Clustering de basculement dans Windows Server et Azure Local

Le clustering de basculement est une stratégie puissante pour garantir une haute disponibilité et des opérations ininterrompues dans des environnements critiques. Il implique une configuration d’ordinateurs indépendants, appelés nœuds, qui fonctionnent ensemble pour améliorer la disponibilité et l’extensibilité des applications et services, désormais appelés rôles en cluster. Ces nœuds sont interconnectés par le biais d’un câblage physique et d’un logiciel.

Si une défaillance se produit dans un ou plusieurs nœuds, les nœuds restants prennent automatiquement en charge la charge de travail, un processus appelé basculement, minimisant les interruptions. En outre, l’intégrité des rôles en cluster est surveillée en continu. Si des problèmes sont détectés, les rôles sont redémarrés ou migrés vers un autre nœud pour maintenir une opération transparente. Cette approche proactive garantit que les services restent constamment disponibles, même si des défaillances matérielles ou logicielles se produisent.

La mise en réseau est un rôle crucial dans les clusters de basculement en permettant une communication fiable et un échange de données efficace entre les nœuds de cluster et avec des clients externes. Les clusters utilisent souvent des réseaux privés dédiés pour des fonctions internes telles que les signaux de pulsation et la gestion des clusters, tandis que les réseaux publics distincts gèrent l’accès client et les données d’application. Cette séparation du réseau améliore les performances et la sécurité en isolant le trafic de cluster critique contre les interruptions externes. Elle augmente également la tolérance de panne, ce qui garantit que les opérations de cluster internes restent ininterrompues et que les connexions clientes conservent une haute disponibilité pendant les événements de basculement.

La santé du cluster est surveillée en permanence à l'aide de signaux de pulsation, ce qui permet de détecter les problèmes. Si un problème se produit, le système peut lancer automatiquement un basculement pour maintenir la continuité du service. Pour protéger les données sensibles et répondre aux normes organisationnelles, les clusters de basculement intègrent des mesures de sécurité robustes telles que le chiffrement pour sécuriser les données en transit et au repos. Ils utilisent également un contrôle d’accès granulaire pour gérer efficacement les autorisations et les droits d’accès.

Pour découvrir plus d’informations sur le clustering de basculement dans Azure Local, consultez Présentation du quorum de cluster et de pool.

Configuration de basculement actif et passif

Les clusters de basculement peuvent être configurés dans deux principales configurations : actif-actif et actif-passif. Chaque configuration a ses propres compromis, le basculement actif-actif se concentrant sur les performances et l’efficacité des ressources, tandis que celui actif-passif met l’accent sur la simplicité et la fiabilité dans les scénarios de basculement. Le choix dépend des besoins organisationnels spécifiques et du caractère critique des applications regroupées.

Configuration	Fonctionnement
Actif	Dans un cluster de basculement actif-actif, tous les nœuds sont actifs et fonctionnent ensemble simultanément pour équilibrer la charge de travail sur le cluster. Cette configuration distribue les tâches, la puissance de traitement ou les services parmi tous les nœuds disponibles, ce qui permet d’utiliser efficacement les ressources. Voici comment cela fonctionne : Équilibrage: Chaque nœud gère une partie de la charge de travail totale, améliore les performances et garantit qu’aucun nœud unique ne devient un goulot d’étranglement. Cette distribution égale peut améliorer la réactivité et le débit, car plusieurs nœuds traitent des requêtes simultanément. Utilisation des ressources : Une configuration active optimise l’utilisation des ressources, car tous les nœuds sont opérationnels et contribuent aux performances du cluster. Cette configuration est idéale pour les environnements où l’optimisation des ressources disponibles est essentielle. Tolérance de panne : En cas d’échec d’un nœud, les nœuds restants du cluster peuvent continuer à gérer la charge de travail. La perte d’un nœud peut réduire temporairement la capacité globale, mais le système reste opérationnel sans interruptions de service.
Passif	Dans un cluster de basculement actif-passif, certains nœuds sont désignés comme actifs tandis que d’autres sont en veille, prêts à prendre le relais en cas d’échec d’un nœud actif. Voici comment cela fonctionne : Nœuds de secours : Les nœuds passifs sont essentiellement dans un état d’attente, ne gérant pas de tâches ou de services pendant les opérations normales. Ces nœuds sont prêts à assumer les responsabilités en cas de défaillance d’un nœud actif. Processus de basculement : Lorsqu’un échec est détecté, un nœud de secours est activé pour assumer les responsabilités du nœud ayant échoué. Cela implique de mettre rapidement le nœud passif en ligne pour assurer la continuité des services. Affectation de ressources: Les configurations passives actives peuvent ne pas utiliser pleinement les ressources matérielles disponibles pendant les opérations normales, car les nœuds de secours restent inactifs. Toutefois, cette configuration peut être plus simple à gérer et garantir des performances prévisibles dans certaines conditions. Simplicité et fiabilité : Une configuration active-passive peut être avantageuse pour les applications où la stabilité et la prévisibilité sont plus importantes que l’optimisation de l’efficacité opérationnelle. Il est souvent plus facile d’implémenter et de gérer par rapport à une configuration active-active.

