Déchiffrer les systèmes distribués : un guide complet des stratégies de surveillance

Les systèmes distribués permettent de mettre en œuvre des projets de manière plus efficace et à moindre coût, mais nécessitent des traitements complexes du fait que plusieurs nœuds sont utilisés pour traiter une ou plusieurs tâches plus performantes sur différents sites du réseau. Pour comprendre cette complexité, examinons d’abord ses fondements.

Les fondamentaux des systèmes distribués

Qu’est-ce que sont les systèmes distribués ?

Un système distribué est un environnement informatique couvrant plusieurs périphériques, coordonnant vos efforts pour accomplir un travail beaucoup plus efficacement que si vous étiez avec un seul périphérique. Cela offre de nombreux avantages par rapport aux environnements informatiques traditionnels, tels qu’une plus grande évolutivité, une meilleure fiabilité et moins de risques en évitant un seul point vulnérable aux pannes ou aux cyberattaques.
Dans l’architecture moderne, les systèmes distribués gagnent en importance car ils peuvent répartir la charge de travail de entre plusieurs ordinateurs, serveurs, périphériques en Edge Computing, etc. (nœuds), afin que les tâches soient exécutées de manière fiable et plus rapide, surtout en ces temps où la disponibilité continue, la vitesse et les performances élevées sont demandées par les utilisateurs et où les infrastructures s’étendent au-delà de l’organisation (non seulement dans d’autres géographies, mais aussi dans l’Internet des objets, le Edge Computing, etc.).

Types et exemples de systèmes distribués :

Il existe plusieurs modèles et architectures de systèmes distribués :

• Les systèmes client-serveur sont le type le plus traditionnel et le plus simple de système distribué, dans lequel plusieurs ordinateurs en réseau interagissent avec un serveur central pour stocker des données, les traiter ou réaliser tout autre objectif commun.
• Les réseaux de téléphonie mobile: Elles sont un type avancé de système distribué qui partage les charges de travail entre les terminaux, les systèmes de commutation et les appareils basés sur Internet.
• Les réseaux peer-to-peer répartissent les charges de travail entre des centaines ou des milliers d’ordinateurs exécutant le même logiciel.
• Les instances de serveur virtuel basées sur le Cloud: Elles sont les formes les plus courantes de systèmes distribués dans l’entreprise aujourd’hui, car elles transfèrent des charges de travail vers des dizaines d’instances de serveur virtuel basées sur le Cloud qui sont créées au besoin et terminées lorsque la tâche est terminée.

Des exemples de systèmes distribués peuvent être vus dans un réseau d’ordinateurs au sein d’une même organisation, les systèmes de stockage sur site local ou dans le cloud et les systèmes de bases de données distribués dans un consortium d’entreprises. En outre, plusieurs systèmes peuvent interagir les uns avec les autres, non seulement à partir de l’organisation mais avec d’autres entreprises, comme nous pouvons le voir dans l’exemple suivant :

De chez soi, on peut acheter un produit (client à domicile) et lancer le processus avec le serveur du distributeur et celui-ci à son tour avec le serveur du fournisseur pour approvisionner le produit, en se connectant également au réseau de la banque pour effectuer la transaction financière (en se connectant au mainframe régional de la banque, puis en se connectant au mainframe principal de la banque). Ou, en magasin, le client paie au terminal de caisse du supermarché, qui à son tour se connecte au serveur de l’entreprise et au réseau de la banque pour enregistrer et confirmer la transaction financière. Comme on peut le voir, il existe plusieurs nœuds (terminaux, ordinateurs, appareils, etc.) qui se connectent et interagissent. Pour comprendre comment il est possible de parvenir à une harmonisation dans les systèmes distribués, voyons comment les nœuds collaborent les uns avec les autres.

