20/10/2026 · VietTechies · Biên tập
Đội ngũ kỹ thuật dữ liệu của Cloudflare vận hành một mạng lưới phân phối toàn cầu chuyên xử lý các luồng dữ liệu khổng lồ gồm thông tin từ xa, nhật ký quan sát và dữ liệu phân tích của khách hàng. Theo các báo cáo kỹ thuật gần đây, việc duy trì tài nguyên phần cứng trước nhu cầu dữ liệu tăng vọt đòi hỏi phải liên tục can thiệp vào kiến trúc hệ thống. Trong năm năm qua, đội ngũ đã triển khai các bản cập nhật nền tảng nhằm tách biệt tốc độ tăng trưởng thể tích dữ liệu khỏi việc mở rộng hạ tầng vật lý.
Phân tách các hệ thống đơn khối và nâng cấp thuật toán nén
Các điều chỉnh cấu trúc ban đầu tập trung vào việc giảm bớt việc sử dụng băng thông đường trục không cần thiết thông qua việc tinh chỉnh lược đồ và nén dữ liệu. Vào năm 2022, Cloudflare đã tháo dỡ lược đồ dữ liệu đơn khối, vốn từng buộc các hệ thống tiêu thụ nội bộ phải tiếp nhận một luồng dữ liệu cồng kềnh chứa toàn bộ trường thông tin của mọi sản phẩm. Bằng cách chuyển sang các lược đồ dành riêng cho từng sản phẩm, đội ngũ đã loại bỏ việc truyền tải dữ liệu dư thừa và giảm tới 40% lượng băng thông đường trục tiêu thụ. Tiếp đà này, vào năm 2024, các kỹ sư đã chuyển đổi thuật toán nén của đường ống từ LZ4 sang zstd. Bất chấp những lo ngại ban đầu về mức độ sử dụng CPU, việc triển khai trên toàn bộ hệ thống đã giúp giảm gần 40% lưu lượng dữ liệu nén mà không làm giảm hiệu suất.
Cân bằng tải và chiến lược lấy mẫu phi tập trung
Nhằm nâng cao khả năng chống chịu trước các sự cố gián đoạn khu vực mà không làm tăng gấp đôi quá trình truyền tải trên mạng diện rộng, Cloudflare đã tái cấu trúc việc sao chép đường ống dữ liệu. Thông qua việc áp dụng một nhóm tiếp nhận chung và hoãn việc sao chép cơ sở dữ liệu xuống các tầng đệm hạ nguồn, hệ thống đã loại bỏ khoảng 43 GB/s lưu lượng truyền tải nén. Hơn nữa, việc triển khai phương pháp lấy mẫu phi tập trung trực tiếp trong dịch vụ Logfwdr bằng các thuật toán lấy mẫu căn bậc hai sau khi xáo trộn bản ghi đã giúp loại bỏ sự thiên vị, giảm một nửa thể tích dữ liệu nén cho các tập dữ liệu lớn và cắt giảm hơn 2 petabyte lưu lượng dữ liệu mỗi ngày. Tài liệu chính thức ghi nhận rằng cơ sở hạ tầng phân tích liên quan xử lý tới hơn 700 triệu sự kiện mỗi giây thông qua các kỹ thuật phân giải thích ứng, mặc dù các số liệu đo đạc tổng thể cho thấy lưu lượng qua mạng lưới toàn cầu còn lớn hơn nhiều.
Mở rộng tính năng tổng hợp tại thời điểm tiếp nhận
Các cải tiến gần đây hơn bao gồm việc đẩy mạnh các phép tính tổng hợp lên thời điểm sớm hơn trong vòng đời dữ liệu. Trước đây, quá trình này thường được thực hiện ở giai đoạn cuối của đường ống bên trong các bộ chèn cơ sở dữ liệu, nhưng nay quá trình tổng hợp phi tập trung đã diễn ra qua nhiều giai đoạn, bao gồm các phiên bản Logfwdr, bộ thu tập trung và tầng đệm. Đối với các tập dữ liệu có độ lực lượng cao như lưu lượng HTTP, cách tiếp cận phân tán này đã làm giảm lưu lượng byte nén từ hơn 9 GB/s xuống dưới 2 GB/s, tương đương mức giảm khoảng 80%. Kết hợp với cân bằng tải và lấy mẫu sớm, các tối ưu hóa liên tiếp này đã loại bỏ khoảng 70 GB/s lưu lượng nén khỏi đường trục và giải phóng đáng kể dung lượng CPU lẫn bộ nhớ trong các bộ thu khu vực.
Ý nghĩa kiến trúc đối với hạ tầng quy mô toàn cầu
Các chiến lược kỹ thuật được Cloudflare chi tiết hóa làm nổi bật một thực tế cơ bản trong việc vận hành hạ tầng web phân tán quy mô lớn: sự tăng trưởng lưu lượng tự nhiên có thể nhanh chóng làm cạn kiệt dung lượng phần cứng nếu các đường ống chỉ dựa vào việc mở rộng năng lực tuyến tính. Dù tài liệu từ các nguồn phụ trợ nhấn mạnh việc lấy mẫu tốc độ bit thích ứng và quản lý độ phân giải ở cấp độ truy vấn để duy trì hiệu suất ổn định, việc đại tu sâu đường ống cho thấy hiệu suất phải được thiết kế sẵn trong mọi tầng truyền tải, nén và tiếp nhận. Bằng cách dịch chuyển các tác vụ như lấy mẫu và tổng hợp lên phía trước, các tổ chức có thể giảm bớt chi phí nặng nề liên quan đến việc truyền tải qua mạng diện rộng và xử lý cơ sở dữ liệu tập trung. Cách tiếp cận đa tầng này chứng minh rằng việc quản lý sự bùng nổ dữ liệu đòi hỏi quá trình phi tập trung liên tục, đảm bảo các hệ thống hạ nguồn chỉ tiếp nhận những gì thực sự cần thiết.
Ảnh bìa: minh họa do AI tạo, kèm chữ tiêu đề; không phải ảnh tư liệu. Logo: Cloudflare, qua Wikimedia Commons (Public domain).
Nguồn: Rewinding the exponential: How we keep hardware usage down · Understanding sampling in Cloudflare Analytics · Cloudflare Analytics docs