Red Hat tung mô hình OpenShift biên chỉ cần 2 máy chủ, cắt giảm chi phí phần cứng giữa lúc giá thiết bị leo thang

Red Hat vừa giới thiệu một cách triển khai mới cho OpenShift ở môi trường edge, tức hạ tầng điện toán đặt gần nơi dữ liệu được tạo ra như cửa hàng bán lẻ, nhà máy hoặc chi nhánh từ xa, nhằm giảm số lượng máy chủ cần thiết cho cấu hình độ sẵn sàng cao. Động thái này xuất phát từ thực tế nhiều khách hàng đang lo ngại chi phí phần cứng tăng mạnh, đặc biệt khi phải cấp nguồn, bảo trì và triển khai thêm một nút thứ ba tại hàng trăm hoặc hàng nghìn địa điểm. Với các hệ thống phân tán quy mô lớn, chỉ riêng việc cắt bớt một máy chủ ở mỗi điểm cũng có thể tạo ra khác biệt rất lớn về tổng chi phí đầu tư và vận hành.

Trước đây, Red Hat đã có cách chạy OpenShift với 2 nút bằng cách bổ sung một thành phần gọi là arbiter. Đây là một thiết bị tương đối nhỏ, thường chỉ cần tối thiểu 2 vCPU, 8GB RAM và 50GB lưu trữ SSD, nhưng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc duy trì quorum. Quorum có thể hiểu là cơ chế xác nhận ‘đa số hợp lệ’ trong cụm máy chủ, giúp hệ thống quyết định đâu là trạng thái đúng khi xảy ra sự cố kết nối. Arbiter được dùng để ngăn hiện tượng split-brain, tức tình huống hai máy chủ trong cùng một cụm mất liên lạc với nhau nhưng mỗi bên đều tự cho rằng mình phải tiếp quản vai trò chính. Khi đó, cả hai có thể cùng hoạt động song song, ghi đè dữ liệu của nhau và gây ra sai lệch nghiêm trọng.

Điểm đáng chú ý là ngay cả chi phí cho một arbiter nhỏ gọn cũng đang bị xem là không còn tối ưu, chưa kể sự phức tạp phát sinh khi phải vận hành thêm một thiết bị nữa ở các địa điểm từ xa. Vì vậy, Red Hat đã điều chỉnh một số công nghệ từ gói Red Hat Enterprise Linux High Availability Add-On để tạo ra phương án 2 nút không cần mini-PC hay máy thứ ba. Cốt lõi của giải pháp này là Corosync và Pacemaker. Corosync là thành phần chuyên theo dõi trạng thái thành viên trong cụm và giao tiếp giữa các nút, còn Pacemaker là phần mềm điều phối tài nguyên và quyết định dịch vụ nào sẽ chạy ở đâu khi có lỗi xảy ra.

Kỹ thuật được Red Hat áp dụng có tên fencing. Trong ngữ cảnh hạ tầng sẵn sàng cao, fencing là cơ chế cô lập hoặc tắt cưỡng bức một nút bị lỗi hay mất kết nối để bảo đảm chỉ còn một nút hợp lệ tiếp tục xử lý công việc. Theo cách Red Hat mô tả, khi một máy chủ còn sống phát hiện nút còn lại gặp sự cố, Pacemaker sẽ buộc nút kia phải tắt nguồn hoặc khởi động lại. Điều này rất quan trọng bởi Corosync có thể đánh dấu một nút là gặp lỗi chỉ vì mất liên lạc, trong khi trên thực tế máy đó vẫn đang chạy. Nhờ fencing, hệ thống không để cả hai nút cùng tiếp quản khối lượng công việc, từ đó giảm nguy cơ rơi vào trạng thái split-brain.

Tuy nhiên, mô hình này không thể áp dụng đại trà cho mọi phần cứng. Red Hat yêu cầu máy chủ phải có BMC, viết tắt của Baseboard Management Controller, tức bộ điều khiển quản trị phần cứng độc lập cho phép quản lý máy từ xa ngay cả khi hệ điều hành không phản hồi. BMC cần hỗ trợ Redfish API, một chuẩn giao tiếp hiện đại dùng để quản lý máy chủ, nguồn điện, trạng thái phần cứng và nhiều tác vụ vận hành khác thông qua giao diện lập trình ứng dụng. Nói đơn giản, nếu không có lớp quản trị phần cứng này, Pacemaker sẽ không thể ra lệnh tắt hoặc khởi động lại nút bị nghi ngờ gặp sự cố.

Dù cắt giảm được một máy trong cụm, Red Hat cũng thẳng thắn thừa nhận cấu hình OpenShift 2 nút vẫn tồn tại không ít thách thức. Một ví dụ là khi nút bị mất kết nối quay trở lại hoạt động sau khi nguồn điện độc lập của nó được khôi phục. Trong tình huống đó, Red Hat không thể bảo đảm tuyệt đối tính nhất quán dữ liệu khi máy khởi động lại. Ngoài ra, nếu cả hai nút cùng ngừng hoạt động rồi chỉ một nút khởi động trước, hệ thống có thể cần sự can thiệp thủ công từ quản trị viên để đưa cụm trở về trạng thái an toàn. Điều này cho thấy giải pháp mới giúp tiết kiệm chi phí, nhưng không hoàn toàn loại bỏ các yêu cầu vận hành cẩn trọng.

Giới quan sát cho rằng nhu cầu này sẽ tăng mạnh khi doanh nghiệp đẩy phần cứng inferencing ra edge. Inferencing là giai đoạn AI sử dụng mô hình đã được huấn luyện để đưa ra dự đoán hoặc nhận diện dữ liệu mới, chẳng hạn phân tích video gần thời gian thực tại cửa hàng bán lẻ để phát hiện hành vi mua sắm hoặc theo dõi an ninh. Khác với huấn luyện AI thường diễn ra trong trung tâm dữ liệu lớn, inferencing ở edge đòi hỏi hệ thống nhỏ gọn nhưng vẫn phải đủ bền bỉ để hoạt động liên tục. Vì phần cứng AI vốn đã đắt đỏ, việc tăng khả năng chịu lỗi cho cụm máy chủ nhỏ mà không phải bổ sung thêm thiết bị rõ ràng là hướng đi hấp dẫn.

Một điểm chiến lược khác là cấu hình OpenShift 2 nút cũng hỗ trợ OpenShift Virtualization, nền tảng ảo hóa của Red Hat cho phép chạy máy ảo song song với container trên cùng một hạ tầng. Container là cách đóng gói ứng dụng nhẹ hơn máy ảo truyền thống, trong khi máy ảo vẫn rất cần thiết với nhiều hệ thống doanh nghiệp cũ. Việc hỗ trợ cả hai mô hình trên một cụm gọn nhẹ có thể khiến OpenShift trở thành lựa chọn đáng cân nhắc hơn trong các dự án hiện đại hóa hạ tầng, đồng thời giúp Red Hat tăng sức cạnh tranh trước VMware ở những môi trường biên vốn nhạy cảm với chi phí và không gian triển khai.