Memoire Online - Le cluster d'équilibrage de charge réseau

Depuis l'avènement relativement récent du règne informatique, les systèmes matériels et logiciels ont gagné régulièrement en complexité et en puissance. Ils ont envahi toute notre vie quotidienne et sont désormais incontournables dans la majorité des secteurs clefs de l'industrie. Peu de domaines ont échappé à cette révolution au point que la cohésion de nos sociétés fortement industrialisées reposent sur la disponibilité des systèmes complexes qui rythment notre activité de tous les jours : les transactions bancaires, les télécommunications, l'audiovisuel, internet, le transport de personne ou de bien (avion train ou voiture), les systèmes d'informations des entreprises et les services fournis par ces dernières, etc.

Produire les systèmes stables demande de passer beaucoup de temps en études et en analyses. Heureusement, il existe des techniques simples permettant de pallier à la fiabilité des systèmes complexes, qu'ils soient matériels ou logiciels. Plutôt que de chercher à rendre ces systèmes stables, on peut inverser la démarche et intégrer à la source la notion de panne dans l'étude de ces systèmes : si l'on peut prévoir la panne d'un composant matériel ou logiciel, on peut alors l'anticiper et mettre en oeuvre une solution de substitution. On parle alors de disponibilité du service, voire de Haute Disponibilité selon la nature de l'architecture mise en place

Aujourd'hui, la trop grande importance que révèlent les services qu'on offre impose un certain niveau de sécurité, les solutions de RAID et autres viennent se greffer à des nouvelles solutions pour assurer une haute disponibilité des services vitaux, car en effet très souvent d'énormes revenus sont liés à la disponibilité plus ou moins parfaite de certains services et ce, en fonction des domaines d'activités.

Voilà pourquoi dans ce présent travail nous allons longuement parlé de la technologie de haute disponibilité qui est le cluster d'équilibrage de charge réseau

I. PROBLEMATIQUE

La problématique est l'ensemble des questions posées dans un domaine de la science, en vue d'une recherche des solutions à un problème^1(*)

La productivité au sein d'une structure d'entreprise ou autres structures commerciales constituent une mesure de l'utilisation efficace des facteurs de production, c'est-à-dire de l'ensemble des moyens techniques, financiers et humains dont dispose cette entité.

En effet, l'arrêt même momentané d'un module du système d'informations peut paralyser le bon fonctionnement de l'entreprise pendant la période de remise en production du maillon manquant.

Par exemple, si le serveur de messagerie ne fonctionne plus durant une demi-journée suite à un disque dur défectueux, le temps de remplacer celui-ci et de faire la restauration ; le service commercial ainsi que la direction sont dans l'incapacité de répondre aux appels d'offres, le service clients ne peut plus faire le suivi des réclamations, le service technique ne peut plus passer de commandes aux distributeurs de matériels. La structure est paralysée pour tous les échanges de courrier électronique, qui représente un pourcentage conséquent de la gestion des activités au sein d'une structure commerciale.

Comme conséquence, des contrats sont perdus, des bénéfices sont en moins, des heures de travail sont perdues, des sanctions pour l'équipe de commerciaux et pour le service informatique peuvent aussi avoir lieu.

Conformément à tous ces problèmes, nous nous sommes posé des questions qui suivent :

v Quelle technologie peut être mise en place pour éviter ces genres de scénario catastrophe ?

v Comment faire pour s'assurer que cette technologie réponde toujours aux critères de la haute disponibilité des services ?

II. HYPOTHESES

Une hypothèse est, selon le dictionnaire Robert Méthodique, une proposition relative à l'expression des phénomènes naturels et qui doit être vérifié par les faits^2(*)

A ces préoccupations exprimées sous forme des questions au niveau de la problématique, nous avons proposé les réponses provisoires ci-dessous :

v La mise en place de la technologie du clustering Network Load Balancing serait une solution pour assurer une haute disponibilité sans interruption des services

v Pour s'assurer que cette technologie réponde toujours aux critères de la haute disponibilité, il devrait être administré et dépanner grâce à certains utilitaires intégrés au système d'exploitation.

III. DELIMITATION DU SUJET

Toute observation scientifique exige de focaliser son attention sur un objet en vue d'en tirer les bonnes impressions. Il serait donc nécessaire que lorsque le sujet est défini, de limiter le cadre de sa recherche.

Ainsi, pour éviter tout débordement, nous avons délimité notre sujet dans le temps et dans l'espace.

Du point de vue temporel, ce travail a été effectué durant la période allant de Novembre 2015 et Juin 2016.

Du point de vue spatial, dans ce travail nous nous sommes limités à parler uniquement sur la fonctionnalité de haute disponibilité qui est le Cluster d'équilibrage de charge réseau, NLB en sigle ; et cela à déployer à la direction générale de l'Office Congolais contrôle/Kinshasa.

IV. METHODES ET TECHNIQUES

Pour arriver à la finalité de ce travail, nous avons fait recours à certaines méthodes et techniques pour la collecte et l'analyse de toutes nos données. Il s'agit ici de :

v Technique d'observation : qui nous a permit de constater de manière directe les faits ayant trait à notre étude.

v L'interview : nous a permit d'entrer en interaction verbale avec les personnes qui nous ont accueillies sur notre site de recherche pour la collecte des informations.

v Technique documentaire : nous a permit de nous familiariser avec les différents manuels pour trouver les données pouvant contribuer à l'enrichissement de ce sujet.

v Méthode structuro-fonctionnelle : nous a permit de rechercher les impératifs fonctionnels et structurels pour maintenir l'équilibre du système.

V. CHOIX ET INTERET DU SUJET

V.1 CHOIX

La chose qui nous a poussé au choix de ce travail est la curiosité de savoir comment pouvons-nous assurer dans une entreprise les services sans interruption afin de gagner en temps et en revenu.

V.2 INTERET

Ce travail présente un intérêt non négligeable du point de vue personnel et un autre, du point de vue scientifique.

v Sur le plan personnel : grâce à ce travail nous avons eu à développer plus les connaissances en nous lançant dans la recherche des solutions de haute disponibilité pouvant permettre à toute entreprise de répondre favorablement aux attentes de ses clients.

v Sur le plan Scientifique : ce travail va servir d'une base des données aux futurs chercheurs à la compréhension de fonctionnement des technologies pouvant assurer une haute disponibilité en entreprise jusqu'à 99,99%

VI. DIFFICULTES RENCONTREES

En effectuant nos recherches pour l'élaboration de notre travail de fin de cycle, nous nous sommes heurtés à certaines difficultés :

v La recherche documentaire a été compliquée car nous n'avons pas pu avoir des documents suffisant pour l'enrichissement de ce sujet. Cela se justifie par le manque des moyens suffisants pour l'accession à des bibliothèques dans des conditions normales.

v Les informations nous ont été données après avoir souffert par des rendez-vous qui ne se terminaient pas.

v L'indisponibilité des personnes qui devraient toujours nous faire les informations dont nous avions besoin pour faire ce travail.

VII. SUBDIVISION DU TRAVAIL

Hormis l'introduction générale et la conclusion générale, ce travail est subdivisé en quatre chapitres :

Le premier qui a été consacré à des notions des généralités sur les réseaux informatiques.

Le deuxième chapitre a présenté les notions sur la fonctionnalité du clustering Equilibrage de charge réseau.

Le troisième chapitre parle du site auquel nous avons effectué nos recherches qui est l'office congolais de contrôle.

Le dernier a montré les démarches pour mettre en place la fonctionnalité du cluster NLB et comment l'administrer et la dépanner en cas de nécessité.

CHAPITREN I : GENERALITES SUR LES RESEAUX INFORMATIQUES

I.1 Introduction

Un système entant que dispositif ou une mise en commun d'un certain nombre d'éléments ayant une fonction bien déterminée a besoin d'un fonctionnement général de tout ce qui le constitue pour arriver à sa finalité.

Et pourtant le réseau informatique entant que système est constitué des plusieurs éléments tant physiques que logiques qui sont obligés de collaborer afin de permettre une communication.

Il est aussi un vaste domaine dont la compréhension doit partir d'un certain nombre des concepts de base.

I.2 Définition des concepts de base

I.2.1 Le réseau

C'est un ensemble d'objets interconnectés les uns avec les autres et permet de faire circuler les éléments entre chacun de ces objets selon les règles bien définies^3(*).

I.2.2 Le réseau informatique

C'est un ensemble des ordinateurs ou autres équipements interconnectés entre eux afin d'échanger les informations.

I.2.3 La communication

C'est le processus de transmission d'informations. Elle est l'action de communiquer, de transmettre les informations ou des connaissances à quelqu'un ou, s'il y a échange, de le mettre en commun.

I.2.4 Télécommunication

Ce mot vient de la préfixe grecque télé, signifiant loin, et du latin communicare, signifiant partagé.

C'est une science qui s'intéresse à la transmission des signaux à distance au moyen des supports de transmission^4(*).

I.2.5 La télémaintenance

Elle consiste à prendre le contrôle d'un ordinateur distant, généralement celui d'un utilisateur en difficulté via le réseau local ou l'internet, afin d'effectuer à distance certaines opérations sur cet ordinateur.

I.3 Les différents types des réseaux informatiques

On peut regrouper les types des réseaux informatiques selon plusieurs paramètres ou découpages parmi lesquels le découpage géographique, fonctionnement,...

I.3.1 Découpage Géographique

Nous allons ici présenter différents types des réseaux informatiques selon ce découpage dont la subdivision a été rendue possible suivant leurs tailles, débit ou aire géographique.

Le réseau LAN (Local Area Network)

Ce type de réseau est encore appelé le réseau local d'entreprise (RLE) ; C'est un ensemble d'ordinateur et équipements reliés les uns aux autres dans un même bâtiment ou des bâtiments différents mais ayant une aire géographiquement proche (généralement pas plus de 10Km). Ce genre de réseau est local

Le réseau MAN (Metropolitan Area Network)

Celui-ci fait allusion à l'interconnexion des réseaux locaux se trouvant dans une ville ou dans une même région. On fera ici usage des lignes du réseau public ou privé pour permettre la liaison entre les sites. Les utilisateurs se trouvant à des endroits géographiques différents pourront partager les ressources comme s'ils étaient dans un LAN

Le réseau WAN (Wide Area Network)

Il s'agit ici d'un ensemble des réseaux locaux interconnectés les uns aux autres sur un étendu national ou international. Comme le MAN, il utilise aussi les lignes du réseau public ou privé pour établir l'interconnexion entre les différents LAN. Il est aussi appelé réseau étendu.

