Un package
Les applications critiques et leur ressources sont regroupés a l’intérieur d’entités logiques appelés packages. En cas de défaillances d’une ressource matériel ou logiciel, le cluster peut transférer automatiquement un package vers un autre nœud du cluster. Après basculement les applications critiques redeviennent disponibles pour les utilisateurs, ces derniers doivent se reconnecter à leurs applications avec la procédure habituelle et continuer à travailler. Le fait que leur package soit passé d’un nœud à l’autre leur est complètement transparent. Le cluster n’utilise pas de programmes spécifiques et n’impose aucunes modifications des applications. La grande majorité des applications peuvent être intégrées dans un cluster à partir du moment où on n’a pas d’appels fonctionnels à des macs adresses.
Fonctionnement du cluster
Dans un cluster on surveille les composants matériels et logiciels et donc les ressources associées aux différents packages. La détection des défaillances et automatiques et extrêmement rapides, en cas de pannes d’une ressource le cluster sait :
- Réinitialiser la ressource défaillance
- Basculer sur une ressource de secours
- Migrer un package vers un autre nœud du cluster
Les 2 premières actions peuvent être exécutées très rapidement, la dernière va essentiellement dépendre de la durée de démarrage de l’application critique et de ses services. Ce temps peut être relativement important si le nombre de transactions « rollbacks » d’une grosse base de données est élevé. Une action de basculement peut être soit :
- Automatique : après une détection d’une défaillance, le cluster exécute le basculement du package en fonction du paramétrage prédéterminé.
- Manuelle : les opérateurs utilisent les outils ou les commandes d’administration pour exécuter le basculement du package à l’intérieur du cluster
La robustesse du cluster permet de pallier à la défaillance simultanée de plusieurs nœuds. En utilisant le concept du quorum dynamique (majorité) le cluster parvient à reconstruire avec les nœuds encore disponibles et de relancer tous les packages disponibles. Le cluster fournit des mécanismes performants pour gérer l’équilibrage de charges applicatives lors du basculement de packages à l’intérieur du cluster. Il est effectivement possible lorsqu’un nœud défaillant héberge plusieurs packages de distribuer ces différents packages sur plusieurs nœuds de secours. Par exemple dans un cluster à 4 nœuds où chaque nœud supporte 3 packages il est possible en cas de défaillance d’un nœud de relancer chacun des 3 packages respectivement sur les 3 serveurs restants. Cette répartition permet de distribuer la charge applicative du serveur défaillant sur les nœuds restant du cluster. Le cluster assume également un rôle primordial dans la protection de l’intégrité des données applicatives. Lorsque le package d’une machine défaillante est repris par un autre serveur, le cluster assure que les volumes disques applicatives sont exclusivement réservés à la machine qui contrôle le package. Une fois remise en état et réintégrée au cluster, l’ancienne machine défaillante n’aura pas la possibilité d’accéder au volume applicatif tant qu’elle n’aura pas repris le contrôle officiel du package.
Redondance des ressources cluster
Pour offrir une haute dispo applicative, on utilise des ressources systèmes redondantes. Cette redondance vise à éliminer les SPOF, ce qui permet au cluster de basculer très rapidement. En cas de défaillance d’une interface réseau, le cluster transfert le trafic réseau vers une interface de backup, il n’y a pas d’interruption de service dans ce cas là. Dans un contexte de haute dispo, toutes les interfaces réseaux critiques doivent être doublées, cette précaution indispensable concerne également les autres composants actifs du réseau tels que Hub, Switch… en cas de défaillance réseau le cluster transfère automatiquement vers d’autres interfaces disponibles, il est nécessaire que le routage réseau soit fait correctement.
Au niveau des disques, le cluster gère automatiquement la défaillance d’une interface disque que ce soit de la fibre optique, du SCSI en basculant le trafic disque d’une interface défaillante vers une interface disque de secours.
La package peut contenir du volume disque, des interfaces réseaux, des adresses IP, des services logiciels, des services d’impressions… Ces ressources sont activées à un moment donné par un nœud du cluster, une adresse IP unique est systématiquement associée à chaque package, cette adresse reste associer à ce package quelque soit le serveur qui l’héberge.
Pour les utilisateurs, le package est un service applicatif virtuel, le concept permet de communiquer avec l’application quelque soit le nœud où se trouve le package. Un package ne peut être actif que sur un nœud mais plusieurs packages peuvent être hébergés sur un même nœud.
Un cluster reste un système de haute dispo destiner à de grosses PME.
Gestion d’une défaillance
(Voir schéma)
La période entre l’apparition d’une défaillance et la reconfiguration du cluster est garantie et sera de l’ordre de 30 secondes en moyenne.
La phase LVM (Logical Volume Management) correspond à la migration et à l’activation des ressources disques du package. Cette phase est assez rapide (1 à 5 sec).
La phase FSCK correspond à la vérification des systèmes de fichiers Unix.
L’administration d’un cluster
Généralement nous avons des outils graphiques. Le cluster peut être accéder de n’ importe où, par commandes et doit faire l’objet d’une administration rigoureuse et procédurier. L’exploitation reste sensible et doit être fait par du personnel qualifié.
Conclusion : Schéma d’un cluster
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