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cluster de serveurs, définition et utilité. Article de blog, top10hébergeurs.com: Qu'est-ce qu'un cluster de serveurs?

Vous vous demandez ce qu’est un cluster de serveurs? À quoi ce concept fait-il référence, et à quoi ça sert? Voilà certaines des questions auxquelles nous tenterons de répondre dans cet article.

Les pannes de matériel et de logiciel peuvent poser un énorme problème pour une entreprise. Lorsque l’une panne survient, elle peut souvent entraîner des pertes généralisées de services et de protection des données. Cela entraîne souvent une perte importante de capital, en plus d’une armée de clients mécontents.

C’est là qu’un cluster (ou regroupement) de serveurs peut prouver sa valeur. Le clustering est une méthode de déploiement de serveurs servant à protéger les données et maintenir les services actifs lors de défaillances majeures.

Dans cet article, nous vous expliquerons ce qu’est un cluster de serveur, comment il fonctionne, et les nombreux avantages adopter cette approche pour l’hébergement web.

Qu’est-ce qu’un cluster de serveurs et comment ça marche ?

Le clustering de serveur est une méthode de protection qui implique le déploiement de plusieurs serveurs redondants. Lorsqu’un serveur tombe en panne en raison de problèmes matériels ou logiciels, un autre serveur intervient pour reprendre les processus en cours.

Un cluster fonctionne en regroupant deux serveurs ou plus (appelés individuellement des nodes) sous une même adresse IP. Chaque node a sa propre UC, son disque dur et sa mémoire vive. Ces nodes sont souvent stockés sur des disques communs, ou encore une matrice de disques. Lorsqu’un node échoue, un autre reprend ses processus. pendant que celui qui est défaillant est réparé.

Par exemple, imaginez qu’un hébergeur web rencontre une défaillance technique dans 3 des 8 nodes d’un cluster de serveurs. Au lieu que tout le service soit en panne sur ces 3, la capacité des autres cinq nodes permet de prendre en charge les processus. Ceux-ci peuvent être transférés aux nodes restants pendant que la réparation des nodes défectueux.

Les clusters de serveurs sont importants car ils fournissent un service continu avec un temps d’arrêt minimal. Il permettent d’éviter les interruptions en cas de défaillance de logiciels, du matériel ou du site web.

Quels sont les avantages d’un cluster de serveurs?

Un cluster de serveur peut fournir une foule d’avantages à une entreprises offrant des services en direct:

  • Évolutivité : Un serveur est nécessaire pour gérer chaque processus clé d’une entreprise en ligne ou d’un service en direct. Cela va de la connexion réseau au stockage de données. Le déploiement d’un cluster de serveurs peut augmenter la flexibilité et l’évolutivité d’un hébergement. Il suffit d’ajouter ou de retirer des nodes pour ajuster la capacité aux exigences opérationnelles.
  • Disponibilité : lorsqu’un node tombe en panne, d’autres peuvent combler les lacunes pour maintenir un service avec le moins de temps d’arrêt possible. C’est important pour les entreprises qui ont besoin d’un service opérationnel cohérent pour générer des revenus. On peut penser à un service d’hébergement web ou de jeux en direct.
  • Performances : Un cluster de serveur peut également améliorer les performances. Il offre de grandes quantités d’espace disponible et l’avantage d’une évolutivité supplémentaire. Cela signifie que les ressources peuvent toujours être augmenté pour répondre à la demande.
  • Réduction des coûts : En évitant les temps d’arrêt, un cluster de serveurs peut réduire les pertes liées à des services non opérationnels. Lorsque les serveurs sont moins vulnérables aux pannes, ils sont moins susceptibles de coûter à l’entreprise. Cela inclut la personnalisation perdue, les pertes de productivité, et les dommages à la réputation.
  • Infrastructure personnalisable : Les clusters de serveurs sont personnalisables. Les entreprises peuvent contrôler le nombre de clusters qu’elles ont et le nombre de nodes dans ces clusters qui doivent être opérationnels. Cela permet à l’entreprise d’évaluer les coûts d’exploitation de son service afin de maximiser la rentabilité et de réduire les coûts pour des ressources serveur inutilisées.

