Comment fonctionne une adresse IP virtuelle (Windows/Linux) ?

Comment fonctionne une adresse IP virtuelle primaire/secondaire dans le même sous-réseau ?

Cas du cluster miroir avec 2 serveurs Windows ou Linux

Lorsque les deux serveurs d'un cluster miroir sont dans le même sous-réseau, l'adresse IP virtuelle est définie sur la carte Ethernet du serveur primaire (via l'aliasing IP). L'adresse IP virtuelle est une troisième adresse IP venant s'ajouter aux deux adresses IP physiques du serveur 1 et du serveur 2. Notez qu'avec SafeKit, plusieurs adresses IP virtuelles peuvent être définies dans le cluster sur la même carte Ethernet ou sur différentes cartes Ethernet.

Si le serveur 1 est le serveur primaire, l'adresse IP virtuelle est associée à l'adresse MAC Ethernet du serveur 1 dans les caches ARP des clients : mac1 dans la figure. En cas de panne du serveur 1 et de basculement sur le serveur 2, SafeKit envoie automatiquement un ARP gratuitous pour rediriger les caches ARP des clients avec l'adresse Ethernet mac2 du serveur 2. Ainsi, les clients sont reconnectés au serveur 2 exécutant l'application qui a été redémarrée sur ce serveur par les mécanismes de clustering SafeKit.

Lorsque deux serveurs se trouvent sur des sites distants, les algorithmes d'adresse IP virtuelle précédents fonctionnent s'ils sont connectés dans le même sous-réseau via un LAN/VLAN étendu. C'est le cas d'utilisation le plus simple pour des sites distants.

Comment fonctionne une adresse IP virtuelle primaire/secondaire dans différents sous-réseaux ?

Cas du cluster miroir avec 2 serveurs Windows ou Linux

Si les serveurs se trouvent dans différents sous-réseaux, l'adresse IP virtuelle peut être définie au niveau d'un équilibreur de charge. L'équilibreur de charge est configuré avec les deux adresses IP physiques des deux serveurs dans leurs sous-réseaux respectifs. Et l'équilibreur de charge achemine le trafic en fonction d'un vérificateur d’état (health check) vers les serveurs.

Le vérificateur d’état est basée sur une URL gérée par les serveurs SafeKit et répondant OK ou NOT FOUND selon l'état d'un serveur. Si le serveur est SECOND, le vérificateur d’état SafeKit renvoie NOT FOUND. Ainsi, aucun trafic n'est envoyé par l'équilibreur de charge au serveur secondaire. Et si le serveur est PRIM, le vérificateur d’état SafeKit renvoie OK. Ainsi, tout le trafic est envoyé par l'équilibreur de charge au serveur primaire. En cas de basculement, SafeKit modifie ses réponses au vérificateur d’état. Ainsi, le trafic de l'équilibreur de charge est redirigé.

Cette technique est celle utilisée dans les solutions SafeKit de type miroir dans le Cloud : Amazon AWS, Microsoft Azure et Google GCP.

Comment fonctionne une adresse IP virtuelle en load balancing dans le même sous-réseau ?

Cas du cluster ferme avec 2 serveurs Windows ou Linux

Dans un cluster ferme avec équilibrage de charge, une adresse IP virtuelle est requise pour équilibrer la charge des requêtes clientes et pour rediriger les clients en cas de basculement sur panne. Dans cet exemple, nous considérons seulement deux serveurs mais la solution fonctionne avec plus de deux serveurs.

Lorsque les deux serveurs du cluster sont dans le même sous-réseau, l'adresse IP virtuelle est définie sur la carte Ethernet des deux serveurs (alias IP).

Dans le cache ARP des clients, l'adresse IP virtuelle est associée à l'adresse MAC Ethernet d'un serveur: mac1 du serveur 1 sur la figure. Un filtre à l'intérieur du noyau du serveur 1 reçoit le trafic et le répartit selon l'identité des paquets client (adresse IP client, port TCP client).

En cas de panne du serveur 1, SafeKit envoie un ARP gratuitous pour rediriger les caches ARP des clients avec l'adresse Ethernet mac2 du serveur 2. Ainsi, les clients sont reconnectés au serveur 2.

