Architectures à haute disponibilité et bonnes pratiques de clustering logiciel
Quelles sont les architectures de haute disponibilité et les meilleures pratiques ?
Aperçu
Cet article explore les différentes architectures de haute disponibilité et les meilleures pratiques en donnant les avantages et les inconvénients de chaque architecture.
Les tableaux comparatifs suivants détaillent l’architecture de haute disponibilité de SafeKit et ses bonnes pratiques (SafeKit est un produit logiciel de haute disponibilité).
Quelles sont les architectures de haute disponibilité ?
Il existe deux types d’architectures de haute disponibilité : celles pour les applications backend telles que les bases de données et celles pour les applications frontend telles que les services Web.
Les architectures de haute disponibilité pour les backends sont basées sur 2 serveurs partageant ou répliquant des données avec un basculement automatique des applications en cas de pannes matérielles ou logicielles.
Les architectures de haute disponibilité pour les frontends sont basées sur une ferme de serveurs (2 serveurs ou plus). L’équilibrage de charge est fait par matériel ou logiciel et distribue les sessions TCP aux serveurs disponibles dans la ferme.
De plus, il faut choisir entre une haute disponibilité au niveau de l’application ou au niveau de la machine virtuelle.
Quelles sont les meilleures pratiques ?
Cet article étudie les meilleures pratiques dans les architectures de haute disponibilité en comparant :
- le clustering logiciel vs matériel,
- l’architecture sans partage vs avec disque partagé,
- la HA aun niveau application vs machine virtuelle,
- la haute disponibilité vs la tolérance aux fautes,
- la réplication synchrone vs asynchrone,
- la réplication de fichiers vs disques,
- les tecnhiques de réplication des données,
- le RPO et le RTO avec des exemples,
- le split brain et le quorum,
- les adresses IP virtuelles.
Tableaux comparatifs sur les architectures de haute disponibilité et les meilleures pratiques
Choisir la bonne solution de haute disponibilité (HA) est essentiel pour assurer la continuité d’activité et minimiser les interruptions de service. Cette comparaison propose une analyse technique directe de deux approches architecturales majeures : le clustering logiciel sans partage (Shared-Nothing) de SafeKit par opposition aux méthodes HA traditionnelles qui reposent généralement sur du matériel, des disques partagés (comme un SAN) et des configurations complexes. Ces distinctions couvrent la simplicité de déploiement, les méthodes de réplication des données, la vitesse de reprise (RTO/RPO) et la complexité opérationnelle. Le tableau ci-dessous détaille les principales différences selon les sujets clés de la haute disponibilité.
Comparaison de la haute disponibilité : Clustering logiciel SafeKit vs HA traditionnelle / Clustering matériel
| Sujet | SafeKit (Clustering logiciel / Approche principale) | HA traditionnelle / Clustering matériel |
|---|---|---|
| Clustering logiciel vs Clustering matériel | • Un cluster logiciel simple avec le package SafeKit simplement installé sur deux serveurs | • Un clustering matériel complexe nécessitant un stockage externe ou des répartiteurs de charge réseau |
| Cluster Shared Nothing vs Cluster à disques partagés | • SafeKit est un cluster sans partage (Shared-Nothing) : facile à déployer, même sur des sites distants | • Un cluster à disques partagés est complexe à déployer |
| Haute disponibilité applicative vs Haute disponibilité globale de la machine virtuelle | • La HA applicative prend en charge les pannes matérielles et logicielles grâce à des détecteurs d’application. • Temps de reprise rapide en ne redémarrant que l’application (RTO de l’ordre d’une minute ou moins). • La HA applicative nécessite de définir des scripts de redémarrage par application et les répertoires à répliquer (modules d’application SafeKit). | • La HA complète de machine virtuelle prend en charge les pannes matérielles et certaines pannes logicielles (comme une VM figée). • Redémarrage de la VM en cas de panne et temps de reprise dépendant du redémarrage de l’OS. • Aucun script de redémarrage à définir avec la HA complète de machine virtuelle (modules SafeKithyperv.safeoukvm.safe). Les hyperviseurs sont en actif/actif avec simplement plusieurs machines virtuelles. |
| Haute disponibilité vs Tolérance aux pannes (Fault Tolerance) | • Pas de serveur dédié avec SafeKit. Chaqueserveur peut être le serveur de secours (failover) de l’autre. • Panne logicielle avec redémarrage dans un autre environnement d’OS. • Mise à niveau fluide de l’application et de l’OS possible serveur par serveur (les versions N et N+1 peuvent coexister). | • Serveur secondaire dédié à l’exécution de la même application synchronisée au niveau de l’instruction. • Exception logicielle survenant sur les deux serveurs en même temps. • Mise à niveau fluide impossible. • Matériel ou hyperviseurs spécifiques à tolérance aux pannes. |
| Réplication synchrone vs Réplication asynchrone | • SafeKit met en œuvre une réplication synchrone en temps réel sans aucune perte de données en cas de panne. • Préalable indispensable pour la haute disponibilité. | • Avec la réplication asynchrone, il y a perte de données en cas de panne. • Non adapté à la haute disponibilité mais aux solutions de sauvegarde. |
| Réplication de fichiers au niveau octet vs Réplication de disque au niveau bloc | • SafeKit met en œuvre une réplication de fichiers en temps réel au niveau octet et se configure simplement avec les répertoires d’application à répliquer, même sur le disque système. | • La réplication de disque au niveau bloc est complexe à configurer et exige de placer les données de l’application sur un disque dédié. |
| Heartbeat, Failover et Quorum pour éviter d’avoir 2 nœuds maîtres | • Pour éviter d’avoir 2 maîtres (Split-Brain), SafeKit propose un vérificateur de split-brain simple configuré sur un routeur. | • Pour éviter 2 maîtres, les autres clusters nécessitent une configuration complexe avec une troisième machine, un disque de quorum dédié ou une liaison réseau d’interconnexion spécifique. |
| Adresse IP virtuelle : Primaire/Secondaire, répartition de charge réseau, basculement | • Aucun serveur proxy dédié ni aucune configuration réseau spéciale ne sont nécessaires dans un cluster SafeKit pour les adresses IP virtuelles. | • Une configuration réseau spéciale est requise dans les autres clusters pour les adresses IP virtuelles (remarque : SafeKit propose un health check adapté aux répartiteurs de charge). |
En résumé , le choix architectural entre le clustering logiciel (comme SafeKit) et le clustering matériel (architectures traditionnelles à disque partagé/SAN) a un impact significatif sur la complexité du déploiement, les coûts d’exploitation et l’efficacité de la reprise après incident. La principale conclusion de cette comparaison est l’évolution vers une architecture sans disque partagé (« shared-nothing ») et une haute disponibilité au niveau applicatif, qui privilégie une reprise rapide des applications (RTO faible) ainsi qu’une grande flexibilité de déploiement (y compris entre sites distants). Cette approche aboutit souvent à une solution plus simple à mettre en œuvre et plus résiliente que les configurations de cluster fortement dépendantes du matériel et complexes à administrer. Pour assurer une continuité d’activité maximale tout en simplifiant la gestion, il est essentiel d’évaluer une approche fondée sur le logiciel.
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