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Clustering à tous les étages pour l’e-business

L’ingénierie du clustering est, aujourd’hui, suffisamment multiforme pour être adaptée aux différents types de serveurs et applications intervenant dans la constitution d’un site e-business.

Sécuriser une infrastructure e-business demande d’en renforcer la disponibilité. Et ce n’est pas forcément aisé étant donné la diversité des matériels et des serveurs. Schématiquement, une solution e-business est un édifice à trois étages : le back-office, avec les bases de données et les applications d’entreprise ; les serveurs d’applications Java, délivrant les services transactionnels ; et, enfin, le service Internet (http). La disponibilité globale de cet édifice ne pourra dépasser celle de son maillon le plus faible. Une protection équilibrée peut s’appuyer sur de multiples formes du clustering. Son ingénierie s’est démocratisée et a adopté une plus grande diversité architecturale.Pour protéger une base de données ou un ERP, on renforcera la redondance des sous-systèmes matériels des serveurs (disques Raid, ventilateurs, alimentations…). Généralement, on ne dépasse pas une disponibilité matérielle de 99 % (soit 4 jours d’arrêt par an). Aller plus loin passe le plus souvent par la mise en grappe de plusieurs serveurs. Usuellement, l’un des n?”uds du cluster est mis en réserve, d’où l’émergence d’une offre de clusters à deux n?”uds de type actif-passif.

Le serveur maître gère les requêtes

Un seul n?”ud assure le service applicatif. Le second, image synchrone du premier, veille, afin de reprendre l’exploitation dès la détection d’une défaillance. Cette approche a été étendue aux grappes à plusieurs n?”uds réalisées par des logiciels clusters, tels Cluster Services, de Novell ; ou Suncluster, de Sun. On parle de configurations n + 1 (n serveurs actifs pour 1 en réserve). Les clusters actif-actif sont, eux, plus sophistiqués : tous les n?”uds y sont actifs. Si l’un d’eux tombe en panne, ses applications sont basculées sur les n?”uds restants. Cela exige des mécanismes de surveillance performants. De plus, la panne d’un n?”ud provoque une baisse des performances, dont il peut être difficile d’évaluer l’impact. Les fournisseurs ont aussi travaillé sur le clustering hétérogène, nécessaire afin d’assembler des machines de générations différentes et autoriser la maintenance roulante des systèmes.Cependant, toutes les applications ne nécessitent pas l’ingénierie pointue d’un cluster tel que HACMP, d’IBM. Nombre d’applications de messagerie et d’e-commerce se contentent de grappes à deux n?”uds, en cluster actif-passif ou actif-actif. Le courtier en ligne Top Trades, par exemple, a éclaté ses services applicatifs stratégiques sur deux clusters à deux n?”uds de type actif-passif, d’origine Microsoft. L’un des clusters gère le portail public ; l’autre, le portail privé et les services applicatifs de courtage. L’entreprise tire aussi parti d’une autre forme de clustering, propre à l’ingénierie Web. En frontal, les accès des clients sont traités au niveau d’une grappe de quatre serveurs Web légers, la répartition des requêtes étant assurée par un couple de commutateurs. Cela illustre le clustering lâche, où des serveurs sont reliés en grappe par l’intermédiaire d’un dispositif à équilibrage de charges. Cette technologie se marie bien avec le mode transactionnel sans état des applications Web. Les requêtes ne nécessitent généralement pas de maintenir des circuits de connexion permanents. Elles peuvent être réparties entre plusieurs instances (plusieurs copies) de l’application Web, chacune de ces instances étant installée sur un serveur et l’ensemble des serveurs, agencé en réseau commuté.Ces mécanismes doivent répartir le trafic de façon optimale entre les serveurs (il existe un large panel d’algorithmes de répartition statiques et dynamiques) et garantir la tolérance de pannes (pour que les n?”uds actifs reprennent automatiquement la charge d’un n?”ud défaillant). Des mécanismes d’équilibrage de charges sont implémentés dans les extensions de certains systèmes d’exploitation. TurboLinux Cluster Server, par exemple, s’inspire d’une architecture de type serveur n?”uds managés. Il orchestre des batteries d’une dizaine de serveurs Web contrôlés par un serveur maître, chargé de la répartition des requêtes et de la surveillance de la disponibilité des n?”uds. Le cluster Availix, de Lineo, adopte aussi ce principe. Des grappes de six serveurs Linux, fonctionnant chacun sur une carte processeur au format CompactPCI, sont surveillées par un serveur maître, contrôlé par un autre serveur dormant, prêt à assurer le relais. Regroupés verticalement, ces clusters horizontaux forment un large cluster Linux, doté de fonctions d’équilibrage de charges. Reste que les grappes de serveurs Web ont surtout profité du développement des technologies de commutation de niveau 4 à 7. Les commutateurs permettent de créer des grappes comportant une multitude de n?”uds. Ainsi, la partie frontale du site e-business de monDSI.com, fournisseur de services antivirus en ligne, est architecturée sur la base d’une grappe de neufs serveurs Web contrôlés par un double équilibreur de charges. Les serveurs d’applications Web tirent aussi parti de l’équilibrage de charges.

Des modules de surveillance

Les plates-formes de déploiement d’applications Web, notamment Apptivity (Progress), Oracle Application Server (Oracle), SilverStream (SilverStream), WebLogic (BEA), WebObjects (Apple), WebSphere (IBM), et Bluestone Total e-Server (HP), comportent de telles fonctions. Bluestone Total e-Server détient ainsi le module LBB (Load balancing broker). S’installant sur le serveur HTTP frontal, LBB répartit les requêtes Web entre les machines Total e-Server placées en arrière-plan du serveur HTTP. L’équilibrage de charges ne garantit pas à lui seul la disponibilité des applications. En plus de leurs modules d’équilibrage de charges, les serveurs d’applications Web s’appuient sur des modules de surveillance des instances applicatives et de détection des indisponibilités.

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Thierry Jacquot