Comment fonctionne une adresse IP virtuelle en load balancing dans différents sous-réseaux

Cas du cluster ferme avec 2 serveurs Windows ou Linux

Si les serveurs se trouvent dans différents sous-réseaux, l'adresse IP virtuelle peut être définie au niveau d'un équilibreur de charge. L'équilibreur de charge est configuré avec les deux adresses IP physiques des deux serveurs dans leurs sous-réseaux respectifs. Et l'équilibreur de charge achemine le trafic en fonction des règles d'équilibrage de la charge (adresse IP du client, port TCP du client) et en fonction d'un vérificateur d'état des serveurs.

Le vérificateur d'état est basée sur une URL gérée par les serveurs SafeKit et répondant OK ou NOT FOUND selon l'état d'un serveur. Si le serveur est UP, le vérificateur d'état SafeKit renvoie OK, sinon NOT FOUND. En cas de basculement, SafeKit ne répond plus OK au vérificateur d'état sur le serveur défaillant. Ainsi, le trafic de l'équilibreur de charge est redirigé.

Cette technique est celle utilisée dans les solutions SafeKit de type ferme dans le Cloud : Amazon AWS, Microsoft Azure et Google GCP.

Partenaires, le succès avec SafeKit

Cette solution indépendante de la plateforme est idéale pour un partenaire revendant une application critique et qui souhaite proposer une option de redondance et de haute disponibilité simple à déployer auprès de nombreux clients.

Avec de nombreuses références dans de nombreux pays gagnées par des partenaires, SafeKit s'est avéré être la solution la plus simple à mettre en œuvre pour la redondance et la haute disponibilité des logiciels de gestion des bâtiments, vidéosurveillance, contrôle d'accès, systèmes SCADA...

Etape 1. Réplication en temps réel

Le serveur 1 (PRIM) exécute l'application. Les utilisateurs sont connectés à une adresse IP virtuelle. Seules les modifications faites par l'application à l'intérieur des fichiers sont répliquées en continue à travers le réseau.

La réplication est synchrone sans perte de données en cas de panne contrairement à une réplication asynchrone.

Il vous suffit de configurer les noms des répertoires à répliquer dans SafeKit. Il n'y a pas de pré-requis sur l'organisation du disque. Les répertoires peuvent se trouver sur le disque système.

Etape 2. Basculement automatique

Lorsque le serveur 1 est défaillant, SafeKit bascule l'adresse IP virtuelle sur le serveur 2 et redémarre automatiquement l'application. L'application retrouve les fichiers répliqués à jour sur le serveur 2.

L'application poursuit son exécution sur le serveur 2 en modifiant localement ses fichiers qui ne sont plus répliqués vers le serveur 1.

Le temps de basculement est égal au temps de détection de la panne (30 secondes par défaut) et au temps de relance de l'application.

Etape 4. Retour à la normale

Après la réintégration, les fichiers sont à nouveau en mode miroir comme à l'étape 1. Le système est en haute disponibilité avec l'application qui s'exécute sur le serveur 2 et avec réplication temps réel des modifications vers le serveur 1.

Si l'administrateur souhaite que son application s'exécute en priorité sur le serveur 1, il peut exécuter une commande de basculement, soit manuellement à un moment opportun, soit automatiquement par configuration.

Pourquoi un réseau LAN/VLAN entre sites distants ?

Basculement automatique de l'adresse IP virtuelle avec 2 nœuds dans le même sous-réseau.
Bonne bande passante pour la resynchronisation (étape 3) et bonne latence pour la réplication synchrone (quelques ms).

Alternative

Utilisez un équilibreur de charge pour l'adresse IP virtuelle si les 2 nœuds sont dans 2 sous-réseaux (supporté par SafeKit, notamment dans le cloud).
Utilisez des solutions de backup avec réplication asynchrone pour un réseau à latence élevée.

Adresse IP virtuelle dans un cluster feme

Sur la figure précédente, l'application tourne sur les 3 serveurs (3 est un exemple, il peut y en avoir 2 ou plus). Les utilisateurs sont connectés à une adresse IP virtuelle.

L'adresse IP virtuelle est configurée localement sur chaque serveur de la ferme.