Au delà de ces trois grands types de réseau selon le découpage géographique on peut encore trouver d'autres types.

Le réseau PAN (Personnal Area Network)

C'est un réseau personnel qui peut s'étendre sur un rayon de quelques 1O mètres. Ici nous trouvons les technologies comme le Bluetooth pour faire l'échange des fichiers textes, vidéo et audio,... entre deux ordinateurs, deux téléphones mobiles ou un téléphone et un ordinateur.

I.3.2 Découpage fonctionnement

Le réseau Intranet

C'est un réseau informatique utilisant les services du protocole TCP/IP pour assurer la communication. C'est-à-dire un réseau dont la configuration se fait sur base du protocole TCP/IP.

Le réseau Extranet

Celui-ci est un réseau Intranet auquel on ajoute une connexion externe comme l'Internet.

L'Internet

C'est le réseau public mondial utilisant le protocole de communication IP rendant les services comme le courrier électronique, l'échange des fichiers, la discussion à distance accessible au public

I.4 Les topologies réseaux

Il existe des différentes sortes des topologies réseaux mais qui sont groupés selon deux grands types ;

1.4.1 La topologie physique

Celle-ci indique la façon dont les différents équipements sont reliés dans un réseau.

Cette topologie est subdivisée en plusieurs autres dont les trois premières et les plus connues sont : la topologie en bus, en étoile et en anneau

La topologie en Bus

Cette topologie se repose généralement sur un câble coaxial sur lequel viennent se connecter des noeuds grâce à des prises qu'on appelle T-connecteur, les BNC puis les terminaux ayant tous 50 ohms de résistance sur les deux extrémités du câble appelé terminator. Ici les ordinateurs sont liés à une même et seule ligne de transmission.

La topologie en étoile

Dans un réseau en étoile, les ordinateurs sont reliés sur un point central qui peut être un concentrateur (hub) ou un commutateur (Switch) possédant des ports RJ45 capables de recevoir un câble à double paire torsadée pouvant assurer la liaison entre un noeud et un point central et puis entre le point central et les noeuds.

La topologie en anneau

Dans la topologie en anneau, les ordinateurs sont reliés à un répartiteur appelé MAU qui va gérer la communication entre les PC qui lui sont reliés en impartissant à chacun d'eux un temps de parole. C'est-à-dire que les ordinateurs communiquent chacun à son tour

I.4.2 La topologie logique

Cette topologie nous indique la façon dont les informations circulent ou sont transmises dans un réseau. Bref, définit comment se passe la communication dans la topologie physique^5(*)

Le réseau Ethernet

Cette famille de réseau repose sur la méthode d'accès multiple et écoute de la porteuse par détection de collision appelé CSMA/CD^6(*).

Cette architecture a plusieurs caractéristiques parmi lesquelles nous pouvons citer : le débit de 10 Mbits à 1 Gbits/s, la transmission en bande basse, topologie en bus ou en étoile, support de type de câble coaxial, paire torsadée ou fibre optique.

Le réseau Token ring

Ce type de réseau intervient dans l'interconnexion de deux réseaux en anneau à travers des ponts qui permettent de relier les différents réseaux venant des topologies différentes ou des routeurs différents. Ici chaque ordinateur intervient grâce à son jeton qui lui est attribué et selon le principe qu'aucun jeton ne doit circuler deux fois de suite avec le même niveau de priorité^7(*).

I.5 Les méthodes d'accès

Il existe plusieurs méthodes d'accès qui permettent de réglementer la circulation des données dans un réseau et partager les informations entre ordinateurs du réseau

I.5.1 Méthode TDMA (Time Division Multiplexing Access)

C'est une méthode selon laquelle le temps est divisé en tranche attribué à chacun des noeuds c'est-à-dire qu'une station peut émettre des messages pendant le temps qui lui est attribué. Ici il n'existe pas des collisions.

I.5.2 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect)

Elle est encore appelée la méthode d'écoute de la porteuse. C'est la méthode la plus simple par sa façon de fonctionner. Ici plusieurs stations peuvent tenter simultanément d'accéder au port, si le réseau est occupé la station va différer le message et dans le cas contraire, il passe directement.

I.5.3 La méthode de jeton

Cette méthode est souvent utilisée dans la topologie en anneau et en bus. Le jeton a deux états différents qui sont l'état libre et l'état occupé

Elle consiste donc à ce que le jeton passe devant une station et doit être mis en route munie d'une adresse et d'un message qui doit parcourir toutes les stations qui jouent le rôle des répétiteurs car ils génèrent le signal capté.

I.6 Architectures réseau

Une architecture d'un réseau est la représentation structurelle et fonctionnelle d'un réseau informatique. Il en existe deux types entre autre l'architecture poste à poste et celle client-serveur

I.6.1 L'architecture poste à poste

C'est un réseau qui ne nécessite pas la présence d'un serveur dédié. Elle est constituée de deux ou plusieurs ordinateurs interconnectés où chaque machine est maître de ses ressources et peut être lui-même considéré comme un serveur (non dédié)

Son avantage est qu'il a un coup réduit, une simplicité et une rapidité d'installation

Il présente des failles comme la sécurité très faible, la maintenance du réseau difficile, manque de fiabilité,...

I.6.2 L'architecture client-serveur

C'est une architecture dans laquelle nous avons un poste central qui est un serveur qui gère le réseau avec toutes ses ressources. Avec cette architecture nous avons une meilleure sécurité et un accroissement d'interchangeabilité, une unicité d'information, une meilleure fiabilité du réseau.

Son seul inconvénient est qu'il est d'un coup élevé côté bande passante, câbles,...

I.7 Les Equipements d'un réseau informatique

I.7.1 Ordinateur

C'est une machine automatique de traitement de l'information permettant de conserver, d'élaborer et de restituer des données sans intervention humaine en effectuant sous le contrôle de programmes enregistrés des opérations arithmétiques et logiques^8(*).

1.7.2 Serveur

C'est un ordinateur puissant choisit pour coordonner, contrôler et gérer les ressources d'un réseau. Il accomplit une opération sur demande d'un client et lui transmet le résultat. Il est la partie de l'application qui offre un service, il reste à l'écoute des requêtes du client et répond au service demandé par lui^9(*)

I.7.2.A Type des serveurs

Le serveur dédié c'est un ordinateur spécialisé qui ne peut pas exécuter des applications comme client mais qui est optimisé pour répondre à des requêtes. Il est conçu pour fonctionner spécialement comme serveur.

Le serveur non dédié c'est un ordinateur dans son environnement poste-à-poste qui peut à la fois être utilisé comme client ou comme serveur.

I.7.2.B Caractéristiques des serveurs

Le serveur peut présenter plusieurs caractéristiques internes qu'externes. Nous pouvons citer :

v Sécurisation des données en cas de crash disk avec disques configurés en RAID ;

I.7.2.C Fonction ou rôles d'un serveur

v Serveur de fichier : permet de distribuer les fichiers aux clients qui les demandent

v Serveur de base des données : c'est un serveur capable de traiter les requêtes des plusieurs ordinateurs clients simultanément et permet aux utilisateurs de gérer une grande quantité d'informations.

v Serveur d'impression : il travaille en accord avec le serveur des fichiers en stockant localement les travaux d'impression en attente.

v Serveur de messagerie : il centralise la gestion des messages électroniques dans un réseau.

v Contrôleur de domaine : il centralise la gestion des comptes utilisateurs dans un réseau.

1.7.3 Le concentrateur (Hub)

C'est un matériel du réseau qui permet la connexion des plusieurs noeuds sur un même point d'accès en se partageant la bande passante totale. Il est un simple répéteur des données ne permettant pas la protection des données et dépourvue de la confidentialité.

Il est caractérisé par la bande passante, le nombre des ports, le débit, la tension qu'il utilise,...

I.7.4 Le commutateur

Un Switch ou commutateur est un dispositif électronique permettant de créer un réseau informatique local de type Ethernet.

Ce dispositif est dit intelligent par opposition au hub car, alors que ce dernier fait transiter les données par toutes les machines, le Switch permet de diriger les données uniquement vers la machine destinataire en mémorisant les adresses MAC de chaque hôte. Cette adresse est l'identifiant d'une carte réseau et est représentée sur six octets en hexadécimal

I.7.5 Le routeur

C'est un équipement du réseau qui permet d'effectuer le routage des paquets. Lorsqu'il reçoit un paquet, il consulte sa table de routage pour choisir à partir de l'adresse de destination, vers quelle interface et donc vers quel réseau il va diriger le paquet pour le rapprocher de sa destination. Grâce au routeur il ya une optimisation des transmissions entre réseaux ou sous-réseaux.

I.7.6 La carte réseau

La carte réseau est aussi appelée NIC en anglais, pour Network Interface Card. C'est le composant le plus important, elle est indispensable car c'est par elle que transitent toutes les données à envoyer et à recevoir du réseau dans un ordinateur. Elle a un identifiant unique que lui attribue son fabriquant qui est un adresse MAC et c'est grâce à cette dernière qu'un ordinateur communique en réseau^10(*).

I.7.7 Le modem

Le modem signifiant modulateur-démodulateur est un équipement réseau qui transforme les données numériques émises sur le port en données analogiques qui peuvent être envoyées sur une ligne^11(*).

I.8 Les supports de transmission

Un support de transmission est un canal physique qui, grâce à lui on peut faire circuler les informations dans un réseau. Il en existe deux types : les supports limités ou câblés et les supports non limités ou sans fils.

I.8.1 Les supports limités

Ce sont des supports palpables qu'on peut voir, qu'on peut toucher et qui conduisent un signal électrique ou lumineux.

Le câble coaxial

C'est un câble qui intervient pour connecter un réseau informatique de topologie physique en bus ou pour connecter une antenne et un modem. Il est constitué d'une partie centrale qui est un fil de cuivre appelé âme enveloppé dans un isolant puis d'un blindage métallique tressé et enfin d'une gaine qui permet de protéger le câble de l'environnement extérieur.