Fonctionnalités du clustering de basculement

Le clustering de basculement offre un ensemble complet de fonctionnalités conçues pour optimiser le temps de fonctionnement, garantir l'intégrité des données et simplifier la gestion des charges de travail critiques. Ces fonctionnalités permettent aux organisations de maintenir la continuité des services, de gérer efficacement les ressources et de récupérer rapidement des défaillances matérielles ou logicielles. Voici quelques-unes des fonctionnalités offertes par le clustering de basculement :

• Nœuds de cluster et quorum :

  Les nœuds de cluster collaborent pour maintenir ce qu’on appelle un quorum, qui est essentiellement le nombre minimal de votes des membres du cluster requis pour que le cluster fonctionne correctement. Ce mécanisme empêche les scénarios de fractionnement du cerveau, où les parties fractionnées d’un cluster peuvent essayer de fonctionner indépendamment, ce qui peut entraîner des incohérences. Les modèles de quorum, tels que la majorité des nœuds, la majorité des nœuds et des disques, la majorité des nœuds et du partage de fichiers, et l'absence de majorité (disque uniquement), déterminent la façon dont les votes sont affectés et comptabilisés. Par exemple, Node Majority attribue à chaque nœud un vote, tandis que Node et Disk Majority incorporent des votes supplémentaires à partir d’un disque ou d’un partage de fichiers.

• Configuration du stockage :

  Une fonctionnalité notable des clusters de basculement est le Cluster Shared Volume (CSV), qui permet à plusieurs nœuds d'avoir un accès simultané au même stockage, facilitant ainsi une gestion et une coordination fluides des disques sans perte de performances. Les volumes partagés de cluster font partie intégrante des configurations de stockage dans les clusters de basculement. Les CSVS facilitent l’accès efficace aux disques, ce qui permet aux nœuds de gérer les tâches de stockage en collaboration.

• Surveillance et gestion proactives :

  Les clusters de basculement utilisent des signaux de pulsation comme moyen de surveiller l’intégrité des nœuds et de leurs rôles. Ces signaux permettent de détecter les problèmes tels que les défaillances de nœud ou les interruptions de service. Lorsque de tels problèmes sont détectés, le système peut lancer automatiquement des procédures de basculement, garantir la continuité et réduire les temps d’arrêt.

• Sécurité et conformité :

  La sécurité est un aspect crucial des clusters de basculement, intégrant des fonctionnalités comme le chiffrement et le contrôle d'accès pour protéger les données et les opérations du cluster. Les clusters aident les organisations à répondre aux exigences de conformité pour les applications critiques en garantissant une gestion sécurisée des données et des performances système fiables. Cela les rend adaptés aux environnements nécessitant une protection stricte des données et une conformité réglementaire.

• Cas d’usage :

  Le clustering de basculement a plusieurs applications pratiques, notamment la reprise d’activité après sinistre, l’équilibrage de charge et le calcul de haute performance. Il prend en charge les applications critiques en fournissant une haute disponibilité, ce qui permet aux entreprises de maintenir les opérations même dans des conditions défavorables. Par exemple, dans les scénarios de récupération d’urgence, les clusters peuvent rapidement restaurer des services en transférant des opérations vers des nœuds non affectés.

  • Le clustering de basculement garantit une haute disponibilité ou une disponibilité continue pour les applications et services critiques (rôles clusterisés) s’exécutant sur des serveurs physiques ou des machines virtuelles. Si une défaillance se produit, ces rôles peuvent être rapidement déplacés ou redémarrés sur un autre nœud, réduisant ainsi le temps d’arrêt et en conservant des performances et une redondance cohérentes.

  • Des applications telles que Microsoft SQL Server et les machines virtuelles Hyper-V bénéficient du clustering de basculement en subissant des interruptions de service minimales, même pendant des défaillances matérielles ou logicielles.

Ressources de clustering de basculement

Ce tableau des ressources organisé est destiné à vous aider à comprendre, planifier, déployer et gérer efficacement le cluster à basculement.

Comprendre	Planification	Déploiement
Nouveautés dans le clustering de basculement	Planification de la configuration matérielle requise pour le clustering de basculement et options de stockage	Création d’un cluster de basculement
Scale-Out Serveur de fichiers pour les données d’application	Utiliser des volumes partagés de cluster (CSV)	Déployer un serveur de fichiers à deux nœuds
Quorum du cluster et du pool	Utilisation de clusters de machines virtuelles invitées avec des espaces de stockage direct	Préconfigurer des objets d’ordinateur de cluster dans les services de domaine Active Directory
Connaissance des domaines de défaillance		Configuration des comptes de cluster dans Active Directory
Réseaux de clusters à plusieurs cartes réseau et SMB Multichannel simplifiés		Récupérer un cluster de basculement sans quorum
Équilibrage de charge des machines virtuelles		Déployer un témoin de quorum
Ensembles de clusters		Mises à niveau propagées du système d’exploitation de cluster
Affinité de cluster		Mettre à jour un cluster de basculement sur le même matériel
		Déployer un cluster détaché Active Directory

Gérer	Outils et paramètres	Ressources de la communauté
Cluster-Aware mise à jour	Applets de commande PowerShell pour le clustering de basculement	Forum du cluster de basculement
Service de santé	Applets de commande PowerShell pour la mise à jour adaptée aux clusters	Blog sur le clustering de basculement
Migration de domaine de cluster
Résolution des problèmes à l’aide du rapport d’erreurs Windows