Le trafic du réseau à destination de l'adresse IP virtuelle est reçu par l'ensemble des serveurs. Puis ce trafic est distribué entre les serveurs grâce à un filtre réseau chargé dans le noyau du système d'exploitation de chaque serveur.

SafeKit détecte les pannes matérielles et logicielles, reconfigure les filtres réseau en cas de panne et offre des checkers et des scripts de reprise applicatifs configurables.

Partage de charge dans un filtre réseau

L'algorithme de load balancing dans le filtre réseau est basé sur l'identité des paquets client (adresse IP client, port TCP client). Suivant l'identité du paquet client en entrée, seul un filtre dans un serveur accepte le paquet ; les autres filtres dans les autres serveurs le rejettent.

Une fois un paquet accepté par le filtre sur un serveur, seuls le CPU et la mémoire de ce serveur sont utilisés par l'application qui répond à la requête du client. Les messages de retour de l'application sont envoyés directement du serveur vers le client.

Lorsqu'un serveur est défaillant, le protocole de gestion du groupe des serveurs en vie reconfigure les filtres pour redistribuer le trafic vers les serveurs disponibles.

Applications à état et sans état

Avec une application à état, il y a affinité de session. Le même client doit être connecté sur le même serveur sur plusieurs sessions TCP pour retrouver son contexte sur le serveur. Dans ce cas, la règle de load balancing SafeKit est configurée sur l'adresse IP des clients. Ainsi, le même client est toujours connecté sur le même serveur sur plusieurs sessions TCP. Et différents clients sont répartis sur les différents serveurs de la ferme.

Avec une application sans état, il n'y a pas d'affinité de session. Le même client peut être connecté sur des serveurs différents dans la ferme lors de sessions TCP successives. Dans ce cas, la règle de load balancing SafeKit est configurée sur l'identité de la session TCP du client. Cette configuration est celle qui répartit le mieux les sessions entre les serveurs mais elle requiert un service TCP sans affinité de session.

Architectures de clustering avancée

Plusieurs modules peuvent être déployés dans le même cluster. Ainsi, des architectures de clustering avancées peuvent être mises en œuvre :

un cluster qui mixte ferme et miroir avec le déploiement d’un module ferme et d’un module miroir dans le même cluster,
un cluster actif/actif avec réplication en déployant plusieurs modules miroirs sur 2 serveurs,
un cluster Hyper-V ou un cluster KVM avec réplication temps réel et reprise de machines virtuelles complètes entre 2 hyperviseurs actifs,
un cluster N-1 avec le déploiement de N modules miroirs sur N+1 serveurs.