Collaboration entre nœuds : la symphonie de la distribution

• Comment les nœuds interagissent dans les systèmes distribués : Les systèmes distribués utilisent un logiciel spécifique pour pouvoir communiquer et partager des ressources entre différentes machines ou dispositifs, en plus d’orchestrer des activités ou des tâches. Pour ce faire, des protocoles et des algorithmes sont utilisés pour coordonner ​les actions et l’échange de données. Suivant l’exemple ci-dessus, l’ordinateur ou la caisse du magasin est le client à partir duquel un service est demandé à ​un serveur (serveur de l’entreprise), qui à son tour demande le service du réseau de la banque, qui effectue la tâche d’enregistrement du paiement et renvoie les résultats au client (la caisse du magasin) que le paiement a été réussi.
• Les défis les plus courants sont de pouvoir coordonner les tâches des nœuds interconnectés, d’assurer la cohérence des données échangées entre les nœuds et de gérer la sécurité et la confidentialité des nœuds et des données voyageant dans ​un environnement distribué.
• Pour maintenir la cohérence dans les systèmes distribués, des services de communication ou de messagerie asynchrone, des systèmes de fichiers distribués pour le stockage partagé et des plates-formes de gestion de nœuds et/ou de clusters sont nécessaires pour gérer les ressources.

Concevoir pour l’évolutivité : principes clés

• L’importance de l’extensibilité dans les environnements distribués : l’ évolutivité est la capacité de se développer à mesure que la charge de travail augmente, ce qui est réalisé en ajoutant des unités de traitement ou des nœuds supplémentaires au réseau au besoin.
• Principes de conception pour favoriser l’évolutivité : L’ évolutivité est devenue vitale pour répondre à une demande accrue d’agilité et d’efficacité de la part des utilisateurs, en plus du volume croissant de données. La conception architecturale, les mises à jour matérielles et logicielles doivent être combinées pour assurer la performance et la fiabilité, sur la base de :
  • Évolutivité horizontale : En ajoutant plus de nœuds (serveurs) à l’ensemble des ressources existantes, ce qui permet au système de gérer des charges de travail plus élevées en répartissant la charge sur plusieurs serveurs.
  • Équilibrage de charge : Pour obtenir une évolutivité technique, les demandes entrantes sont réparties uniformément sur plusieurs serveurs, de sorte qu’aucun serveur ne soit submergé.
  • Mise à l’échelle automatisée : À l’aide d’algorithmes et d’outils pour ajuster dynamiquement et automatiquement les ressources en fonction de la demande. Cela aide à maintenir les performances pendant les pics de trafic et à réduire les coûts pendant les périodes de faible demande. Les plates-formes cloud offrent généralement des fonctions de mise à l’échelle automatique.
  • Mise en cache : Par stockage de données fréquemment consultées ou résultats de réponses antérieures, améliorant la réactivité et réduisant la latence du réseau au lieu de requêtes répétées à la base de données.
  • Évolutivité géographique : Ajout de nouveaux nœuds dans un espace physique sans affecter le temps de communication entre les nœuds, ce qui garantit que les systèmes distribués peuvent gérer efficacement le trafic global.
  • Évolutivité administrative : En gérant de nouveaux nœuds ajoutés au système, ce qui minimise la surcharge administrative.

Le suivi ou supervision distribuée est une méthode pour superviser les applications construites sur une architecture de microservices qui sont généralement déployés dans les systèmes distribués. Un système de supervision surveille le processus étape par étape, aidant les développeurs à découvrir les erreurs, les goulots d’étranglement, la latence ou d’autres problèmes liés à l’application. L’importance de la supervision dans les systèmes distribués réside dans le fait qu’il est possible de suivre plusieurs applications et processus simultanément à travers de nombreux nœuds et environnements informatiques simultanés, qui sont devenus monnaie courante dans les architectures des systèmes d’aujourd’ hui (sur site, dans le cloud ou dans des environnements hybrides), qui exigent également stabilité et fiabilité dans leurs services.

Le rôle crucial de la supervision dans la stabilité

Pour optimiser l’administration des systèmes informatiques et atteindre l’efficacité dans la fourniture des services informatiques, il est indispensable la supervision des systèmes appropriée, car les données dans les systèmes de supervision et les journaux permettent de détecter les problèmes possibles et d’analyser les incidents pour non seulement réagir mais être plus proactifs.