Le câble à paire torsadée

Il est encore appelé câble à double paire torsadée. Il décrit un modèle un modèle du câblage où une ligne de transmission qui est constitué de deux brins de cuivre entrelacés en torsade est recouverte d'isolants. La configuration présente sert à maintenir précisément la distance entre les fils qui permet à son tour de définir une impédance caractéristique de la paire afin de supprimer les réflexions des signaux aux raccords et en bout de ligne.

Il existe deux types des câbles à paire torsadée parmi lesquels nous avons les UTP qui sont dépourvue d'un blindage protecteur et sont utilisés à l'intérieur du bâtiment. Nous avons aussi les STP qui sont pourvu d'un e couche conductrice de blindage pour permettre une meilleure protection contre les interférences.

La fibre optique

C'est un support de transmission qui véhicule une information en forme lumineuse. Il nécessite un émetteur et un récepteur optique.

Ce support a plusieurs avantages parmi lesquels la vitesse est élevée, bonne qualité de la transmission avec l'ordre de 1Ghz pour 1km, très souple.

Son seul et unique inconvénient réside au niveau de son déploiement. Il y a beaucoup de difficultés de raccordement^12(*).

Les faisceaux Hertziens

Ces genres de supports sont utilisés pour des communications interurbaine et cela pour une portée de 50 à 100 Km.

Les faisceaux hertziens utilisent les antennes d'émissions et de réception qui doivent être en visibilité directe.

Pour une bonne connexion il faut placer une antenne après chaque 50 à 60 Km^13(*).

I.9 Les protocoles de communication14(*)

La transmission d'une information d'un émetteur vers un récepteur nécessite un ensemble des éléments tant physique que logique qui sont d'un rôle important pour l'organisation et la sécurité de ces données. Ces données pour être transférées doivent circuler dans des supports de transmission par le moyen de certaines procédures ou certains protocoles qui font partie des éléments logiques.

Un protocole est un ensemble de règles qui définissent comment se produit une communication dans un réseau^15(*)

I.9.1 Le protocole TCP/IP

C'est une suite protocolaire signifiant Transmission Control Protocol/Internet Protocol qui provient de noms des deux protocoles majeures TCP et IP. Il présente la façon dont les ordinateurs communiquent sur internet en se basant sur l'adressage IP.

A ses origines, le protocole TCP/IP a été crée pour un but militaire et sa connaissance est nécessaire pour les personnes désirant administrer ou maintenir un réseau fonctionnant dans un système de TCP/IP.

La suite protocolaire TCP/IP assure des rôles en commun qui peuvent être résumés de la façon ci-dessous :

Au-delà de ces rôles qu'ils assurent en commun, chacun d'eux a ses rôles spécifiques dont en voici pour chacun

Le protocole TCP

La transmission Control Protocol est un protocole fiable de transmission en mode connecté qui assure les rôles particuliers ci-dessous :

Le protocole IP

Internet Protocol est un protocole réseau qui définit le mode d'échange élémentaire entre les ordinateurs participants au réseau en leur donnant une adresse unique sur le réseau.

Le protocole IPV4

C'est un protocole qui traite de l'adressage, du routage des paquets, de la fragmentation puis du réassemblage des paquets.

L'IPV4 est la première version d'IP à avoir été largement déployée et forme encore la base de l'internet. Il utilise une adresse IP sur 32bits reparties en 4champs de 8bits.

Un adressage IP codé sur 4 octets se décompose en un numéro de réseau et un numéro de noeud au sein de ce réseau afin de s'adapter aux différents besoins des utilisateurs.

Il a la forme X.X.X.X où chaque X représente 8bits en notation décimale pointée de 0 à 255.

Il utilise cinq classes différentes : A, B, C, D et E. seules les trois premières sont utilisées en production.

Le protocole IPV6

C'est le successeur du protocole IPV4. Il permet d'utiliser un peu plus de 4 milliards d'adresses différentes pour connecter les ordinateurs et les autres appareils reliés au réseau. Il utilise à son tour une adresse IP longue de 128bits répartis en 16 Octets.

Il abandonne la notation décimale pointée employée pour les adresses IPV4 au profit d'une écriture hexadécimale où les 8 groupes de 16 Octets sont séparés par un signe de deux points :

I.10 Le modèle de référence OSI16(*)

Le modèle OSI (Open Systems Interconnection : « interconnexion de systèmes ouverts ») est une façon standardisée de segmenter en plusieurs blocs le processus de communication entre deux entités. Chaque bloc résultant de cette segmentation est appelé couche. Une couche est un ensemble de services accomplissant un but précis. La beauté de cette segmentation, c'est que chaque couche du modèle OSI communique avec la couche au-dessus et au-dessous d'elle (on parle également de couches adjacentes). La couche au-dessous pourvoit des services que la couche en cours utilise, et la couche en cours pourvoit des services dont la couche au-dessus d'elle aura besoin pour assurer son rôle.

Ainsi le modèle OSI permet de comprendre de façon détaillée comment se passe la communication entre un ordinateur A et un ordinateur B.

En effet, il se passe beaucoup de choses dans les coulisses entre l'instant t, où on, a envoyé une information et l'instant t1, où le destinataire le reçoit.

Voilà pourquoi le modèle OSI a segmenté la communication en 7 couches différentes qui sont :

Expliquons comment fonctionnent ces différentes couches lorsqu'on veut par exemple envoyer un mail à son ami :

Vous avez besoin d'accéder aux services réseaux. La couche applicative fait office d'interface pour vous donner accès à ces services, qui vous permettent notamment de transférer des fichiers, de rédiger un mail, d'établir une session à distance, de

visualiser une page web... Plusieurs protocoles assurent ces services, dont FTP (pour le transfert des fichiers), Telnet (pour l'établissement des sessions à distance), SMTP (pour l'envoi d'un mail), etc.

Elle s'occupe de la sémantique, de la syntaxe, du cryptage/décryptage, bref, de tout aspect « visuel » de l'information. Un des services de cette couche, entre autres : la conversion d'un fichier codé en EBCDIC vers un fichier codé en ASCII. Certains protocoles, tels que le HTTP, rendent la distinction entre la couche applicative et la couche de présentation.

Une fois que vous êtes prêt(e) à envoyer le mail, il faut établir une session entre les applications qui doivent communiquer. La couche session du modèle OSI vous permet principalement d'ouvrir une session, de la gérer et de la clore. La demande d'ouverture d'une session peut échouer. Si la session est terminée, la « reconnexion » s'effectuera dans cette couche.

Une fois la session établie, le mail doit être envoyé. La couche de transport se charge de préparer le mail à l'envoi. Le nom de cette couche peut prêter à confusion : elle n'est pas responsable du transport des données proprement dit, mais elle y contribue.

En fait, ce sont les quatre dernières couches (transport, réseau, liaison de données et physique) qui toutes ensemble réalisent le transport des données. Cependant, chaque couche se spécialise. La couche de transport divise les données en plusieurs segments (ou séquences) et les réunit dans la couche transport de l'hôte récepteur. Cette couche permet de choisir, en fonction des contraintes de communication, la meilleure façon d'envoyer une information.

La couche de transport modifie également l'en-tête des données en y ajoutant plusieurs informations, parmi lesquelles les numéros de ports de la source et de la destination. Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) est le plus utilisé dans la couche de transport.

Maintenant que nous savons quel numéro de port utiliser, il faut aussi préciser l'adresse IP du récepteur. La couche réseau se charge du routage des données du point A au point B et de l'adressage. Ici aussi, l'en-tête subit une modification. Il comprend désormais l'en-tête ajouté par la couche de transport, l'adresse IP source et l'adresse IP du destinataire. Se fait également dans cette couche le choix du mode de transport (mode connecté ou non connecté). Le protocole le plus utilisé à ce niveau est bien sûr le protocole IP.

Ici on doit s'assurer si certaines opérations sont déjà effectuées entre autre :

Il reste maintenant à établir une liaison « physique » entre les deux hôtes. Là où la couche réseau effectue une liaison logique, la couche de liaison effectue une liaison de données physique.

Elle fragmente les données en plusieurs trames, qui sont envoyées une par une dans un réseau local

Notre mail est en cours de transport, mettons-le sur le média. La couche physique reçoit les trames de la couche de liaison des données et les « convertit » en une succession de bits qui sont ensuite mis sur le média pour l'envoi. Cette couche se charge donc de la transmission des signaux électriques ou optiques entre les hôtes en communication.

En guise de cette partielle conclusion, nous avons présenté dans le présent chapitre quelques notions de base sur les réseaux informatiques où nous avons parlé des différents équipements qui doivent être utilisés suivant certaines topologies et avons expliqué par un bref exemple comment une information envoyée sur un réseau passe les différentes couches du modèle OSI avant d'arriver à destination.

CHAPITRE II : PRESENTATION DU CLUSTER D'EQUILIBRAGE DE CHARGE RESEAU

II.1 Idée générale sur le cluster

II.1.1 Définition

Un cluster est un ensemble des serveurs indépendants qui fonctionnent ensemble pour augmenter la disponibilité de services et d'applications sur un réseau informatique^17(*)

Les services notamment sur internet nécessitent une montée équivalente au nombre grandissant d'utilisateurs leur faisant appel. Pour assurer cette montée et garantir une disponibilité de ces services, plusieurs méthodes étaient envisageables entre autre la mise jour de l'architecture matérielle afin d'augmenter la puissance de traitement de la machine, l'augmentation du nombre d'ordinateurs exécutant le service en utilisant un processus permettant l'équilibrage de la charge de travail. Aujourd'hui plusieurs technologies sont venues pour faciliter cela, rendant ainsi ces services disponibles parmi lesquelles nous pouvons citer la répartition de charge réseau (Network Load Balancing), le basculement automatiques des requêtes entre les noeuds d'une même grappe, qui sont des éléments importants lors de la mise en place des services amenés à croître.

La recherche dans ce domaine est trop poussée avec un marché représentant le 3 ou 4% de la vente des serveurs ces dernières années permettant ainsi de satisfaire les énormes besoins de performances, d'évolutivité et de disponibilité.

Dans cette partie nous allons présenter de façon générale les notions sur la solution du clustering Network Load Balancing.

II.1.2 Historique18(*)

Les clusters sont apparus au moment de l'explosion du prix des supercalculateurs alors que les microprocesseurs devenaient de ^plus en plus rapides et de moins en moins chers. A partir de la fin des années 80, les ingénieurs ont commencés à développer ce qu'ils appelaient alors un « multi-ordinateur »

En 1987, l'université du Mississipi a commencé à travailler sur les clusters basés sur le Sun 4/110.

