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

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par Elias ELIYA KAMALEBO
Institut Supérieur d'Informatique, Programmation et Analyse; ISIPA - Graduat 2016
  

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IV.5 Nomenclature des noeuds

Pour permettre à l'administrateur du cluster de bien gérer facilement cette fonctionnalité, il est conseillé de nommer les équipements ou les noeuds pour qu'il se retrouve lorsqu'il voudra par exemple effectuer une tâche de maintenance ou toute autre action. Voilà pourquoi nous pensons à proposer cette nomenclature des équipements dont nous aurons besoin.

Noeuds

Nomenclatures

HP Proliant Micro Server Gn8 (1) G161DT

Cluster-web

HP Proliant Micro Server Gn8 (2) G161DT

Cluster-data

HP Proliant Micro Server Gn8 (3) G161DT

Cluster-Toip

Switch TP-Link Jet stream T1800G-52TS

Load_Balancer

Tableau IV.2 Description de la nomenclature

IV.6 Schéma du nouveau système

IV.7 Interprétation du schéma

Il s'agit ici de notre schéma du cluster d'équilibrage de charge réseau que nous sommes en train d'implanter. Les clients qui peuvent être soit sur le réseau local, soit sur le WAN ou soit sur Internet, vont envoyés des requêtes au serveur ; ces requêtes vont s'arrêter au répartiteur de charge qui est dans ce cas le Switch. Le NLB qui est logique sur ce Switch va faire la translation de l'adresse IP source en Adresse IP virtuelle (Network Ardess Translation, NAT en sigle) et ce répartiteur va alors voir quel serveur parmi tous de la grappe a moins de charge et c'est là qu'il va envoyer cette requête. Lorsque le serveur répond, il répond au voyant qui est notre répartiteur, il va encore faire la translation de l'adresse IP de destination en une adresse IP virtuelle et va répondre au client. Le client ne se rendra pas compte de ce qui se passe entre l'envoie de la requête et la réception de la réponse.

Les noeuds du cluster doivent s'écouter grâce à un battement de coeur qu'on appelle Heart Beat. Son signal doit arriver toutes les 5 secondes. Au cas contraire ce qu'il y a un problème au niveau des noeuds.

IV.8 Plan d'adressage

Hôte

Adresse IP

Masque de sous réseau

Passerelle par défaut

Serveur I

192.168.1.2

255.255.224.0

192.168.1.1

Cluster-web

192.168.1.3

255.255.224.0

192.168.1.1

Serveur II

192.168.1.4

255.255.224.0

192.168.1.1

Cluster-data

192.168.1.5

255.255.224.0

192.168.1.1

Serveur III

192.168.1.6

255.255.224.0

192.168.1.1

Cluster-ToIP

192.168.1.7

255.255.224.0

192.168.1.1

Tableau IV.3 Plan d'adressage des équipements

IV.9 Mise ne place et configuration du système

Nous allons voir dans cette partie, comment installer et configurer simplement un cluster d'équilibrage de charge réseau. Comme beaucoup de fonctionnalité de Windows Server 2008 R2, NLB s'installe et se paramètre très aisément.

Ce pendant, quelques pré-requis au niveau logiciel doivent déjà être présents :

Réseaux : Les configurations des contrôleurs réseaux doivent être identiques, les adresses IP des serveurs doivent être fixes.

DNS : Les serveurs doivent tous utiliser le DNS (la version dynamique est utilisable).

Active Directory : Les serveurs doivent être dans le même Active Directory.

Contrôleurs de domaine : Les serveurs doivent tous être des serveurs membres.

Pour effectuer les procédures qui vont suivre, vous devez être membre du groupe administrateur, ou être administrateur de l'hôte que vous configurez.

Passons maintenant à l'installation de cette fonctionnalité d'équilibrage de charge réseau

Dans un premier temps, ouvrer l'interface de gestion du serveur. Sélectionnez dans l'arborescence à droite Fonctionnalités puis à gauche Ajouter des fonctionnalités.

Fig. IV.1 Ajout des fonctionnalités.

Dans la liste des fonctionnalités disponibles avec Windows Server 2008 R2,  cochez Equilibrage de la charge réseau, puis cliquez sur suivant.

Fig. IV.2 Liste des fonctionnalités de WS 2008 R2

La fenêtre suivant vous avertit de l'éventualité d'un redémarrage système. Continuer et cliquez sur Installer. L'installation est rapide et ne nécessite que quelque seconde. NLB est maintenant installé sur votre serveur. Il suffit de répéter cette action sur tous les serveurs qui seront dans le cluster.

Nous allons maintenant créer et configurer notre cluster. Ouvrez le menu Démarrer  > Outils d'administration > Gestionnaire de l'équilibrage réseau.

Dans la fenêtre qui s'affiche, faite un clic droit puis Nouveau cluster sur l'onglet  Clusters d'équilibrage de la charge réseau.

Fig. IV.3 Console de gestion de l'équilibrage de la charge réseau

On va dans un premier temps choisir un hôte à ajouter au cluster. Rentrer l'adresse IP ou le nom de la machine dans Hôte, puis cliquez sur Connexion.  Si l'hôte en question est trouvé, toutes ses connexions réseaux  sont affichées en dessous. Choisissez l'interface réseau que vous souhaitez utiliser. Dans notre exemple, ça sera l'adresse 192.168.0.1.