Différenciateurs clés d'un cluster miroir avec réplication et reprise sur panne

Cluster miroir d'Evidian SafeKit avec réplication de fichiers temps réel et reprise sur panne
Économisez avec 3 produits en 1 En savoir plus >	Le logiciel de haute disponibilité SafeKit sur Windows et Linux permet d'économiser sur : les stockages partagés ou répliqués externes coûteux, les boîtiers de load balancing, les éditions entreprise des OS et des bases de données SafeKit offre toutes les fonctionnalités de clustering par logiciel : réplication de fichiers temps réel synchrone, surveillance des défaillances serveur / réseau / logiciel, redémarrage automatique de l'application, adresse IP virtuelle basculée en cas de panne pour rerouter les clients
Configuration très simple En savoir plus >	La configuration du cluster est très simple et réalisée au moyen de modules applicatifs. De nouveaux services et de nouveaux répertoires répliqués peuvent être ajoutés à un module applicatif existant pour compléter une solution de haute disponibilité Toute la configuration des clusters se fait à l'aide d'une console d'administration web centralisée simple Il n'y a pas de contrôleur de domaine ou d'Active Directory à configurer comme avec Microsoft cluster
Réplication synchrone En savoir plus >	La réplication en temps réel est synchrone sans perte de données en cas de panne Ce n'est pas le cas avec une réplication asynchrone
Retour d'un serveur tombé en panne totalement automatisé (failback) En savoir plus >	Suite à une panne lorsqu'un serveur reboot, le retour du serveur tombé en panne se fait de manière totalement automatique dans le cluster avec une resynchronisation de ses données et sans arrêter l'application sur le seul serveur restant Ce n'est pas le cas avec la plupart des solutions de réplication particulièrement celles avec une réplication au niveau base de données. Des opérations manuelles sont requises pour resynchroniser le serveur défaillant. Il peut être même nécessaire d'arrêter l'application sur le seul serveur restant
Réplication de n'importe quel type de données En savoir plus >	La réplication fonctionne pour les bases de données mais aussi pour n'importe quel fichier qui doit-être répliqué Ce n'est pas le cas pour la réplication au niveau base de données
Réplication de fichiers vs réplication de disque En savoir plus >	La réplication est basée sur des répertoires de fichiers qui peuvent être localisés n'importe où (même dans le disque système) Ce n'est pas le cas avec la réplication de disque où une configuration spéciale de l'application est nécessaire pour placer les données applicatives dans un disque spécial
Réplication de fichiers vs disque partagé En savoir plus >	Les serveurs peuvent être placés dans deux sites distants Ce n'est pas le cas avec les solutions à disque partagé
Sites distants et adresse IP virtuelle En savoir plus >	Toutes les fonctionnalités de clustering SafeKit fonctionnent pour 2 serveurs sur des sites distants. La réplication requiert un réseau de type LAN étendu (latence = performance de la réplication synchrone, bande passante = performance de la resynchronisation après panne). Si les deux serveurs sont connectés au même réseau IP via un réseau local étendu entre deux sites distants, l'adresse IP virtuelle de SafeKit fonctionne avec une redirection au niveau 2 Si les deux serveurs sont connectés à deux réseaux IP différents entre deux sites distants, l'adresse IP virtuelle peut être configurée au niveau d'un load balancer avec le "health check" de SafeKit.
Split brain et quorum En savoir plus >	La solution fonctionne avec seulement 2 serveurs et pour le quorum (isolation réseau entre 2 sites), un simple split brain checker vers un routeur est offert pour supporter une seule exécution de l'application critique Ce n'est pas le cas pour la plupart des solutions de clustering où un 3^ième serveur est nécessaire pour le quorum
Cluster actif/actif En savoir plus >	Le serveur secondaire n'est pas dédié au redémarrage du serveur primaire. Le cluster peut être actif-actif en exécutant deux modules miroirs différents Ce n'est pas le cas avec un système fault-tolerant dans lequel le secondaire est dédié à l'exécution de la même application synchronisée au niveau instruction
Solution de haute disponibilité uniforme En savoir plus >	SafeKit implémente un cluster miroir avec une réplication et une reprise sur panne. Mais il implémente aussi un cluster ferme avec load balancing et reprise sur panne. Ainsi une architecture N-tiers peut-être rendue hautement disponible et load balancée avec la même solution sur Windows et Linux (même installation, configuration, administration avec la console SafeKit ou les commandes en ligne). Ceci est unique sur le marché Ce n'est pas le cas avec une architecture mixant des technologies différentes pour le load balancing, la réplication et la reprise sur panne
RTO / RPO En savoir plus >	SafeKit met en œuvre un redémarrage rapide de l'application en cas de panne : autour d'1 mn ou moins Un redémarrage rapide de l'application n'est pas assuré avec une réplication complète de machines virtuelles. En cas de panne d'un hyperviseur, une machine virtuelle doit être rebootée sur un nouvel hyperviseur avec un temps de redémarrage lié au reboot de l'OS comme avec VMware HA ou Hyper-V cluster

Différenciateurs clés d'un cluster ferme avec équilibrage de charge et reprise sur panne