C'est toute fois le projet Beowulf2 (l'utilisation d'un système d'exploitation Linux sur des PC communs) qui a véritablement lancé l'intérêt pour les clusters, ces grappes d'ordinateurs qui fournissent en commun un travail de calcul en parallèle sur un seul problème complexe. Le cout et la modularité d'un cluster rendant les opérations de calcul moins onéreuses qu'un superordinateur.

II.2 Le Cluster Network Load Balancing

Un cluster network Load Balancing dit cluster d'équilibrage de charge réseau est un ensemble des machines physiques travaillant en collaboration ou, à minima, échangeant des informations sur leurs propres fonctionnement^19(*).

C'est donc un ensemble des noeuds (serveurs physiques) participant dans le même cluster. L'ensemble de ces serveurs physiques indépendants fonctionnant comme un seul système est ce qu'on appelle une grappe des serveurs.

Le client communique avec cette grappe comme s'il s'agissait d'une machine unique.

Dans sa forme la plus simple, un cluster est un ensemble de deux ordinateurs ou plus, appelés noeuds ou « node » en anglais, qui travaillent ensemble pour fournir un service.

Et donc la disponibilité d'un serveur est sa capacité à fournir un service en tout temps, sous toutes conditions, de l'ordre de 99,99%.

Nous comprendrons aisément qu'il est impossible d'obtenir une disponibilité de 100%, personne n'étant à l'abri d'une machine incroyable. Or l'informatique occupant une place très importante au sein d'une structure d'entreprise ou d'autre entité organisationnelle, les ordinateurs sont des maillons importants, voire obligatoire dans leur système de production mais aussi un maillon très fragile car une panne matérielle, logicielle ou réseau peut survenir à tout instant et souvent, de manière invisible.

II.2.1 Avantages et inconvénients

En gérant mieux la charge des requêtes arrivant sur les ressources à disposition, il est possible d'augmenter la satisfaction des clients du système. Le Load Balancing est donc un moyen économique d'augmenter les performances d'un système informatique. En conséquence, le Load Balancing augmente la satisfaction des requêtes et la consommation des ressources informatiques (il n'est plus nécessaire d'investir dans les ressources supplémentaires qui ne seront utilisées que 10% de temps).

L'avantage du Load Balancing par rapport à une augmentation pure et dure des ressources informatiques apparait donc évident.

Ce pendant, le Load Balancing est assez récent et se développe très vite. Pour un novice en informatique, il est difficile d'y prendre part et de comprendre toutes les implications rapidement car les moyens de Load Balancing restent particulièrement centrés sur des grosses entreprises disposant des services informatiques pour gérer leur propre réseau.

Celles-ci sont garanties disponibles à 99,9% du temps. Dans le cas où l'un des noeuds du cluster ne pourrait plus fournir des réponses aux requêtes des clients, alors les autres noeuds du cluster prennent le relai. Ainsi, la communication avec les clients et l'application hébergée ou autres ressources sur le cluster ne subit pas d'interruption ou une très courte interruption.

Lorsque la charge totale excède les capacités des systèmes du cluster, d'autres systèmes peuvent lui être ajoutés. En architecture multiprocesseur, pour étendre les capacités du système il faut dès le départ opter pour des serveurs haut de gamme couteux autorisant l'ajout d'autres processeurs, des lecteurs et la mémoire supplémentaire.

Il est possible d'ajouter un à plusieurs noeuds ou d'ajouter des ressources physiques (disques, processeurs, mémoires vives) à un noeud du cluster. En effet, il est possible que de part les trop nombreuses requêtes sur les serveurs que celui-ci soit en saturation au niveau de la charge processeur, mémoire ou autre, dans quel cas il est nécessaire d'ajouter des éléments, voire un autre noeud.

v Faciliter la gestion du processeur, mémoire vive, disque dur, bande passante réseau.

Le cluster NLB, entant que tout système nous présente des inconvénients qui sont les suivants :

v Ne prend pas en compte l'utilisation des ressources pour effectuer l'équilibrage de charge ;

v En cas de panne d'un serveur lors du traitement d'une requête, il n'y a pas de transfert des requêtes vers d'autres serveurs.

II.2.2 Architecture

II.2.2.A Sans répartiteur

La méthode la plus simple d'opérer une répartition de charge consiste à dédier des serveurs à des groupes des clients prédéfinis. Si cette méthode est simple à mettre en oeuvre pour un intranet, elle est très complexe, voire impossible pour des serveurs internet.

Dans ce cas, un paramétrage spécifique du DNS (Domain Name Server) au niveau réseau et/ou l'optimisation applicative (Niveau 7) sont un premier pas vers une démarche de répartition de charge sans répartiteur.

Dans la majorité des cas, la méthode du DNS en rotation (round robin) est un bon début en matière de répartition de charge. Pour un même nom de serveur particulier, le serveur DNS dispose de plusieurs adresses IP de serveurs, qu'il présente à tour de rôle aux clients, dans un ordre cyclique.

Pour l'utilisateur, cette méthode est totalement transparente car il ne verra que l'adresse du site. On utilise généralement la répartition par DNS pour les moteurs de recherche, des serveurs POP (messagerie) ou des sites proposant des contenus statique.

Sans répartiteur, il est donc possible d'engager une démarche de répartition de charge. Néanmoins, les méthodes décrites ci-dessus ne fournissent aucun contrôle de la disponibilité et exigent donc des moyens additionnels pour tester en permanence l'Etat des serveurs et basculer le trafic d'un serveur surchargé vers un autre, le cas échéant.

Ces méthodes ne constituent donc pas une solution de répartition de charge principale mais conservent leur intérêt et restent complémentaires à la mise en place d'un répartiteur.

II.2.2.B Avec répartiteur de charge (Load Balancing)

Le répartiteur de charge ou Load Balancer est la couche supplémentaire qui permet d'optimiser et de réguler le trafic, tout en soulageant les serveurs, en répartissant la charge selon les algorithmes prédéfinis (niveau 3, 4 et 7) et/ou selon des fonctions intelligentes capables de tenir compte du contenu de chaque requête (Niveau 7)^20(*).

Le répartiteur peut être un routeur, un Switch, un système d'exploitation ou un logiciel applicatif.

Il repartit les demandes en les distribuant automatiquement aux serveurs disponibles. Le destinataire des demandes peut également être imposé. Le répartiteur simule la présence d'un serveur : les clients communiquent avec le répartiteur comme s'il s'agissait d'un serveur^21(*). Celui-ci repartit les demandes provenant des clients, les transmets aux différents serveurs. Lorsqu'un serveur répond à une demande, celle-ci est transmise au répartiteur ; puis le répartiteur transmet la réponse au client en modifiant l'adresse IP de l'expéditeur pour faire comme si cette réponse provenait du serveur.

La répartition de charge de niveau 3 / 4

Celle-ci consiste à travailler sur les paquets réseaux en agissant sur leur routage (TCP/IP). Le répartiteur de niveau 3 / 4 intervient donc à l'ouverture de la connexion TCP puis aiguille les paquets en fonction des algorithmes retenus, selon 3 méthodes :

Avec cette méthode, le répartiteur distribue les cartes. Elles se chargent de repartir les requêtes sur une même adresse entre les serveurs locaux. Les serveurs répondent ensuite directement aux clients

On parle alors de DSR (Direct Server return) ; retour direct du serveur en français.

Simple à mettre en oeuvre car ne nécessitant aucune modification au niveau IP, cette méthode requiert des solides compétences du modèle TCP/IP pour obtenir une configuration correcte et optimale. Elle implique en outre la proximité des serveurs, qui doivent se trouver sur le même segment réseau que le répartiteur.

Le tunneling est une évolution du routage direct qui permet de s'amender de la problématique de proximité des serveurs grâce à la mise en place des tunnels entre des serveurs distants et le répartiteur.

Dans ce cas, le répartiteur centralise tous les flux : les requêtes (comme dans le cas du routage direct) sont reparties entre les serveurs mais aussi les réponses. Il masque ainsi l'ensemble de la ferme de serveurs, qui ne nécessitent aucun paramétrage particulier.

En revanche, cette méthode implique une configuration applicative très stricte afin notamment que les serveurs évitent de retourner leurs adresses internes dans les réponses.

En outre, cette méthode augmente considérablement la charge du répartiteur qui doit convertir les adresses dans les deux sens, maintenir lui-même une table des sessions et supporter la charge du trafic retour^22(*).

La répartition de charge de niveau 7 (Applicatif)

En s'attaquant à la couche applicative, le répartiteur de charge ne se contente pas plus d'aiguiller aveuglement les requêtes. Il analyse le contenu de chaque requête HTTP, RDP ou autre pour décider du routage.

Le reverse proxy

Dans son rôle de transmission du trafic, le répartiteur de niveau 7 agit comme un reverse proxy et prétend être serveur. Il a alors pour rôle d'accepter les connexions à destination du client et d'établir des connexions avec les serveurs pour faire transiter les données (requêtes et réponses).

Cette méthode implique que les serveurs ne puissent pas être joints directement par les utilisateurs et nécessite aucune configuration particulière côté serveur.

Dans ce cas, le répartiteur de niveau 7 nécessite plus de puissance que les solutions matérielles agissant au niveau du réseau.

Ils fournissent cependant un premier niveau de sécurité en ne transmettant au serveur que ce qu'ils comprennent.

Parfois, la répartition de charge de niveau 7 peut se heurter à des contraintes d'intégration des serveurs (surveillance des logs ou pare-feu de niveau 3 / 4) ou de protocole FTP.

Dans ce cas, le répartiteur peut simuler l'adresse IP du client en source des connexions qu'il établit vers les serveurs. On parle alors du reverse proxy transparent.

Nécessitant un mode coupure, le reverse proxy transparent implique que les serveurs soient non seulement configurés pour joindre les clients à travers le Load Balancer, mais aussi se trouver sur un segment réseau différent des clients.

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.

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.

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.

II.4 Les modes d'opérations, de filtrage et d'affinité du cluster24(*)

II.4.1 Modes d'opérations

Trois modes d'opération du cluster sont disponibles : monodiffusion, multidiffusion et multidiffusion IGMP

Monodiffusion (Unicast)

Ce mode attribue une adresse MAC unique à l'ensemble des noeuds du cluster. Ce pendant cela pose problème au niveau de Switch puis que par définition un Switch attribue une adresse MAC par port. Il ne peut pas enregistrer deux fois la même adresse MAC.