Fig. IV.4 Ajout du premier hôte dans le futur cluster

Dans la fenêtre suivante,  il va falloir définir la priorité de l'hôte sur le cluster. Le paramètre Priorité spécifie un identificateur unique pour chaque hôte. L'hôte dont la priorité numérique est la plus basse parmi les membres actuels du cluster traite tout le trafic réseau du cluster. Nous laisserons 1 dans notre cas ainsi que l'état démarré par défaut.

Fig. IV.5 Configuration de la priorité de l'hôte

Après avoir cliquez sur Suivant, il est maintenant temps de définir une IP au cluster. Cliquez sur Ajouter... puis dans IPv4 rentrez l'IP et le masque. Ici l'IP principal de notre cluster est 192.168.0.3 et un masque de 225.255.255.0, puis passez à l'étape suivante.

Fig. IV.6 Paramétrage de l'adresse IP du cluster

Après avoir définit les paramètres réseaux du cluster, nous allons lui donner un Nom Internet Complet. Dans notre cas « cluster-web » et un mode d'opération.

Le paramètre Nom Internet complet indique un nom global au cluster NLB. Ce nom est utilisé pour accéder au cluster dans son ensemble. Dans notre cas nous avons décidé de choisir le mode multidiffusion.

Fig. IV.7 Configuration du cluster

Dans la fenêtre suivante, vous avez la possibilité de définir des règles  de port. Par défaut le cluster utilise les ports de 0 à 65635. Nous choisirons la règle par défaut. Mais vous la modifié à votre guise.

Fig. IV.8 Définition des règles de ports

Cliquez sur Terminer.

Fig. IV.9 Cluster avec un hôte

Notre premier noeud a été correctement configuré. Nous allons maintenant ajouter notre 2ème noeud au cluster-web pour valider la fonctionnalité NLB.

On ouvre le menu contextuel de notre « Cluster-web » pour ajouter le 2ème hôte à notre cluster et on procède de la même façon que pour notre premier noeud pour installer notre second noeud.

Fig. IV.10 Ajout d'un nouvel hôte au cluster

Il suffit dans un premier temps de rentrer son adresse IP ou son nom de machine 

Fig. IV.11 Connexion à l'hôte

Cliquez ensuite sur Suivant puis terminer. Vous vous retrouvez sur l'interface de gestion de NLB. Vous pouvez voir dans le fenêtre de droite que vous avez vos deux hôtes dans le cluster. Le premier et dans l'état Convergé, il est donc prêt et le deuxième est en attente. Il faut patientez une minute pour que le deuxième hôte soit dans l'état Convergé.

Fig. IV.12 Etat des hôtes dans le cluster

En bas de la fenêtre du gestionnaire, vous avez un historique de l'activité de votre cluster.

Fig. IV.13 Historique du cluster

Votre cluster est  donc prêt, chacun des hôtes est prêt. En cas d'échec d'un des hôtes une petite croix rouge apparait à côté de l'hôte en question. La configuration d'un cluster est donc très simple, nous rappelons qu'il est possible de mettre 32 hôtes dans un même cluster et qu'un hôte disposant de deux cartes réseaux peut appartenir à deux clusters différents.

Après la configuration il sera utile de tester la connectivité entre les différents noeuds du cluster. Pour ce faire, plusieurs utilitaires intégrés au système d'exploitation Windows permettent de le faire.

Parmi ces utilitaires nous pouvons énumérés :

v PING

Utilitaire utilisé pour tester la connectivité d'hôte à hôte, par l'envoi de paquet ICMP dont la taille est de 32 bits et qui permet l'analyse de la connexion, la durée de vie des paquets (TTL).

v PATHPING

Polymorphe entre PING et TRACERT, permet d'identifier la route en indiquant les routeurs par lesquels les paquets transitent, et le temps de réponse des paquets entre deux hôtes.

v NETDIAG

Permet de déterminer l'état de votre réseau client, en effectuant une série de tests, il permet notamment de vérifier les paramètres WINS et DNS.

v NSLOOKUP

Utilitaire permettant de vérifier la résolution de nom DNS.

v NETSTAT

Utilitaire permettant d'observer les statistiques de la connexion TCP/IP.

v TRACERT

Permet de tracer la route précise que prend un paquet d'un point à un autre. Des paquets ICMP sont envoyés, les différents paramètres des routeurs sont alors envoyés à l'hôte avec l'IP du routeur et le temps TTL mis pour atteindre celui-ci. Cet utilitaire est très utile dans le cas où l'on souhaite déterminer le point de dysfonctionnement du chemin entre 2 hôtes.

v ARP

Utilitaire permettant de faire de la translation adresse IP en adresse MAC.

On test alors l'accès web sur notre cluster-web via l'adresse IP 192.168.0.3 et on voit que notre cluster fonctionne donc bien car la page par défaut de IIS7 s'affiche. La requête du client a été dirigée vers l'un des deux serveurs core de test.

Fig. IV.2 Test de la connexion au cluster-web

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"Enrichissons-nous de nos différences mutuelles "   Paul Valery