Xác minh lỗi: tìm nguyên nhân, vị trí và loại lỗi để xử lý sự cố để khôi phục lại tình trạng ban đầu của hệ thống mạng trong Datacenter
Khi nào và tại sao nên tiến hành kiểm tra hiệu suất đường truyền cho trung tâm dữ liệu?
Không có “thời điểm thích hợp” để kiểm tra hiệu suất mạng. Nhưng điều này phụ thuộc vào những gì doanh nghiệp, tổ chức đang xây dựng, liệu nó đang có sự cố tiềm ẩn nào về nghẽn băng thông, mất kết nối, trễ hay không?
Ngay cả khi việc duy trì đo kiểm tra trung tâm dữ liệu định kỳ, thì thực tế vẫn luôn tiềm ẩn những điều bất ngờ. Việc thực hiện kiểm tra hiệu suất đường truyền trong trung tâm dữ liệu liên tục giúp kỹ thuật viên phát hiện các vấn đề có thể bỏ sót hoặc các sự cố xuất hiện ở một số khu vực cục bộ, các vấn đề liên quan tới ISP hoặc điều kiện lưu lượng truy cập cao điểm.
Giả sử Thỏa thuận Mức Dịch vụ (SLA) gắn liền với thời gian hoạt động hoặc thời gian phản hồi. Trong trường hợp đó, việc kiểm tra hiệu suất mạng giúp quản trị mạng hiểu liệu cơ sở hạ tầng có hỗ trợ các thỏa thuận đó trong các điều kiện khác nhau hay không và cung cấp dữ liệu để cải thiện hoặc bảo vệ chúng.
Và nếu doanh nghiệp, tổ chức đang triển khai sang các khu vực mới hoặc dự kiến lưu lượng truy cập tăng đột biến, thì việc kiểm tra cách mạng xử lý là rất quan trọng. Đừng cho rằng thiết lập hiện tại sẽ hoạt động giống nhau khi lưu lượng truy cập tăng gấp 10 lần hoặc ở truy cập vào máy chủ khoảng cách xa.
Ý nghĩa các bài đo quan trọng nhất và các trường hợp sử dụng để kiểm tra hiệu suất mạng trung tâm dữ liệu và phía người dùng
Điều kiện truy cập vào máy chủ trong trung tâm dữ liệu rất khác nhau tùy thuộc vào vị trí người dùng, thiết bị của họ và những gì nằm giữa họ và ứng dụng. Các bài kiểm tra theo tiêu chuẩn RFC2544 và tiêu chuẩn RFC6349 khác nhau giúp quản trị viên mạng xác minh hiệu suất hệ thống trong từng trường hợp, tại lớp mạng trục (Core) hay lớp Truy nhập (Access).
- Kiểm tra băng thông
Đây là tốc độ tối đa mà dữ liệu có thể được truyền qua một kết nối, thường tính bằng Megabit/giây (Mbps). Băng thông cho quản trị viên mạng biết dung lượng khả dụng giữa hai điểm. Việc kiểm tra băng thông có ý nghĩa khi:
- Đang xác thực các thay đổi về cơ sở hạ tầng
- Muốn xác minh nhà cung cấp đám mây hoặc ISP nào đang cung cấp
- Đang chuẩn bị cho các tính năng khối lượng dữ liệu lớn như tải lên tệp hoặc video
- Kiểm tra giao thức cụ thể
Các giao thức khác nhau hoạt động khác nhau dưới áp lực. Kiểm tra TCP và UDP phát hiện các nút thắt cổ chai ở cấp độ giao thức và các trường hợp mất gói tin. Chẳng hạn như Giao thức iều khiển Truyền (TCP) có thể gặp phải tình trạng độ trễ tăng lên và truyền lại do các cơ chế kiểm soát tắc nghẽn. Ngoài ra Giao thức Gói Dữ liệu Người dùng (UDP) có thể âm thầm mất gói tin mà không khôi phục, khiến nó kém tin cậy hơn nhưng nhanh hơn trong các mạng có tổn thất dữ liệu. Thực hiện kiểm tra giao thức cụ thể khi:
- Kiểm tra trải nghiệm sử dụng của người dùng.
- Khi áp dụng giao thức truyền tải hoặc tin nhắn mới.
- Xây dựng các hệ thống cần đảm bảo hiệu suất ở cấp độ giao thức.
- Kiểm tra độ trễ và độ dao động
Độ trễ đề cập đến thời gian dữ liệu di chuyển từ điểm này đến điểm khác. Độ trễ cao không phải lúc nào cũng tệ, nhưng sự không nhất quán thì có. Độ dao động chỉ đơn giản là sự thay đổi về độ trễ. Độ dao động đột biến, khó lường khiến các ứng dụng phát trực tuyến, thoại hoặc trò chơi bị lỗi. Chạy các bài đo kiểm tra độ trễ và độ dao động khi:
- Cần khắc phục sự cố thời gian phản hồi chậm của mạng.
- Xác thực hiệu suất trong môi trường phân tán toàn cầu.
- Làm việc với các hệ thống hoặc API thời gian thực phụ thuộc vào vòng lặp nhanh.
- Đo lường mất gói tin
Điều này cho thấy có bao nhiêu gói tin không bao giờ đến đích. Ngay cả những mất mát nhỏ cũng có thể gây ra việc truyền lại, trì hoãn hoặc lỗi hoàn toàn nếu hệ thống của bạn không được xây dựng để xử lý nó. Kiểm tra tình trạng mất gói tin khi:
- Xác thực hành vi của máy khách trong điều kiện mạng kém.
- Muốn hiểu logic thử lại của mình hoạt động như thế nào khi chịu áp lực.
- Gỡ lỗi sự không ổn định trong các lệnh gọi API, dữ liệu phát trực tuyến hoặc hàng đợi tin nhắn.
- Độ tin cậy và ổn định của kết nối có dây Ethernet và WIFI không dây phía người dùng
Xác định lượng dữ liệu được truyền thành công theo thời gian và liệu kết nối có thể duy trì hoạt động hay không. Việc mất kết nối, đặt lại hoặc bắt tay không thành công giữa chừng có thể làm hỏng trải nghiệm người dùng. Kiểm tra độ tin cậy và ổn định của kết nối khi:
- Kiểm tra các kết nối dài hạn.
- Nghi ngờ các sự cố mạng không liên tục ảnh hưởng đến lưu lượng dựa trên phiên.
- Đang làm việc trên các thiết bị biên hoặc máy khách di động có mạng không ổn định
- Đặc biệt, người dùng di động được hưởng lợi từ việc kiểm tra hiệu suất mạng di động để đảm bảo các phiên không bị gián đoạn do mất tín hiệu hoặc chuyển vùng giữa các trạm phát sóng WIFI.