Dans quelle situation le cluster de serveurs est-il utilisé ?

Le cluster de serveurs est souvent utilisé par des entreprises devant s’assurer que leur service reste opérationnel même en cas de panne informatique. C’est particulièrement vrai d’entreprises avec de nombreux utilisateurs en ligne ou des données sécurisées.

C’est une structure de serveur essentielle pour tout service reposant sur l’exploitation 24 heures sur 24. Par exemple, on peut penser la  base de données d’un hôpital, où l’information critique d’un patient doit être disponible en tout temps. Donc, quand un seul node tombe en panne, le système ne s’effondre pas, et les médecins peuvent toujours accéder aux dossiers des patients.

Un autre exemple serait un jeu de service en direct, comme un jeu multijoueur en ligne, dans lequel la jouabilité repose sur une connexion stable avec le serveur. Si le serveur tombe en panne sans être dans un cluster, alors ce service est perdu pour tous les joueurs.

Cependant, si un node d’un cluster de serveurs en comptant plusieurs tombe en panne, les résultat sera différent. Les joueurs peuvent ne rencontreront que des ralentissements mineurs pendant que le personnel technique travaille à la réparation.

Quels sont les différents types de clusters de serveurs ?

Il existe trois types principaux de clusters de serveurs. Chacun d’entre eux présente des objectifs et des avantages uniques. Voici une brève descriptions de chacun des trois types.

Cluster à quorum unique (Single Quorum Cluster)

Le cluster à quorum unique est l’un des types de regroupement les plus fréquemment utilisés. Il se compose de plusieurs nodes, avec la majorité des disques attachés à un seul dispositif de connexion. Un serveur gère chacun des tableaux de disques des clusters individuels à l’intérieur de l’architecture du cluster plus vaste.

Tant que 50% ou plus des nodes d’un même cluster restent fonctionnels, le cluster continuera de fonctionner. Un cluster à quorum unique est l’un des clusters les plus faciles à mettre en place. Il fonctionne pour tout type de service d’hébergement, qu’il soit question d’une base de données ou d’un service en direct.

Groupe de cluster de nodes majoritaires (Majorty Node Set Cluster)

Dans ce type de clusters, chaque node possède une copie séparée des données de configuration du cluster. Ce type de cluster ne dépend pas d’un seul dispositif de connexion pour fonctionner. Chaque node stocke une version dupliquée locale des données du quorum.

Ce modèle fonctionne généralement mieux pour les serveurs individuels situés dans différents emplacements géographiques. Par exemple, l’hébergement de jeux multijoueur en ligne pour des joueurs en Asie, en Europe et en Amérique du Nord exige des serveurs localisés.

Cluster à node unique (Single Node Cluster)

Les clusters à un seul node sont principalement utilisés à des fins de test. Comme leur nom l’indique, ils contiennent un seul et unique node. Ils sont impropres à l’hébergement de services en direct, mais sont souvent utilisés à des fins de recherche, de développement et de test.

En raison de leur nature limitée et de leur faible capacité à gérer la défaillance des nodes, ils sont recommandés à des fins de test seulement. Pour les clusters de serveurs à usage commercial, il est recommandé d’utiliser des grappes de nodes majoritaires.

Comment résoudre les problèmes courants liés au regroupement de serveurs

Il y a plusieurs défis à surmonter quand il s’agit de mettre en place et d’exécuter un cluster de serveurs. Heureusement, pour chacun de ces défis, il existe des solutions simples et efficaces.

Défaillances des applications (maintenance)

Les défaillances logicielles sont des problèmes qui surviennent lorsque le logiciel du serveur rencontre des erreurs d’exécution ou d’autres problèmes. Les échecs dû à des logiciels  sont inévitables et se produiront à un moment donné sur un serveur.