Ce problème de diffusion obligera le Switch à flooder l'ensemble des ports pour savoir réellement à qui appartient cette adresse. Cela fonctionnera mais va générer une quantité de trafic importante. Une solution annexe mais ne faisant pas partie des bonnes pratiques, consiste à placer un hub entre le Switch et les noeuds du cluster, comme ça l'adresse MAC sera enregistrée uniquement sur un port du Switch et le trafic redistribué à l'ensemble des noeuds grâce au hub.

Multidiffusion (Multicast)

Ce mode règle les problèmes liés à l'unicité de l'adresse MAC lorsqu'un de type multidiffusion est utilisé, tout en empêchant les équipements réseaux de mémoriser l'adresse MAC du cluster.

Par contre, ce mode ne résout pas le problème de flooding sur le port du Switch.

Certains commutateurs peuvent être configurés partiellement en hub, ce qui permet d'indiquer à l'équipement de transférer systématiquement les paquets pour l'adresse MAC du cluster au port où sont connectés les noeuds.

Multidiffusion IGMP

Ce mode reprend le comportement du mode précédent sauf que l'on ajoute l'utilisation de l'IGMP (Internet Group Management Protocol) de ce fait, les noeuds du cluster s'enregistrent avec une adresse IP de classe D. avec ce mode le problème de flooding n'existe plus.

Pour rappel, la classe D contient les adresses IP de 224.0.0.0 à 239.0.0.0 et est réservée uniquement aux communications multicast^25(*).

II.4.2 Modes de filtrage

Le choix du mode de filtrage permet de définir le mode de fonctionnement du cluster au niveau des flux réseaux.

Hôtes multiples

Ce mode est plus intéressant et permet une véritable répartition de charge entre les noeuds du cluster. En effet, il est de type actif/actif donc plusieurs noeuds travaillent simultanément pour se répartir la charge.

Hôte Unique

Ce mode est de type actif/passif et va à l'encontre de la répartition des charges. Le noeud avec le plus petit ID sera actif et sera le seul à recevoir le flux réseau.

Aucun

Ce mode de filtrage permet de bloquer le trafic sur certains ports définis. Intéressant pour protéger les noeuds du cluster

II.5 Le modes d'affinités

Lorsqu'on choisit le mode de filtrage `hôte multiple' afin de faire de la véritable répartition de charge, on aura le choix entre trois modes d'affinités : Aucun, Unique et Réseau.

II.5.1 Aucune

Ce mode assure la meilleure répartition de charge puisqu'à chaque connexion TCP d'un même client, cette dernière sera redirigée vers le noeud ayant les moins des clients à l'instant t.

Tout de même, si ce mécanisme d'affinité est utilisé sur un site comprenant une gestion des sessions voir même des paniers cela pourrait poser problèmes. Il vaut mieux garder le client sur l'intégralité de sa connexion.

II.5.2 Unique

Ce mode maintien le client sur un même noeud par rapport à son adresse IP, tant que la topologie du cluster n'est pas modifiée. C'est-à-dire tant qu'il y a pas d'ajout ou de suppression de noeud.

Si les clients arrivent tous avec une adresse IP derrière le NAT ou un proxy, la répartition ne sera pas équitable. Il est important que chaque client arrive avec sa propre adresse IP pour assurer une meilleure répartition.

II.5.3 Réseau

Plutôt que de répartir les clients par rapport à leurs adresses IP, la répartition est effectuée par rapport au réseau. Par exemple, tous les clients du réseau 192.168.1.0/24 iront sur un noeud et tous ceux du réseau 192.168.2.0/24 sur un autre noeud.

Cette méthode peut s'avérer utile et pertinente lorsqu'il s'agit de l'utilisation des plusieurs sous-réseaux, sinon un seul noeud recevra toute la charge. Ce qui n'est pas le but du clustering.

II.6 Les caractéristiques du Network Load Balancing26(*)

Le network Load Balancing doit répondre à des certaines caractéristiques qui sont :

II.7 Les règles de ports de l'équilibrage de la charge réseau

L'équilibrage de la charge réseau va être défini grâce à la création de la règle de port qui va permettre de spécifier les propriétés de répartition selon les critères suivants : numéro de port et protocoles (TCP et UDP) concernés par la règle, le mode d'équilibrage de charge (hôte multiple, hôte unique, désactiver les ports) et l'ensemble des paramètres propre au mode sélectionné^27(*).

II.8 Autres logiciels de Load Balancing

v Nginx : réalise le Load Balancing en proxy inverse et s'est démarqué par ses grandes performances (meilleures que celle d'Apache) à partir de peu des ressources. Nginx est très flexible puisqu'il prend en charge des nombreux protocoles comme HTTP, HTTPS, IMAP, SMTP,... ce qui n'est pas le cas des toutes les solutions proposées. Pour autant, Nginx n'est pas le plus facile des softwares de Load Balancing à prendre en main. La difficulté de création des modules sous Nginx Load Balancing a été des nombreuses fois soulignée.

v HA Proxy : C'est la solution d'équilibrage de charge la plus discrète et la plus légère, ce logiciel convient bien pour les petites applications qui utilisent de préférence l'algorithme de répartition en fonction du nombre de connexion.

v Varnish : est pratique et se distingue parce qu'il est formé d'un plugin. Conçu spécifiquement pour fonctionner en tant que proxy inverse (au contraire de Nginx), Varnish est particulièrement adapté pour les sites à données massives où les utilisateurs ont tendance à revenir. En effet, il évite que les utilisateurs qui aient déjà visités la page n'aient à la retélécharger et donc à utiliser les ressources des serveurs du site. Néanmoins, Varnish ne gère que le protocole http, ce qui peut fortement bloquer l'utilisation pour certaines applications.

Microsoft a implémenté à part la technologie du clustering à équilibrage de charge, deux autres technologies de clustering.

v Le cluster Scientifique qui est la technologie qui intervient au niveau du stockage des informations.

v Le cluster MSCS, dit failover cluster en anglais. Cette technologie est en français, Cluster de basculement. Il résous le plus grand problème qui s'observe au niveau du cluster d'équilibrage de charge réseau. Là, lorsqu'il y a un serveur qui tombe en panne pendant qu'il traitait des requêtes, ces dernières se perdent toutes. Mais avec cette technologie du failover clustering, lorsque ce serveur tombe en panne, toutes les requêtes qui étaient en train d'être traitées seront automatiquement basculées sur un autre serveur qui fonctionne et cela c'est grâce à un disque dit de quorum qui est placé entre les serveurs de la grappe et qui garde les informations à échanger entre les serveurs.

Une autre architecture qui est le CLB, est souvent couplée à l'architecture de cluster NLB, dans le cas de serveur WEB basé sur le commerce e-électronique.

Nous avons passé en revue dans ce chapitre les notions générales sur le cluster d'équilibrage de charge réseau qui permet d'assurer une haute disponibilité de façon efficace avec une possibilité d'assurer en permanence une bonne gestion et répartition de la charge réseau ainsi que la haute disponibilité des applications.

CHAPITRE III. PRESENTATION DE L'ENTREPRISE

III.0 Introduction

Tout travail de fin de cycle parlant sur les réseaux informatiques comme celui-ci doit porter soit sur une étude ou une mise en place. Ce dernier s'appliquant dans un milieu professionnel donné, il nous sera alors question de présenter ici l'institution au sein de laquelle nous avons effectué nos recherches qui est l'office congolais de contrôle, O.C.C en sigle.

III.1 Cadre juridique et nature de l'O.C.C

L'office congolais de contrôle est un organisme public à caractère technique et scientifique depuis le décret n° 09/42 du 03 décembre 2009 fixant les statuts d'un établissement public à caractère scientifique et technique dénommé Office Congolais de Contrôle « O.C.C. » en sigle. Doté de la personnalité juridique et placé sous la tutelle du Ministère du commerce, il a été créé par l'ordonnance-loi n° 74/ 013/ du 13 janvier 1974.

a) L'Ordonnance-Loi n° 74/013 du 10 janvier 1974 portant création de l'OZAC ;

b) La Loi n°73/009 du 05 janvier 1973 particulière sur le commerce telle que modifiée et complétée par la Loi n°74/014 du 10 janvier 1974 ;

d) Le décret- loi n°09/42 du 03 décembre 2009 fixant les statuts d'un établissement public à caractère scientifique et technique O.C.C.

Entant qu'organisme tierce partie, impartial et dont la structure, le personnel, la compétence et l'intégrité permettent d'accomplir son rôle d'arbitre selon des critères définis, l'Office Congolais de Contrôle est un organisme d'évaluation de la conformité : il est membre correspondant de l'Organisation Internationale de la Normalisation ``ISO'' membre du programme des pays affiliés à la Commission Electrotechnique Internationale ``CEI'' et membre de l'Organisation Régionale Africaine de la Normalisation « ORAN »^28(*).

III.2 Brève historique

L'historique de l'OCC date de l'époque coloniale. En effet, il existait une société à statut privé, de droit suisse, dénommée `' Société Générale de Surveillance'' SGS qui, créée en 1919 et dont les attributions étaient quasi-semblables à celles de l'actuel OCC, avait son siège social à Genève.

C'est en 1949 que la SGS implante une filiale au Congo sous la dénomination de Société Congolaise de Surveillance (SCS) dont les principales activités furent:

v Assurer le contrôle de la qualité et de la quantité des produits du sol ;

Cependant, quelques temps après l'indépendance du pays, la décision du Bureau Politique du Mouvement Populaire de la Révolution (M.P.R.) du 27 octobre 1971 portant changement du nom du Congo à celui du Zaïre, la S.C.S. devint la Société Zaïroise de Surveillance (S.Z.S.) et poursuivit toujours ses activités en tant que filiale de la S.G.S. Mais qui sera dissoute à la suite des mesures économiques du 30 novembre 1973 et qui donnera naissance à l'office Zaïrois de contrôle en 1974.

Néanmoins, avec la politique de la Zaïrianisation, le président en exercice à l'époque, le feu Maréchal Joseph MOBUTU Seseseko, promulgue l'Ordonnance-Loi n°74/013 du 10 janvier 1974 portant création de l'Office Zaïrois de Contrôle « OZAC » qui se veut alors une entreprise de droit public à caractère technique et commercial doté de la personnalité juridique et non plus cette société privée d'avant 1974.