Cluster ferme d'Evidian SafeKit avec load balancing et reprise sur panne
Pas de load balancer, ni de serveur proxy dédié, ni d'adresse Ethernet multicast spéciale En savoir plus >	La solution ne nécessite pas de load balancer, ni de serveur proxy en amont de la ferme pour implémenter le load balancing. SafeKit est installé directement sur les serveurs applicatifs à load balancer. Le load balancing est basé sur une adresse IP virtuelle/adresse MAC Ethernet standard et fonctionne avec des serveurs physiques et des machines virtuelles sur Windows et Linux sans configuration réseau spéciale Ce n'est pas le cas avec les load balancers réseau Ce n'est pas le cas avec les proxys dédiés sur Linux Ce n'est pas le cas avec une adresse Ethernet multicast spéciale sur Windows
Toutes les fonctionnalités de clustering En savoir plus >	La solution inclut toutes les fonctionnalités de clustering : adresse IP virtuelle, load balancing sur adresse IP client ou sur sessions, surveillance des défaillances serveurs / réseaux / logicielles, redémarrage automatique de l'application avec un temps de reprise rapide, une option de réplication avec un module miroir Ce n'est pas le cas avec les autres solutions de load balancing. Elles sont capables de réaliser le load balancing mais elle n'inclut pas une solution de clustering complète avec des scripts de redémarrage et un redémarrage automatique de l'application en cas de défaillance. Elles n'offrent pas l'option de réplication La configuration du cluster est très simple et réalisée au moyen de modules applicatifs. Il n'y a pas de contrôleur de domaine et d'Active Directory à configurer sur Windows. La solution fonctionne sur Windows et Linux
Sites distants et adresse IP virtuelle En savoir plus >	Si les serveurs sont connectés au même réseau IP via un réseau local étendu entre des sites distants, l’adresse IP virtuelle de SafeKit fonctionne avec un équilibrage de charge au niveau 2 Si les serveurs sont connectés à des réseaux IP différents entre des sites distants, l'adresse IP virtuelle peut être configurée au niveau d'un load balancer à l'aide du "health check" de SafeKit. Ainsi, vous pouvez profiter de toutes les fonctionnalités de clustering de SafeKit, notamment la surveillance et la reprise automatique de l'application critique sur les serveurs applicatifs
Solution de haute disponibilité uniforme En savoir plus >	SafeKit implémente un cluster ferme avec load balancing et reprise sur panne. Mais il implémente aussi un cluster miroir avec réplication et reprise sur panne. Ainsi une architecture N-tiers peut-être rendue hautement disponible et load balancée avec la même solution sur Windows et Linux (même installation, configuration, administration avec la console SafeKit ou avec les commandes en ligne). Ceci est unique sur le marché Ce n'est pas le cas avec une architecture mixant des technologies différentes pour le load balancing, la réplication et la reprise sur panne

Différenciateurs clés de la technologie de haute disponibilité SafeKit

Cluster logiciel vs cluster matériel
En savoir plus >

Un cluster logiciel simple avec le package SafeKit installé sur deux serveurs

Un cluster matériel complexe avec du stockage externe ou des boîtiers de load balancing

Cluster de type "shared nothing"" vs cluster à disque partagé
En savoir plus >

SafeKit est un cluster sans partage de type "shared-nothing": simple à déployer même sur des sites distants

Un cluster à disque partagé est complexe à déployer

Haute disponibilité applicative vs Haute disponibilité de machines virtuelles complètes
En savoir plus >

La haute disponibilité applicative supporte les pannes matérielles et logicielles avec un temps de reprise rapide (RTO autour d'1 mn ou moins)
La haute disponibilité applicative nécessite de définir des scripts de redémarrage par application et des dossiers à répliquer (modules applicatifs SafeKit).

La haute disponibilité de machines virtuelles complètes (VM) supporte seulement les pannes matérielles avec un reboot de la VM et un temps de reprise dépendant du reboot de l'OS.
Pas de scripts de redémarrage à définir avec des machines virtuelles complètes en haute disponibilité (modules SafeKit hyperv.safe ou kvm.safe). Les hyperviseurs sont actif/actif avec simplement plusieurs machines virtuelles.

Haute disponibilité vs tolérance aux fautes
En savoir plus >

Chaque serveur peut être le serveur de reprise de l'autre serveur.
Exception logicielle avec redémarrage dans un autre environnement OS.
Upgrade en douceur 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 instruction.
Exception logicielle sur les 2 serveurs en même temps.
Upgrade en douceur impossible

Réplication synchrone vs réplication asynchrone
En savoir plus >

SafeKit met en œuvre une réplication temps réel synchrone sans perte de données en cas de panne

Avec une réplication asynchrone, il y a une perte de données en cas de panne

Réplication de fichiers au niveau octet vs réplication de disque au niveau du bloc
En savoir plus >

SafeKit met en œuvre la réplication de fichiers temps réel au niveau octet et se configure simplement avec les répertoires applicatifs à répliquer même dans le disque système

