Optimisation de la fiabilité d'un réseau informatique pour la mise en place d'un cluster d'équilibrage de la charge réseau

II.3 Fonctionnement23(*)

II.3.1 Fonctionnalités de la répartition de la charge réseau

La répartition de charge réseau fonctionne en trois modes différents de répartition :

La répartition manuelle

Elle permet de répartir le poids pour chaque noeud du cluster basé sur un poids de charge. Si trois serveurs sont configurés avec le poids 50, 30 et 20 ; le premier va recevoir la moitié des requêtes, le second 30% et le dernier 20%.

La répartition égale

Elle permet de répartir de façon égale les requêtes sur l'ensemble des serveurs composant le cluster. S'il y a trois serveurs dans la ferme du cluster, chacun recevra 33% des requêtes.

La répartition prioritaire

Elle permet de mettre en place la notion de tolérance de panne en spécifiant un serveur prioritaire. L'ensemble du trafic est tout d'abord acheminé sur l'hôte ayant la priorité 1. Si celui-ci tombe en panne, l'ensemble du trafic sera envoyé au serveur de priorité 2 et ainsi de suite.

Fig. II.2 Répartition prioritaire de charge

Lorsqu'un serveur membre de la ferme du cluster tombe en panne, le cluster passe en mode de convergence pendant lequel une élection est effectuée afin de repartir selon les règles de la configuration de répartition de charge réseau. Pendant ce temps les clients en communication avec le serveur en panne n'accèdent pas aux services jusqu'au moment où la convergence est terminée. Ce qui permet de repartir ces clients sur les autres serveurs.

Dans le cadre d'une répartition égale entre trois serveurs, les requêtes sont reparties à 33% sur chacun des serveurs. Si l'un des serveurs tombe en panne, la convergence démarre et la répartition se fait à 50% sur les deux serveurs.

Fig. II.3 Convergence en cas de panne serveur

Lors de la montée en charge d'un serveur pour un service web, un service VPN ou autre... il est intéressant d'envisager une solution adoptant la technologie de répartition de charge réseau. Le mode NLB proposé par Microsoft permet l'intégration de 32 noeuds au sein d'un même cluster, l'ensemble de ces noeuds pourront répondre aux requêtes simultanément.

Prenons un exemple simple et très utilisé : vous avez un cluster NLB composé des plusieurs noeuds, ces derniers sont des serveurs web (Windows server avec IIS) ayant pour but de fournir une infrastructure web. Ils contiennent tous en local une copie identique de préférence du site web que vous hébergez et se connectent à un serveur de base des données externe au cluster pour le stockage des données.

Les connexions clientes seront alors reparties entre les différents serveurs web afin de répondre aux différents pics de charge.

Cependant, cette mise en place peut s'avérer plus complexe dans certains cas notamment avec l'utilisation des sessions ou encore la gestion du panier sur le site e-commerce où ces informations précieuses ne doivent pas être perdues en cas de panne du serveur web qui traitait la demande. Il est judicieux de stocker ces informations également en externe des serveurs web.

Par défaut, chaque noeud d'un cluster informe ses partenaires de sa présence au travers d'un Heartbeat (battement du coeur). Ce Heartbeat est envoyé sous forme de broadcast après chaque 5 secondes.

Le cluster a une vision précise de quels noeuds sont des membres valides à un instant t.

Lorsqu'une application devient indisponible, soit parce que c'est elle-même qui a un problème, soit parce que c'est le noeud qui l'héberge qui a un problème, l'application peut, automatiquement être déplacée vers un noeud disponible. Il est évidemment plus rapide de basculer une application de cette façon que de restaurer un serveur depuis une ou plusieurs bandes de sauvegarde.

Dans ce mode de fonctionnement, on passe sur « actif/passif » et ou dans ce mode tous les noeuds sont sollicités continuellement de façon répartie. Attention, répartie ne veut pas dire équitable, car cela dépend de la configuration que vous effectuez sur le cluster.

Ce qui est sûr c'est que tous vos noeuds doivent être opérationnels, car ils sont susceptibles d'être mis en contribution à tout moment.

Le service d'équilibrage de charge réseau (NLB) augmente la disponibilité et l'évolution des applications serveurs Internet, telles que celles utilisées sur les serveurs web, FTP, pare-feu, proxy, VPN et d'autres serveurs stratégiques.

Un ordinateur unique exécutant Windows offre une fiabilité des serveurs et une évolutivité des performances limitées

Toute fois, en associant les ressources d'au moins deux ordinateurs exécutant l'un des produits de la famille Windows server dans un seul cluster, l'équilibrage de la charge réseau est à même de garantir la fiabilité et les performances dont les serveurs web et autres serveurs stratégiques ont besoin.

Chaque hôte exécute des copies séparées des applications serveurs souhaitées, telles que des applications serveur web, FTP et Telnet. L'équilibrage de charge réseau distribue les requêtes client entrantes sur les hôtes dans le cluster.

Le poids de charge devant être traité par chaque hôte peut être configuré le cas échéant. Vous pouvez aussi ajouter des hôtes au cluster de façon dynamique afin de gérer l'augmentation de la charge de travail. En outre, l'équilibrage de la charge réseau peut diriger tout le trafic vers un hôte unique désigné, appelé l'hôte par défaut.

L'équilibrage de la charge réseau permet à tous les ordinateurs du cluster d'être adressés via le même ensemble d'adresses IP du cluster (mais il préserve également leurs adresses IP dédiés uniques.

Pour les applications faisant objet de l'équilibrage de charge lorsqu'un hôte présente une défaillance ou est mis en mode hors connexion, la charge est automatiquement redistribuée parmi les ordinateurs en état de fonctionnement.

Les applications s'exécutant sur un seul serveur voient leur trafic redirigé vers un hôte spécifique. Lorsqu'un ordinateur est en défaillance ou est mis en mode hors connexion, les connexions actives au serveur défaillant ou hors connexions sont perdues.

Cependant, si vous mettez un hôte hors service intentionnellement, vous pouvez utiliser la commande drainstop pour gérer toutes les connexions avant de mettre l'ordinateur hors connexion. Dans les deux cas, lorsque l'ordinateur hors connexion est prêt, il peut en toute transparence rejoindre le cluster et gérer à nouveau sa part de la charge de travail.

* ²³ Antoine RICHET, In Fonctionnalités de la répartition de charge réseau (NLB), laboratoire supinfo des technologies Microsoft.