Avec le renversement du régime de l'ex-Zaïre de MOBUTU par l'arrivée au pouvoir de Laurent Désiré KABILA le 17 mai 1997 et le pays étant devenu la République Démocratique du Congo (R.D.C.), l'Office Zaïrois de Contrôle changea également d'appellation et devint l'Office Congolais de Contrôle, « O.C.C. ».

III.3 Localisation

Notons que, à Kinshasa, le siège social de l'OCC (la Direction Centrale) est situé au n° 98 sur l'avenue du Port, dans la commune de Gombe.

III.4 Missions et Objectifs

III.4.1 Missions

En sa qualité d'organisme public à caractère technique et scientifique, l'O.C.C a pour missions légales :

v Préserver les intérêts économiques en assurant les contrôles de la qualité, de la quantité et de la conformité de toutes les marchandises ;

v Garantir la sécurité des installations, machines, appareilles, travaux et étalonnages ;

v Prévenir les sinistres et procéder au constat des dommages ou des avaries ;

v Exercer toutes opérations quelconques se rapportant directement à son activité légale, sauf les opérations de l'achat en vue de la revente.

Partant de ces missions, l'O.C.C. a comme devise : « la confiance n'exclut pas le contrôle, le contrôle renforce la confiance ».

III.4.2 Objectifs de l'O.C.C.

Les principaux objectifs de l'OCC peuvent se résumer en trois volets comme ci-après :

a) En faveur de l'Etat :

v Aider l'Etat à juguler la fraude fiscale et à maîtriser la balance de paiements extérieurs par le contrôle des prix ;

v Aider l'Etat à disposer des statistiques fiables dans le commerce extérieur et à maîtriser la valeur en douane de la marchandise ;

b) En faveur de l'opérateur économique :

v Rassurer les importateurs, les exportateurs et les assureurs ainsi que les fournisseurs de la qualité, de la quantité, de la conformité et du prix réel des marchandises et produits ;

v Aider les opérateurs économiques et industriels à s'assurer du respect des normes.

c) En faveur du consommateur et de l'usager

v Sécuriser et rassurer le consommateur et l'usager de la qualité du produit identifié et retenu comme propre à la consommation ou des ouvrages en chantier prêts à être utilisés ;

III.5 Relation entre L'OCC et le gouvernement et d'autres Institutions

Dans le cadre de son mandat légal, l'office congolais de contrôle collabore avec des nombreux ministères et d'autres institutions ou organismes auxquels il fournit des renseignements utiles ou signale certaines constatations.

Parmi eux nous pouvons citer : le ministère de l'économie nationale, ministère de commerce, ministère de l'environnement, la banque centrale du Congo, et beaucoup d'autres.

III.6 Les activités normatives

L'OCC s'est également vu confié par l'Etat la mission d'assurer l'évaluation de la conformité de la production locale aux normes, en vue de leur conférer une plus grande compétitivité sur le marché interne et externe, et aussi pour assurer une plus grande sécurisation du consommateur.

L'OCC a ainsi été amené à s'investir dans le domaine de la normalisation et de ses activités connexes pour préparer le pays à répondre aux défis de la régionalisation et de la mondialisation.

Et conscient de la suppression progressive des barrières tarifaires et de l'augmentation sans cesse croissante du flux des marchandises et des services entre les différents pays du monde, il a accordé à l'activité normative une importance primordiale, et ce, dans la mesure où elle permet une bonne intégration dans le système économique mondial et fait profiter au pays de l'ouverture es marchés régionaux et internationaux.

Ce faisant, il vise une recherche plus accrue de la qualité grâce au respect des normes.

Il sied de signaler que l'OCC a été admis comme membre correspondant d'organisation internationale de normalisation « ISO » et siège depuis bientôt quatre ans au conseil d'administration de l'organisation régionale africaine de normalisation « ORAN »

III.7 Structure Organique Et Fonctionnelle

III.7.1 Organigramme de l'Office Congolais de Contrôle

III.7.2 Fonctionnement de l'Office Congolais de Contrôle

L'office congolais de contrôle est placé sous la tutelle du ministère de l'économie nationale et du commerce, petites et moyennes entreprises pour les matières à caractère organisationnel et fonctionnel telles que :

v Organisation des services, le cadre organique, le statut du personnel, le barème des rémunérations ;

v L'Etablissement des départements centraux, directions provinciales, agences et postes à l'intérieur du pays ;

L'organisation et le fonctionnement des structures organiques de l'OCC sont régis par les articles 7 à 26 de la loi n°78 002 du 06 janvier 1978 portant dispositions générales applicables aux entreprises publiques.

Le conseil d'administration est l'organe de conception, d'orientation, de contrôle et décision de l'office.

Il définit la politique générale, en détermine le programme, arrête le budget et approuve les états financiers de fin d'exercice.

A ces fins, le conseil d'administration délibère sur toutes les matières relatives à l'objet de l'office et dispose notamment des compétences de :

v Arrêter le plan de développement, les programmes généraux d'activité et d'investissements, les budgets ainsi que les comptes de l'office ;

v Décider de la prise, de l'extension ou de la cession de participations financières ;

v Fixer les orientations de la politique tarifaires de l'office, les conditions générales de passation des contrats, conventions et contrats et règles générales d'emploi de disponibilités et des réserves ; décider des acquisitions, aliénations, échanges et le soumettre pour approbation à l'autorité de tutelle ;

v Fixer, proposition de la direction générale, le cadre organique et le statut du personnel et le soumettre pour approbation à l'autorité de tutelle ;

v Le conseil d'administration est composé de cinq membres, en ce compris le directeur général ;

v Les membres du conseil d'administration sont nommés, relevés de leurs fonctions et, les cas échéants, révoqués par ordonnance du président de la république, sur proposions du gouvernement délibéré en conseil des ministres.

v Le mandat des membres du conseil d'administration est de cinq ans renouvelable une fois.

v Le président de la république nomme, parmi les membres du conseil d'administration, un président autre qu'un membre de la direction générale ;

v La direction générale exécute les décisions du conseil d'administration et assure la gestion courante de l'office ;

v Elle exécute le budget, élabore les états financiers de l'office et dirige l'ensemble de ses services ;

v Elle représente l'office vis-à-vis des tiers. A cet effet, elle a tous les pouvoirs nécessaires pour assurer la bonne marche de l'office et pour agir en toute circonstance en son nom ;

v L'office est géré par un directeur général, assisté d'un directeur général adjoint, tous nommés et relevés de leurs fonctions et, cas échéant, révoqués par ordonnance du président de république, sur proposition du gouvernement délibérée en conseil des ministres.

C1. Les départements Centraux d'exploitation

v Département Contrôle des Importations (D.C.I.)

Le D.C.I. a pour mission d'organiser, de réaliser des contrôles des importations conformément aux textes légaux et réglementaires et d'optimiser les activités des Contrôles des importations soit seul, soit en collaboration avec ses mandataires étrangers dont BUVAC international.

· Sauvegarder les intérêts des opérateurs économiques grâce aux redressements qualitatif et quantitatif des produits et marchandises importées,

· Sauvegarder la santé du Consommateur par la surveillance de la qualité des produits alimentaires et pharmaceutiques.

Il existe deux contrôles principaux sur toutes les importations vers la République Démocratique du Congo :

Contrôle avant embarquement

Du lieu ou du pays d'origine, l'Office a donné mandat à BUVAC international de contrôler la qualité, la quantité et le prix avant embarquement du produit. Ainsi, le BUVAC joue le rôle de mandataire. A l'issu des contrôles, le BUVAC émet l'attestation de vérification « AV ».

A l'arrivée en République démocratique du Congo, l'Office Congolais de Contrôle effectue une deuxième vérification pour s'assurer que la marchandise est toujours dans la même condition qu'à l'embarquement. Ce contrôle est particulièrement important pour les produits pharmaceutiques et les denrées périssables.

Contrôle à l'arrivée

Pour certains produits, notamment les produits pétroliers et ceux en provenance des pays où le BUVAC n'a pas des bureaux de collaboration comme en Chine. L'Office Congolais de Contrôle effectue tous les contrôles requis, à l'issue desquels, il émet une attestation de vérification.

Ces contrôles qui s'exercent à l'embarquement au départ de l'étranger par les mandataires ou à l'arrivée, aux différents postes frontaliers présentent un intérêt majeur pour la protection du consommateur face à la tendance criminelle de certains pays développés à vouloir déverser verts le tiers monde les excédents des marchandises et produits à la qualité douteuse ou avariée. Les mêmes contrôles garantissent la conformité des prix.

v Département Contrôle des Exportations (D.C.E.)

Les missions poursuivies par le D.C.E. sont entre autres : Concevoir et optimiser les nouvelles techniques de contrôle des exportations sur l'ensemble du territoire de la République Démocratique du Congo de manière à les généraliser. Ce contrôle s'exerce sur les produits miniers, pétroliers, agricoles et des plantes médicinales et de plus en plus sur les produits manufacturés ou fabriqués en R.D.C.

· De sauvegarder l'image de marque du pays par l'exportation des produits de qualité garantie et compétitifs ;

· De favoriser le juste rapatriement des recettes en certifiant les prix sur base des mercuriales aux prix fiables.

v Département Commissariat d'Avaries (D.C.A.).

Le D.C.A. a la mission de constater les avaries, subies par les marchandises sur le territoire national et d'établir les Certificats d'Avaries devant permettre à l'assuré de se faire indemniser par son assureur.

Autrement dit, le D.C.A. apporte aux assureurs les éléments d'appréciation relatifs aux dommages frappant un lot de marchandises réceptionnées par l'assuré.

v Département des Laboratoires (D.L.)

Le Département des laboratoires a pour but de déterminer par les analyses physico-chimiques et microbiologiques, la qualité et la conformité des produits importés, des productions locales destinées à la consommation intérieure ou à l'exportation.

Ce Département exerce son activité à partir des échantillons, l'analyse de ceux-ci, l'établissement et la transmission aux importateurs, aux exportateurs et autres productions locales des résultats d'analyse.

v Département Contrôle des Produits Locaux (D.C.P.L.)

