Fiche technique

Pourquoi le clustering ?

La technologie de clustering permet d'avoir une haute disponibilité des ressources publiées. On utilise cette technologie pour avoir une disponibilité et stabilité des ressources proche de 100 %. Tolérance zéro pour les pannes matérielles ou logicielles. Il y a également une répartition des charges entre les noeuds d'un cluster.

Quelques explications...

Le clustering est une technique permettant de mettre en parallèle plusieurs systèmes d'exploitation. Un ensemble de machines en réseau destiné à un fonctionnement en parallèle (gérant des ressources stockées sur des disques partagés) constitue un cluster.

Dans ce cluster, chaque machine sera un Noeud ("node" en anglais). Tous les noeuds sont des stations de travail dans le sens où elles possèdent un ou plusieurs processeurs en opposition aux terminaux.

Le réseau ainsi formé est un NOW (Network Of Workstation - réseau de stations de travail).

Cette méthode permet de diviser les temps d'exécution d'un programme entre plusieurs machines réparties sur un réseau. Le principe utilisé dans le clustering consiste à diminuer le temps d'exécution d'une tâche en la fractionnant sur plusieurs machines. Une tâche répartie sur N machines arrivera N fois plus vite à terme que sur une seule.

Les différentes techniques de clustering

Shared Everything Model
Permet aux 2 noeuds de faire des entrées/sorties et lecture/écriture sur tous les disques partagés. Il y a un partage des ressources matérielles.

Shared Nothing Model
Chaque noeud gère son propre disque et est le seul habilité à écrire et lire sur les ressources du disque qui lui est attribué. Chaque noeud se voit attribuer ses propres ressources matérielles à gérer.

Mirrored Servers
Un seul noeud répond aux requêtes clientes, l’autre noeud est en attente prêt à remplacer son homologue en cas de défaillance. Il s’agit d'une copie conforme du premier noeud.

Clusters Microsoft

Depuis la version NT4 de son système d'exploitation Windows, Microsoft propose de mettre en place un cluster constitué de serveurs Microsoft pour répondre aux besoins croissants des entreprises en terme de messagerie électronique, de base de données et depuis quelques années de serveurs WEB ou FTP.

La firme de Redmond propose deux types de clustering :

Le clustering de Service
Il s'agit de réaliser des clusters d'application et de rendu de service. En fait Microsoft propose un cluster de Haute Disponibilité, à tolérance aux fautes. Il permet de fournir une garantie et une qualité de service aux utilisateurs d'applications comme Microsft SQL Server™.

Le clustering à répartition de charge
Ici, Microsoft garantit une répartition de charge réseau sur des flux IP à travers un cluster constitué de 32 nodes au maximum. Typiquement, il s'agit de répartir les charges réseaux d'un serveur WEB, d'un serveur de média,...

A travers ses solutions, Microsoft vise les entreprises désireuses d'améliorer leur production, en proposant des systèmes permettant d'améliorer et d'accélérer le travail quotidien des employés, mais aussi permettant de réaliser du commerce (comme le e-business) avec un plus grand nombre de clients.

Toutefois, il existe encore quelques freins dans l'utilisation de tels systèmes. En effet, les clusters Microsoft ne fonctionnent que sur de l'architecture Microsoft. De plus, les systèmes d'exploitations proposés subissent trop souvent des correctifs pour en faire des systèmes fiables et stables.

Clusters Linux

L'alternative, à tous ces clusters chers, est Linux. Il suffit de posséder quelques PC, une distribution Linux et quelques logiciels permettant de réaliser la parallélisation entre les nodes du système.

Toutefois, il faut savoir que de nombreuses personnes ont déjà effectué des recherches et mises en oeuvre des clusters en développant des applications Open Source et donc disponible sur le réseau en version gratuite.

En fait, le caractère quasi gratuit de ce type de clustering réside dans le fait que le système n'est pas livré clé en main et nécessite donc un investissement humain important pour le mettre en place. De plus, la mise en oeuvre de ce type de solution n'est pas aisée et demande de bonnes compétences en informatique et réseaux, et de bonnes connaissances du monde Linux, mais surtout un travail de patience et de passionné.

Enfin, dans un dernier temps, il faut trouver le meilleur support et le meilleur emplacement qui mettront en valeur le système réalisé. Pour l'administrateur, il s'agira de trouver le meilleur matériel et de placer son système là où il est le plus attendu.

Le clustering est en fait une solution d'alternative pour les personnes et/ou les entreprises n'ayant pas les moyens de posséder un super-calculateur. En effet, le coût d'une architecture en clusters reste tout de même très inférieur à celui des supers-ordinateurs.

De plus, dans un cluster, l'administrateur peut étendre la puissance de son système sans trop de difficultés dans la mesure où cette mise à jour ne consiste qu'à rajouter un node dans l'architecture et à le déclarer auprès des autres acteurs du cluster (surtout le node server, le "chef d'orchestre" du cluster).

Néammoins, les systèmes en clustering les plus puissants et les plus performants restent des solutions basées sur du matériel et des Unix propriétaires, et apparaissent tout de même comme des solutions très chères et donc réservées au grandes structures. Pour palier ce problème, il existe tout de même d'autres alternatives pour monter un cluster.