Failover چیست؟ عملکرد آن به چه صورت است؟

یکی از راهکارهای مهم برای افزایش پایداری سیستم‌ها و جلوگیری از اختلالات ناگهانی، Failover یا جانشینی خودکار است. این مکانیزم به‌گونه‌ای طراحی شده است که در صورت بروز خرابی در یک سرور، شبکه یا سیستم، به‌طور خودکار به یک منبع جایگزین سوئیچ کند تا عملکرد خدمات بدون وقفه ادامه یابد. در این مقاله، به بررسی مفهوم Failover، نحوه عملکرد آن و نقش آن در افزایش قابلیت اطمینان سیستم‌ها می‌پردازیم.

تعریف failover و اهمیت آن در سیستم‌ها

Failover یک مکانیزم پشتیبانی خودکار در سیستم‌های فناوری اطلاعات است که درصورت بروز خرابی در یک سرور، شبکه یا سیستم اصلی، به‌طور خودکار عملیات را به یک منبع جایگزین منتقل می‌کند. این فرآیند باعث می‌شود که خدمات بدون اختلال و با کمترین تأخیر به کار خود ادامه دهند. دلایل اهمیت Failover در سیستم‌ها به صورت زیر است:

• افزایش پایداری و دسترس‌پذیری: تضمین می‌کند که خدمات حتی درصورت بروز خرابی همچنان در دسترس باشند.
• جلوگیری از از دست رفتن داده‌ها: با سوئیچ خودکار به سرورهای جایگزین، احتمال از بین رفتن داده‌ها را کاهش می‌دهد.
• بهبود تجربه کاربری: کاربران بدون وقفه و اختلال از سرویس‌ها استفاده می‌کنند.
• افزایش امنیت سیستم‌ها: در صورت بروز حملات سایبری یا نقص‌های سخت‌افزاری، امکان بازیابی سریع فراهم می‌شود.
• حفظ عملکرد تجاری: سازمان‌ها می‌توانند بدون نگرانی از قطعی سیستم‌ها، عملیات خود را ادامه دهند.

مکانیزم عملکرد Failover در عمل

Failover یک فرآیند خودکار یا دستی برای تغییر مسیر بار کاری از یک سیستم دچار نقص به یک سیستم جایگزین است. این مکانیزم معمولاً شامل مراحل زیر است:

• نظارت بر سلامت سیستم‌ها: سیستم‌های مانیتورینگ به‌طور مداوم عملکرد سرورها، پایگاه‌های داده و شبکه را بررسی می‌کنند تا در صورت بروز مشکل، اقدامات لازم را انجام دهند.
• تشخیص خرابی: در صورت شناسایی خرابی (مانند قطع ارتباط سرور اصلی، خرابی سخت‌افزاری یا مشکلات نرم‌افزاری)، سیستم Failover فعال می‌شود.
• فعال‌سازی سرور یا منبع جایگزین: یک سرور پشتیبان یا سیستم جایگزین که از قبل آماده شده است، به‌طور خودکار یا دستی وارد عمل می‌شود تا وظایف سیستم اصلی را بر عهده بگیرد.
• انتقال بار کاری: تمام پردازش‌ها، داده‌ها و ارتباطات از سیستم دچار مشکل به سرور جایگزین منتقل می‌شوند تا عملکرد سرویس بدون وقفه ادامه پیدا کند.
• بازگردانی (Failback): پس از رفع مشکل، سیستم اصلی دوباره فعال می‌شود و بار کاری از سرور جایگزین به آن بازگردانده می‌شود.

این فرآیند در حوزه‌های مختلفی مانند مراکز داده، سیستم‌های ابری، پایگاه‌های داده، شبکه‌ها و حتی سیستم‌های برق اضطراری مورد استفاده قرار می‌گیرد تا از قطعی خدمات جلوگیری شود.

کاربردهای Failover در فناوری اطلاعات

مهم‌ترین کاربردهای failover در فناوری اطلاعات به صورت زیر است:

مراکز داده (Data Centers)

در مراکز داده، Failover نقش مهمی در حفظ پایداری سرویس‌ها دارد. اگر یک سرور یا رک دچار مشکل شود، سیستم‌های پشتیبان به‌طور خودکار وارد عمل شده و تداوم خدمات را تضمین می‌کنند. این امر برای شرکت‌هایی که خدمات ابری یا پردازش داده‌های حساس ارائه می‌دهند، ضروری است.

سیستم‌های پایگاه داده (Database Systems)

در بانک‌های اطلاعاتی، Failover  از خرابی‌های ناگهانی جلوگیری می‌کند. پایگاه‌های داده معمولاً نسخه‌های تکراری (Replica) دارند که در صورت از کار افتادن سرور اصلی، نسخه پشتیبان بلافاصله جایگزین آن می‌شود. این کار مانع از از دست رفتن داده‌ها و کاهش عملکرد برنامه‌های وابسته می‌شود.

شبکه‌ها و سرورها (Networks & Servers)

در شبکه‌های کامپیوتری، Failover  به‌طور خودکار مسیرهای جایگزین را برای داده‌ها فراهم می‌کند. اگر یک مسیر یا روتر دچار مشکل شود، سیستم بدون نیاز به دخالت دستی، ارتباط را از طریق یک مسیر دیگر برقرار می‌کند و از قطعی اینترنت یا ارتباطات سازمانی جلوگیری می‌شود.