Les missions assignées au D.C.P.L sont celles d'organiser, de réaliser et d'améliorer les techniques des Contrôles de la production locale et de tous les produits circulant sur le territoire National Conformément aux textes légaux et réglementaires afin d'assurer la sécurité des consommateurs et de crédibiliser les produits locaux.

Les contrôles des produits locaux s'effectuent aux lieux de production, c'est-à-dire en cours de fabrication et/ou avant la sortie des usines des marchandises et produits ou pour les produits issus des transactions locales, aux points de remplir des charges (ports, aéroports, gares, aérogares, ...).

v Département des Contrôles techniques (D.C.T)

· d'assurer que les dispositions légales ou réglementaires relatives à la sécurité et à la salubrité sur les lieux de travail soient observées ;

· de protéger les usagés contre l'emploi incorrect et déloyal des instruments utilisé dans le commerce ;

· d'attester que les conditions techniques de conservation des denrées périssables dans les unités frigorifiques soient remplies,

· d'assurer la surveillance de la flotte de transport (aéronefs, unités fluviales et lacustres, véhicules automobiles) ;

· d'assurer le contrôle de qualité des produits et équipements produits localement ou importé ;

· de garantir la bonne réalisation des ouvrages et fournir les éléments d'appréciation des sinistres au Commissariat d'Avarie et aux assureurs ;

· d'expertiser les installations et les appareils, machines, ..., soit à la demande de tiers (clients), soit pour le compte de l'Etat ;

Dans le domaine des contrôles techniques, l'Office oeuvre en partenariat avec certains ministères notamment :

· le Ministère de Travail et Prévoyance Sociale (Sécurité et Salubrité sur les lieux du travail),

· le Ministère de l'Economie et Industrie (métrologie légale-production industrielle locale),

· le Ministère des Transports et Communications (les unités fluviales et lacustre, contrôles automobiles).

. DEPARTEMENT CENTRAUX D'APPOINT

Dans la réalisation de son objet social, l'Office Congolais de Contrôle recourt généralement au soutien logistique des départements suivants : Administration, Informatique, Services Généraux, Etudes et Organisations, Audit et Inspection, Secrétariat de la Délégation Générale et la Finance.

v Département Administratif (D.A.)

La mission du D.A. est d'assurer la gestion du personnel de l'Office en vue de garantir la paix sociale par une bonne application des dispositions légales et conventionnelles en matière du travail et par une politique saine (rationnelle) et objective en matière de la gestion du personnel.

v Département Informatique (D.I.).

Ce Département a la mission de concevoir, planifier, contrôler, organiser et gérer l'ensemble des activités informatique de l'Office.

A moyen terme, l'entreprise se propose de généraliser son programme d'informatisation de manière à intégrer tous les départements.

v Département Services Généraux (D.S.G.)

La mission principale de ce Département est de mettre à la disposition de l'Office :

v Département Etudes et Organisations (D.E.O.)

· mener des études et des actions permettant d'acquérir et de développer les ressources humaines compétentes à l'Office,

· mener des recherches en vue de mettre sur pied ou d'améliorer l'organisation et les procédures de gestion et de contrôle de l'Office,

· centraliser et optimiser l'exploitation des données des statistiques de l'Office.

Ce Département met à la disposition de toutes les activités un recueil des instructions actualisées et adaptées à l'évolution des données du terrain.

Avec ses données statistiques, le Département Etudes et Organisation reste une véritable banque de données au service de l `Office, du Gouvernement et des autres institutions et organismes nationaux et internationaux.

v Département Audit et Inspection (D.A.I.)

Il a pour mission de s'assurer du respect des instructions en vigueur au sein de l'Office dans le domaine administratif et financier et proposer des solutions en vue de remédier aux anomalies constatées.

Il veille, en outre, à la régularité de procéder au contrôle et à la conformité des normes établies. En outre, ce Département se présente comme le conseiller de l'Office dans la recherche d'une gestion saine, rigoureuse et transparente.

v Département Secrétariat de la Délégation Générale (D.S.D.G.)

Le D.S.D.G. apparaît comme un instrument de coordination qui dessert toute l'entreprise et aide le Comité de Gestion à jouer pleinement son rôle d'impulsion. C'est dans ce département qui est rattaché le service de communication et presse (dénommé compresse).

· assurer le secrétariat du Comité de Gestion et du Conseil d'Administration de la Délégation Générale dans son ensemble,

· assurer la couverture juridique de tous les dossiers et la gestion des différents contrats et convention conclu avec les clients,

· suivre la législation intéressant l'Office et la légalité des décisions et solutions préconisées par le Comité de Gestion,

· veiller à la diffusion de l'information et à sauvegarder l'image de marque de l'Office,

· assurer la promotion des activités de l'Office par des stratégies de marketing,

· réaliser toutes les taches techniques relatives aux soins médicaux curatifs et préventifs aux agents et aux membres de leur famille ainsi qu'aux abonnés,

· élaborer les synthèses des différents rapports pour permettre au Comité de Gestion d'orienter ses prises de décision de manière conséquente.

v Département Financier (D.F.)

· d'assurer régulièrement à l'Office les fonds nécessaires à son équipement et à son fonctionnement,

· de mettre à la disposition de la Délégation Générale un tableau de bord pouvant lui permettre de suivre le mouvement des comptes bancaires ainsi que la situation journalière des caisses de l'entreprise,

· de procéder au recouvrement des créances de l'Office, de s'acquitter régulièrement des obligations de l'entreprise vis-à-vis de l'Etat, des Fournisseurs...

Dans chaque province de la République Démocratique du Congo, il existe une Direction Provinciale (DIPRO).

Les activités de la DIRKIN sont coordonnées et supervisées par le Chef de Direction Provinciale (C.D.P.) qui est le représentant légal de l'Administrateur Délégué Général de l'O.C.C. (A.D.G.) à Kinshasa. Il est secondé par un adjoint, le Chef de Direction Provinciale Adjoint (C.D.P.A.) qui assume son intérim en cas de nécessité.

III.8 Inventaire des équipements Informatiques existants à L'OCC29(*)

*EQUIPEMENTS*	*MARQUES*	*QUANTITE*
*Ordinateurs*	*HP, DELL, ACER, COMPAQ, HDD varie entre 80 à 500Go, RAM varie entre 512Mo à 4Go, CPU varient entre 1Ghz à 4Ghz, Lecteur CD-DVD,...*	*295*
*Imprimantes*	*HP Laser jet*	*118*
*Onduleurs*	*APC, 700VA*	*156*
*Scanners*	*Epson Expression Home XP 235*	08
*Photocopieuses*	*HP Laser Jet Pro CF 1025*	13
*Serveurs*	*HP Proliant DL 380P Gn8*	4
*Les Câbles*	*Paire torsadée UTP*	-
*Equipements logiciels*
*Système d'exploitation*	*· Windows xp, 7, 8 Pro 32 et 64 Bits ;* *· Windows serveur 2003 ;* *· LINUX/Redhat*	-
*Antivirus*	*Kaspersky*	-

Tableau III.1 Inventaire des équipements

III.9 Plan d'adressage Existant

L'office congolais de contrôle disposant d'une trois centaines des PC a une adresse réseau 192.168.1.0 et d'un masque de sous réseau équivalent à la /23 ou 255.255.254.0

Tableau III.3 Caractéristique du réseau existant

III.8 Présentation du Schéma du réseau De L'office Congolais de Contrôle

L'office congolais de contrôle dispose d'un grand parc informatique dont les équipements sont sophistiqués et de grande performance. Ainsi, nous allons présenter ici le schéma du système informatique qui y existe.

III.11 Critique de L'existant

Nous venons de présenter le système informatique existant au sein de l'office congolais de contrôle où nous avons vu que l'OCC étant une grande entreprise, a des équipements informatiques parmi lesquels nous trouvons des serveurs avec à l'intérieur plusieurs services.

Ces serveurs malheureusement connaissent souvent des montées en charge causées par un grand nombre des requêtes qu'envoient les utilisateurs ; chose qui provoque l'interruption de travail au sein de l'entreprise, la lenteur pour avoir des réponses aux requêtes envoyées par les utilisateurs ou même l'indisponibilité de ces serveurs.

III.12 Proposition des Solutions

En vue de palier à ce problème de montée en charge, nous allons mettre en place un système qui nous permettra, d'assurer la haute disponibilité, l'évolutivité et l'adaptabilité des ressources des serveurs, avec une possibilité de fournir les services jusqu'à 99,99% pour assurer la continuité de traitement des requêtes.

Notre site qui était l'Office congolais de contrôle vient d'être présenté dans toute son intégralité avec ses failles que nous avons démontrées et avons proposé des solutions en vertu de la critique que nous avons formulée au regard de son système informatique.

Le chapitre qui suivra concernera la mise en place de notre système qui va fonctionner au sein de l'entreprise pour résoudre les multiples problèmes que nous avons énumérés lors de la critique de l'existant.

CHAPITRE IV. MISE EN PLACE DU SYSTEME

IV.1 Introduction

Dans le chapitre précédent nous avions présenté le site au sein de laquelle notre système sera implanté et ce chapitre est consacré à la mise en place de la fonctionnalité du cluster d'équilibrage de charge réseau.

IV.2 Explication du travail

Ce travail est orienté vers la mise en place d'un cluster d'équilibrage de la charge réseau.

Dans un cluster chaque hôte exécute une copie distincte des applications de serveur souhaitées. Le NLB distribue les connexions entrantes entres les hôtes actif du cluster. Ce cluster a une adresse IP globale et conserve des adresses IP fixes sur chacun des membres du cluster. Si par exemple le cluster a une adresse IP de 192.168.0.3 et qu'on essayait de se connecter sur le serveur Web à cette adresse, la connexion sera redirigée vers l'un des membres du cluster.

En cas d'échec sur une application équilibrée, ou de passage hors connexion (serveur éteint pour maintenance ou panne technique), la charge est alors automatiquement redistribuée entre les serveurs toujours en fonctionnement mais toutes les connexions qui étaient en cour de traitement sur ce serveur seront perdues. En revanche si la mise hors connexion d'un serveur est nécessaire, il est alors possible de conserver les connexions en cours. On utilisera la commande drainstop.

En permanence, des heartbeats (pulsations) sont envoyés entre les serveurs du cluster, si aucun Heartbeat ne parvient pendant 5 secondes, le serveur en question est considéré comme en échec.