Il est important d’être à l’affut lorsqu’une erreur d’application se produit. Il faut d’abord en prendre note, puis réagir rapidement et efficacement afin d’avoir le moins de temps d’arrêt possible. Les défaillances de logiciels peuvent être détectées en surveillant les temps de réponse des utilisateurs. Il peuvent aussi être repérés à l’aide d’un outil de surveillance (comme Sentry ou Airbrake) qui enregistrent toute défaillance majeure.

Défaillances du matériel (système)

Les défaillances matérielles résultent d’un problème avec la technologie alimentant le logiciel (comme les nodes eux-mêmes). Ces problèmes peuvent être causés par un mauvaise ventilation, ou par un manque d’optimisation des logiciels ou d’espace de stockage.

Tenez toujours compte de la ventilation lors de la configuration d’un groupe de serveurs physiques. Bien qu’un cluster soit conçu pour éviter une défaillance totale du système, si la zone n’est pas correctement ventilée, les nodes peuvent surchauffer. Cela causera des problèmes à long terme qui peuvent s’avérer coûteux.

Défaillances du site

Une panne de site est une perte générale de service liée au site lui-même ou à la connexion. Bien que les clusters de serveurs puissent réduire les temps d’arrêt pour les défaillances de matériel et d’application, ils ont plus de difficulté à traiter les erreurs du site. Le personnel doit donc les désigner comme une tâche prioritaire.

Comprendre la nature et l’origine de la défaillance du site est la meilleure façon de la contrer efficacement. Parfois les sites subissent une surcharge de trafic, parfois c’est une erreur d’hébergement et souvent c’est une attaque d’origine malveillante.

Par exemple, si trop de joueurs veulent se connecter à un nouveau jeu multijoueur en ligne, dépassant la capacité maximale que le fournisseur de services avait initialement prévu. Les serveurs peuvent être surchargés par le grand nombre joueurs et le site peut tomber en panne.

La meilleure façon d’atténuer ce risque est d’ avoir une équipe de maintenance en veille en cas de défaillance du site. Il faut aussi se préparer à être agile en termes d’évolutivité dans les clusters de serveurs. Cela permet d’augmenter rapidement la capacité en fonction du nombre d’utilisateurs.

Quelles sont les technologies utilisées dans les clusters de serveurs?

Avant de conclure, voyons quelques unes des technologies clés de l’infrastructure des clusters de serveurs qui permettent de profiter de services transparents et uniformes :

  • Gestionnaire de points de contrôle : Les gestionnaires de points de contrôle sont utilisés dans les clusters de serveurs pour mettre à jour les données du registre au sujet d’une ressource qui est hors ligne (ou non informée d’un basculement). C’est important, car il maintient un décompte constant des nodes qui ont échoué et qui ont besoin d’un basculement.
  • Gestionnaire des communications : Le gestionnaire des communications facilite l’échange d’information entre les nodes et le cluster lui-même. Pour ce faire, il utilise les appels de procédure à distance (CPR). Il s’agit d’un type de logiciel permettant à un programme de demander des services à un autre programme, localisé dans un autre ordinateur. Il gère également toutes les tentatives de connexion au cluster.
  • Gestionnaire de basculement : Lorsqu’un node échoue, le gestionnaire de basculement détermine quel node fonctionnel doit reprendre les processus de l’application.
  • Gestionnaire de journal d’événement: Veille à ce que chacun des nodes du cluster aient les mêmes informations disponibles.
  • Surveillance des ressources  : Veille à ce que les ressources individuelles d’un cluster fonctionnent comme il se doit. Il démarre et arrête également les ressources des serveurs, et met en œuvre leur basculement.

Pour conclure sur le concept de cluster de serveurs

Les clusters de serveurs sont une infrastructure du web d’aujourd’hui. Ils permettent au milliards de sites qui constituent internet d’être en ligne en permanence, avec le moins d’interruption possible.

En regroupant plusieurs serveurs au sein d’un cluster, il est possible de minimiser l’impact des inévitables défaillances logicielles et matérielles qui peuvent interrompre le service.

Nous espérons que cet article vous a plus et vous a éclairé sur les clusters de serveurs et leur utilisté. Si c’est le cas, nous vous invitons à lire nos autres articles et nos classements des meilleurs hébergeurs web.

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