سیستم‌های ابری (Cloud Computing)

در محیط‌های ابری، Failover باعث افزایش دسترس‌پذیری خدمات می‌شود. پلتفرم‌های ابری مانند AWS، Azure و Google Cloud از این مکانیزم برای توزیع بار و جایگزینی سرورهای معیوب استفاده می‌کنند. این روش به کسب‌وکارها کمک می‌کند تا سرویس‌های خود را بدون توقف ارائه دهند.

تلفن‌های تحت شبکه (VoIP Systems)

در سیستم‌های تلفنی مبتنی بر اینترنت، Failover باعث می‌شود که در صورت خرابی یک سرور VoIP، تماس‌ها به سرور دیگری منتقل شوند. این قابلیت به شرکت‌ها کمک می‌کند تا ارتباطات تجاری خود را حتی در مواقع اضطراری حفظ کنند.

سیستم‌های برق اضطراری (Power Systems)

Failover در نرم‌افزار و سخت‌افزارهای مهم مانند سیستم‌های برق اضطراری (UPS) نیز کاربرد دارد. اگر منبع اصلی برق قطع شود، ژنراتورها یا باتری‌های پشتیبان به‌طور خودکار فعال می‌شوند تا از توقف عملکرد دستگاه‌ها جلوگیری شود.

چگونه failover از خرابی سیستم‌ جلوگیری می‌کند؟

Failover از خرابی سیستم‌ها جلوگیری می‌کند، زیرا با نظارت مداوم بر سلامت سرورها، شبکه‌ها و پایگاه‌های داده، هرگونه نقص یا قطعی را شناسایی کرده و به‌طور خودکار یا دستی عملیات را به یک منبع جایگزین منتقل می‌کند. این فرآیند باعث می‌شود که در صورت بروز مشکل، سیستم‌های پشتیبان بلافاصله وارد عمل شده و پردازش‌ها را ادامه دهند، بدون اینکه کاربران متوجه اختلال شوند. با استفاده از این مکانیزم، خطر از دست رفتن داده‌ها، توقف سرویس‌ها و کاهش عملکرد کاهش می‌یابد و سازمان‌ها حتی در شرایط بحرانی نیز به فعالیت خود ادامه می‌دهند.

مراحل و فرآیند اجرای Failover

مراحل و فرآیند اجرای Failover به صورت زیر هستند:

• مانیتورینگ و شناسایی مشکل: سیستم‌های نظارتی به‌طور مداوم سلامت سرورها، پایگاه‌های داده و شبکه‌ها را بررسی می‌کنند. در صورت بروز هرگونه مشکل مانند قطعی سرور، خرابی سخت‌افزار یا کاهش عملکرد، هشدارها فعال می‌شوند.
• تشخیص و ارزیابی خرابی: پس از شناسایی مشکل، سیستم Failover میزان و نوع خرابی را ارزیابی می‌کند تا مشخص شود که آیا نیاز به سوئیچ خودکار به سرور یا سیستم جایگزین وجود دارد یا خیر.
• فعال‌سازی سیستم جایگزین: در صورت تأیید خرابی، سرور، پایگاه داده یا مسیر ارتباطی پشتیبان به‌طور خودکار یا با مداخله انسانی فعال می‌شود تا وظایف سیستم معیوب را بر عهده بگیرد.
• انتقال بار کاری و داده‌ها: فرآیند انتقال پردازش‌ها، داده‌ها و ارتباطات از سیستم اصلی به جایگزین انجام می‌شود. در این مرحله، هماهنگی بین منابع انجام می‌شود تا کاربران و برنامه‌ها بدون وقفه به کار خود ادامه دهند.
• بررسی عملکرد و اطمینان از پایداری: پس از انجام Failover، عملکرد سیستم جایگزین بررسی می‌شود تا اطمینان حاصل شود که به‌درستی کار می‌کند و خدمات به‌طور کامل بازیابی شده‌اند.
• فرآیند بازگشت (Failback): پس از رفع مشکل در سیستم اصلی، داده‌ها و بار کاری به سرور یا شبکه اولیه بازگردانده می‌شود تا عملیات به حالت عادی برگردد. این مرحله ممکن است به‌طور خودکار یا با مداخله مدیران سیستم انجام شود.

جمع‌بندی

Failoverیکی از مهم‌ترین تکنیک‌های افزایش پایداری در زیرساخت‌های فناوری اطلاعات است که با استفاده از راهکارهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، از ایجاد اختلالات ناگهانی جلوگیری می‌کند. این فناوری به سازمان‌ها کمک می‌کند تا در برابر خرابی‌های احتمالی آماده باشند و سرویس‌های خود را به‌صورت پایدار و بدون وقفه ارائه دهند. با پیاده‌سازی درست Failover، می‌توان ریسک از دست رفتن داده‌ها و توقف سرویس‌ها را به حداقل رساند و تجربه‌ای مطمئن برای کاربران ایجاد کرد.