IV.3 Choix de la technologie

Il est sans doute connu qu'il existe plusieurs applications qui peuvent assurer l'équilibrage de charge réseau parmi lesquels nous avons énumérés certaines d'entre elles. Mais quant à nous nous avons opté de choisir pour l'application Network Load Balancing (NLB) car il présente plusieurs avantages. C'est un produit Microsoft qui a été intégré tout d'abord au système d'exploitation Windows server d'où la facilité d'en avoir et la mise en place qui est facile et adapté.

IV.4 Analyse des besoins

Etant donné que notre site dispose déjà d'un grand réseau informatique avec des matériels sophistiqués, nous allons juste présenter ici les éléments importants ou manquants pour la mise en place de notre système

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.

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*

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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

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).

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.

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.

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.

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.

IV.10 L'administration Et Dépannage Du Cluster NLB

L'administration d'un cluster nécessite une administration sur chaque noeud. Il est donc important d'avoir une approche d'une administration centralisée ou automatisée.

Afin de faciliter l'administration du cluster, des utilitaires ont été conçues pour répondre à ce besoin d'administration simple et efficace dans un environnement de cluster.

IV.10.1 Administration du cluster via le Shell

L'administration du cluster par ligne de commande s'effectue avec la commande WLBS.EXE

Cet utilitaire permet de stopper ou de démarrer le cluster, examiner le statut du cluster, contrôler le cluster, désactiver ou activer des règles de ports et autres tâches d'administration.

Pour ce servir de cet utilitaire, on doit ouvrir l'invite de commande, tapez WLBS.EXE suivi de la commande adéquate.

Il y a des différentes syntaxes pour cet utilitaire selon qu'on veut l'exécuter sur le noeud local, sur le cluster tout entier ou sur un autre noeud spécifique.

Sur un noeud spécifique du cluster : wlbs command nom_du_cluster: nom_hôte

Il ya d'autres commandes dites des commandes de contrôle du cluster qu'on peut utiliser pour voir les propriétés des noeuds, accéder aux fichiers d'aides, contrôler les statuts des adresses MAC ou des hôtes et des données du cluster comme : Display, Help, IP2MAC, query,...

Il ya d'autres utilitaires d'administrations comme le Windows Management Instrumentation, le SDK WMI, Windows Host script... que nous n'allons pas aborder ici mais qui assurent aussi l'administration du cluster.

Lorsqu'une erreur survient dans le cluster NLB, il est parfois difficile de déterminer d'où vient la panne. Il existe des utilitaires intégrés au système Windows qui permettront de détecter la source des erreurs.

Voici les quelques erreurs que nous pouvons énumérées et les solutions y afférentes :

v Une boîte de dialogue affiche le message suivant : « Le système a détecté une adresse IP en conflit avec un autre système sur le réseau. »

Cause : il y a conflit d'adresses. Deux adresses IP différentes de cluster ont été configurées dans les propriétés réseau des noeuds.

Solution : Utiliser une unique adresse IP de cluster et configurer cette IP sur tous les noeuds du cluster.

v Après le démarrage du cluster, celui commence la convergence, mais celle-ci n'arrive jamais à la fin. La convergence ne se fait pas dans la totalité.

Cause : Différents numéros de ports ou certains ports incompatibles ont été paramétrés sur les différents noeuds du cluster.

Solution : Dans les propriétés du Network Load Balancing, vérifiez que les règles de ports sont identiques sur tous les noeuds.

v Après avoir démarré le cluster, et une fois la convergence effectuée, le système indique plusieurs noeuds par défaut.

Cause : Les noeuds du cluster font partis de différents sous réseaux, ils ne sont donc pas accessible par le même réseau.

Cause : Le pilote NLB ne s'est pas chargé correctement lors du démarrage du système. Cela peut venir si c'est le NLB qui est dépendant ou si c'est le pilote NLB lui-même qui est corrompu.

Solution : Exécuter la commande wlbs query pour vérifier que le pilote s'est bien chargé, dans le cas où celui-ci ne s'est pas chargé, il faut consulter le journal des événements pour voir pourquoi le pilote ne s'est pas chargé.

IV.11 Chronogramme d'activités

IV.12 Coût du système

N°	*Libellés*	*Quantité*	*Prix unitaire*	*Prix Total*
1	*Serveurs HP Proliant Micro Server Gn8 G161DT*	3	*315.000Fc*	*945.000Fc*
1	*Os Windows server R2 entreprise*	3	*752.000Fc*	*2.256.000Fc*
2	*Switch TP-Link Jet stream T1800G-52TS*	1	*405.000Fc*	*405.000Fc*
3	*Rouleau de câble UTP*	1	*28.000Fc*	*28.000Fc*
4	*Transport DHL*	*25Kg*	*747.000Fc*	*747.000Fc*
3	*Total partiel*	-	*2.247.000Fc*	*4.381.000Fc*
4	*Imprévue*	-	*10%*	*438.100Fc*
5	*Main d'oeuvre*	-	*30%*	*1.314.300Fc*
6	*Total général*	-	-	*6.133.400Fc*

Nous venons ici dans ce chapitre de présenter la mise en place de notre système de haute disponibilité où nous avons mis toutes les étapes de configuration ainsi que les éléments dont nous aurons besoin pour cette fin et le coût lié leurs installations.

Nous voici au terme de ce travail de fin du premier cycle universitaire, qui a parlé de la fonctionnalité du cluster d'équilibrage de charge réseau

Le développement des idées sur ce dit sujet n'a pas été pour nous un temps perdu mais nous a aidé beaucoup plus car grâce à elle nous avons été en mesure d'acquérir des connaissances sur les solutions de haute disponibilité qui paraissent de très grande importance dans toute entreprise qui doit croître car ces dernières assureront une disponibilité des applications et des services jusqu'à 99,99% et ainsi améliorer la productivité au sein de la firme où elle pourra être implantée.

Étant donné les différents résultats présentés dans ce travail départ son installation, nous pouvons en conclure que notre équilibrage de charge réseau fonctionne parfaitement puisqu'il permet aux clients d'accéder au site plus rapidement en cas d'encombrement tout en réduisant les ressources nécessaires sur les diverses machines du cluster. De plus la solution de haute disponibilité nous assure une sécurité supplémentaire en cas de défaillance au niveau de l'équilibreur, d'un serveur ou de la base des données.

Sachant que toute oeuvre humaine ne manque jamais d'imperfections, nous laissons porte ouverte à toute personne qui voudra bien apporter un plus sur ce travail qui n'a été qu'une partie.

NOTES BIBLIOGRAPHIQUES

OUVRAGES

v Claude Castelluccia, Introduction à la téléinformatique, Ed. 7 écrits, Bruxelles, 2003, Pg. 162

v Jean-François D., Initiation théorique à l'informatique, Ed. Les étoiles, Burkina-Faso, 1991, Pg. 29

v Jean-Luc Archimbaud, Ethernet Norme IEEE802.3, Ed. endymion , Paris, 1991, Pg.22

v Tarreau W. et Train W. , Le loadbalancing pour les nuls, édition First, Paris, 2010, Pg.10

ARTICLES

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

v Damien RIVET, In Règle des ports, laboratoire supinfo des technologies Microsoft

v Florian BURNEL, In mise en place de cluster NLB avec Windows Server 2012 R2, Le 20 novembre 2014

v Sammy POPOTE, in Concepts de la répartition de charge réseau, laboratoire Supinfo des technologies Microsoft

NOTES DES COURS

v Emmanuel MATONDO, Cours de réseau informatique II, ISIPA, TM3/A, 2015-2016, Kinshasa, Pg. 16

v Henry KISOKI, Cours des télécommunications, ISIPA, TM2/A, 2014-2015, Kinshasa, Pg. 68.

v MIZONZA Dior, Cours de réseau informatique I, ISIPA, TM2/A, 2014-2015, Kinshasa, Pg. 112.

v Professeur Eugène MBUYI M., Cours de télématique, Université de Kinshasa, G₃ Informatique, 2013-2014

v René KALONDA M., Méthodes de recherches scientifiques, ISIPA, TM2/A, Pg. 20

WEBOGRAPHIE

AUTRES DOCUMENTS

v Département Administratif, Présentation de l'office congolais de contrôle, Kinshasa 2010

v Département Informatique, Synthèse parc informatique OCC, site de Kinshasa, Division Hardware 2012.

Table des matières..........................................................................................................................................73

* ¹René KALONDA M., Méthodes de recherches scientifiques, ISIPA, TM2/A, Pg. 20

* ³ MIZONZA Dior, Cours de réseau informatique I, ISIPA, TM2/A, 2014-2015, Kinshasa, Pg. 112.

* ⁴ Henry KISOKI, Cours des télécommunications, ISIPA, TM2/A, 2014-2015, Kinshasa, Pg. 68.

* ⁶ Jean-Luc Archimbaud, Ethernet Norme IEEE802.3, Ed. Endymion, Paris, 1991, Pg.22

* ⁸ Jean-François D., Initiation théorique à l'informatique, Ed. Les étoiles, Burkina-Faso, 1991, Pg. 29

* ⁹Eugène MBUYI M., Cours de télématique, Université de Kinshasa, G₃ Informatique, 2013-2014

* ¹² Henry KISOKI, Cours des télécommunications, ISIPA, TM2/A, 2014-2015, Kinshasa, Pg. 68.

* ¹⁹ Cyril DUFRENES, Les Clusters, Ed. Tintin Ronald, Paris, 2004, Pg.69

* ²⁰ Tarreau W. et Train W. , Le loadbalancing pour les nuls, édition First, Paris, 2010, Pg.10

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

* ²⁴ Florian BURNEL, In mise en place de cluster NLB avec Windows Server 2012 R2, Le 20 novembre 2014

* ²⁵ Emmanuel MATONDO, Cours de réseau informatique II, ISIPA, TM3/A, 2015-2016, Kinshasa, Pg. 16

* ²⁶ Sammy POPOTE, in Concepts de la répartition de charge réseau, laboratoire Supinfo des technologies Microsoft

* ²⁷ Damien RIVET, In Règle des ports, laboratoire supinfo des technologies Microsoft

* ²⁸ Département Administratif, Présentation de l'office congolais de contrôle, Kinshasa 2010

* ²⁹ Département Informatique, Synthèse parc informatique OCC, site de Kinshasa, Division Hardware 2012.