Outils essentiels et meilleures pratiques

Un outil essentiel est un système de supervision axé sur les processus, la mémoire, le stockage et les connexions réseau, avec les objectifs suivants :

• Exploitez au mieux les ressources matérielles d’une entreprise.
• Signaler d’éventuels problèmes.
• Prévenir les incidents et détecter les problèmes.
• Réduire les coûts et les temps de mise en œuvre des systèmes.
• Améliorer l’expérience utilisateur et la satisfaction client.

En plus du système de supervision, les meilleures pratiques doivent être mises en œuvre pour établir un protocole de résolution des incidents, ce qui fera une grande différence pour résoudre les problèmes ou simplement réagir, sur la base de :

• Prévision et prévention. Les outils de supervision appropriés permettent non seulement d’agir à temps, mais également d’analyser pour prévenir les problèmes qui ont un impact sur les services informatiques.
• Personnaliser les alertes et les rapports qui sont vraiment nécessaires et qui vous permettent la meilleure visualisation de l’état et des performances du réseau et des équipements.
• S’appuyer sur l’automatisation, en profitant des outils qui ont certaines règles prédéfinies.
• Documenter les changements (et leur suivi) dans les outils de supervision des systèmes, qui facilitent leur interprétation et leur audit (qui et quand a apporté des modifications).

Enfin, il est recommandé de choisir le bon outil en fonction de l’environnement informatique et de la maturité de l’organisation, des processus métier critiques et de leur dispersion géographique.

Résilience de l’entreprise : supervision proactive

L’accès en temps réel pour connaître l’état des systèmes et des actifs informatiques critiques pour l’entreprise permet de détecter l’origine des incidents. Cependant, la résilience grâce à la supervision proactive est obtenue à partir de protocoles d’action pour résoudre efficacement les problèmes lorsqu’il est clair quoi et comment faire, en plus de disposer de données pour entreprendre des actions proactives et des alertes contre le remplissage des disques durs, les limites d’utilisation de la mémoire et les vulnérabilités possibles à l’accès aux disques, etc., avant qu’ils ne deviennent un problème possible, économisant ainsi les coûts et le temps du personnel informatique pour résoudre les incidents. Voyons quelques études de cas qui mettent en évidence la résolution rapide de problèmes.

• Cas Cajasol : Nous avions besoin d’un système qui avait une très grande usine de production disponible, dans laquelle différentes architectures et applications coexistaient, qui doivent être contrôlées et transparentes et proactives.
• Cas Fripozo : Il était nécessaire de connaître à temps les défauts et de les corriger dès que possible, car cela entraînait un pire service du département des systèmes au reste de l’entreprise.

Optimisation des performances : stratégies de supervision efficace

La supervision constante des systèmes permet de gérer les défis de performance, car elle permet d’identifier les problèmes avant qu’ils ne deviennent une suspension ou une défaillance totale empêchant la continuité des activités, sur la base de :

• Collecte de données sur les performances et l’état des systèmes.
• Affichage des métriques pour détecter les anomalies et les modèles de comportement des équipements, des réseaux et des applications.
• Génération d’alertes personnalisées, qui permettent d’agir en temps et en heure.
• Intégration avec d’autres plateformes et outils de gestion et d’automatisation.

Supervision avec Pandora FMS dans des environnements distribués

Supervision avec des agents

La supervision avec des agents est l’un des moyens les plus efficaces d’obtenir des informations détaillées sur les systèmes distribués. Un logiciel léger est installé sur les systèmes d’exploitation et collecte en permanence les données du système sur lequel il est installé. Pandora FMS utilise des agents pour accéder à des informations plus approfondies que les vérifications réseau, ce qui permet de superviser « de l’intérieur » les applications et les services sur un serveur. Les informations généralement collectées par la supervision avec des agents comprennent :

• Utilisation de l’UCT et de la mémoire.
• Capacité des disques.
• Processus en cours d’exécution.
• Services activés.

Supervision interne des applications

Vérifications à distance avec les agents – Mode Broker

Dans les scénarios où il est nécessaire de superviser une machine distante et qu’elle ne peut pas être atteinte directement à partir du serveur central Pandora FMS, le mode broker des agents installés dans les systèmes locaux est utilisé. L’agent broker effectue des vérifications à distance sur les systèmes externes et envoie les informations au serveur central, agissant en tant qu’intermédiaire.