La réplication de disque au niveau bloc est complexe à configurer et nécessite de mettre les données de l'application dans un disque spécial

Heartbeat, reprise sur panne et quorum pour éviter 2 serveurs maîtres
En savoir plus >

Pour éviter 2 serveur maîtres, SafeKit propose un simple "split brain checker" configuré sur un routeur

Pour éviter 2 serveur maîtres, les autres clusters demandent une configuration complexe avec une 3^ième machine, un disque de quorum spécial, une interconnexion spéciale

Adresse IP virtuelle
primaire/secondaire, load balancing réseau, basculement sur panne
En savoir plus >

Aucun serveur proxy dédié et aucune configuration réseau particulière ne sont requis dans un cluster SafeKit pour mettre en œuvre des adresses IP virtuelles

Une configuration réseau spéciale est requise dans d'autres clusters pour mettre en œuvre des adresses IP virtuelles. A noter que SafeKit propose un vérificateur d'état adapté aux équilibreurs de charge

Configuration avancée

Module miroir / pptx
- userconfig.xml + restart scripts
- Heartbeat (<hearbeat>)
- Virtual IP address (<vip>)
- Real-time file replication (<rfs>)
Module ferme / pptx
- userconfig.xml + restart scripts
- Farm configuration (<farm>)
- Virtual IP address (<vip>)
Checkers / pptx
- Failover machine (<failover>)
- Process monitoring (<errd>)
- Network and duplicate IP checkers
- Custom checker (<custom>)
- Split brain checker (<splitbrain>)
- TCP, ping, module checkers

Partage de charge réseau et reprise sur panne
Windows farm	Linux farm
Generic farm >	Generic farm >
Microsoft IIS >	-
NGINX >
Apache >
Amazon AWS farm >
Microsoft Azure farm >
Google GCP farm >
Other cloud >

Comment fonctionne une adresse IP virtuelle (Windows/Linux) ?

Evidian SafeKit

Comment fonctionne une adresse IP virtuelle primaire/secondaire dans le même sous-réseau ?

Cas du cluster miroir avec 2 serveurs Windows ou Linux

Comment fonctionne une adresse IP virtuelle primaire/secondaire dans différents sous-réseaux ?

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Comment fonctionne une adresse IP virtuelle en load balancing dans le même sous-réseau ?

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Comment fonctionne une adresse IP virtuelle en load balancing dans différents sous-réseaux

Cas du cluster ferme avec 2 serveurs Windows ou Linux

Partenaires, le succès avec SafeKit

Logiciel de gestion des bâtiments (BMS)

Logiciel de gestion vidéo (VMS)

Contrôle d'accès électroniques (EACS)

Logiciels SCADA (Industrie)

Comment fonctionne le cluster miroir de SafeKit ?

Etape 1. Réplication en temps réel

Etape 2. Basculement automatique

Etape 3. Réintégration après panne

Etape 4. Retour à la normale

Utilisation typique avec SafeKit

Pourquoi une réplication de quelques Tera-octets ?

Pourquoi une réplication < 1 000 000 fichiers ?

Pourquoi un basculement < 25 VMs répliquées ?

Pourquoi un réseau LAN/VLAN entre sites distants ?

Comment fonctionne le cluster ferme de SafeKit ?

Adresse IP virtuelle dans un cluster feme

Partage de charge dans un filtre réseau

Applications à état et sans état

Modules SafeKit pour des solutions de redondance et de haute disponibilité plug&play

Partage de charge réseau et reprise sur panne

Architectures de clustering avancée

Réplication de fichiers temps réel et reprise sur panne

Différentiateurs de la solution de haute disponibilité SafeKit par rapport à la concurrence

Cluster miroir d'Evidian SafeKit avec réplication de fichiers temps réel et reprise sur panne

Cluster ferme d'Evidian SafeKit avec load balancing et reprise sur panne

Démonstrations de solutions de redondance et de haute disponibilité

Webinaire SafeKit

Cluster Microsoft SQL Server

Cluster Apache

Cluster Hyper-V

Documentation technique de SafeKit

Guide de l'utilisateur

Modules applicatifs

Release Notes

Documentation d'avant vente

Formation à SafeKit

Introduction

Installation, configuration, CLI

Configuration avancée

Support