Supervision réseau à distance avec proxy d’agent – Mode proxy

Lorsque vous souhaitez superviser un sous-réseau complet et que le serveur central de Pandora FMS ne peut pas y accéder directement, le mode proxy est utilisé. Ce mode permet aux agents sur des systèmes distants de transmettre leurs données XML à un agent proxy, qui les transmet ensuite au serveur central. Il est utile lorsqu’une seule machine peut communiquer avec le serveur central.

Supervision distribuée avec plusieurs serveurs

Dans les situations où il est nécessaire de superviser un grand nombre d’appareils et qu’un seul serveur ne suffit pas, plusieurs serveurs Pandora FMS peuvent être installés. Tous ces serveurs sont connectés à la même base de données, ce qui permet de répartir la charge et de gérer différents sous-réseaux de manière indépendante.

Supervision Distribuée Déléguée – Export Server

Lorsque des services de supervision sont fournis à plusieurs clients, chacun avec son installation indépendante de Pandora FMS, la fonctionnalité Export Server peut être utilisée. Ce serveur d’exportation permet d’avoir une vue consolidée de la supervision de tous les clients à partir d’une installation centrale de Pandora FMS, avec la possibilité de définir des alertes et des seuils personnalisés.

Supervision des réseaux distants avec vérifications locales et réseau – Satellite Server

Lorsqu’il est nécessaire de superviser un réseau externe de type DMZ et que des vérifications à distance et une supervision avec des agents sont nécessaires, le serveur Satellite est utilisé. Ce serveur Satellite est installé dans la DMZ et effectue des vérifications à distance, reçoit les données des agents et les transmet au serveur central de Pandora FMS. Il est particulièrement utile lorsque le serveur central ne peut pas ouvrir de connexions directes à la base de données du réseau interne.

Supervision des réseaux isolés sécurisés – Sync Server

Dans les environnements où la sécurité empêche d’ouvrir des communications à partir de certains emplacements, tels que des centres de données dans différents pays, Sync Server peut être utilisé. Ce composant, introduit dans la version 7 “Next Generation” de Pandora FMS, permet au serveur central d’initier des communications vers des environnements isolés, où un serveur Satellite et plusieurs agents sont installés pour la supervision.

La supervision distribuée avec Pandora FMS offre des solutions flexibles et efficaces pour s’adapter à diverses topologies de réseau dans des environnements distribués.

Conclusion :

Adopter les meilleures pratiques pour mettre en œuvre des systèmes distribués est essentiel pour développer la résilience des organisations dans des infrastructures et des services informatiques plus complexes à gérer, qui nécessitent une adaptation et une proactivité aux besoins des organisations en matière de performance, d’évolutivité, de sécurité et d’optimisation des coûts. Les stratèges informatiques doivent s’appuyer sur une supervision des systèmes plus robuste, plus informée et plus fiable, en particulier lorsque, dans les organisations d’aujourd’hui et de demain, les systèmes seront de plus en plus décentralisés (non plus dans un ou plusieurs centres de données, mais dans différents clouds) et s’étendront au-delà de leurs murs, avec des centres de données plus proches de leurs consommateurs ou utilisateurs finaux et plus de calcul de périphérie (Edge Computing). Pour donner un exemple, selon l’ Indice d’interconnexion global 2023 (GXI) de la société Equinix, les organisations interconnectent l’infrastructure Edge 20 % plus rapidement que le noyau. De plus, le même indice indique que 30 % de l’infrastructure numérique a été transférée à Edge Computing. Une autre tendance est que les entreprises sont de plus en plus conscientes des données pour connaître leur fonctionnement, leurs processus et leurs interactions avec les clients, à la recherche d’une meilleure interconnexion avec leur écosystème, directement avec leurs fournisseurs ou partenaires pour offrir des services numériques. Du côté de l’expérience des utilisateurs et des clients, il y aura toujours le besoin de services informatiques avec des réponses immédiates, stables et fiables 24 heures sur 24 et 365 jours par an.

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