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Vue d’ensemble de l’équilibrage de la charge réseau

Publication: février 2012

Mis à jour: août 2012

S'applique à: Windows Server 2012

Cette rubrique fournit une vue d’ensemble de la fonctionnalité d’équilibrage de la charge réseau dans Windows Server 2012. En gérant deux serveurs ou davantage sous forme de cluster virtuel unique, l’équilibrage de la charge réseau améliore la disponibilité et l’extensibilité des applications de serveur Internet, telles que celles utilisées sur les serveurs Web, FTP, de pare-feu, proxy, de réseau privé virtuel, ainsi que sur d’autres serveurs stratégiques. Cette rubrique décrit la fonctionnalité d’équilibrage de la charge réseau et fournit des liens vers des informations supplémentaires sur la création, la configuration et la gestion des clusters d’équilibrage de la charge réseau.

Vouliez-vous dire…

La fonctionnalité d’équilibrage de la charge réseau dans Windows Server 2012 distribue le trafic sur plusieurs serveurs à l’aide du protocole réseau TCP/IP. En combinant plusieurs ordinateurs qui exécutent des applications dans Windows Server 2012 dans un cluster virtuel unique, l’équilibrage de la charge réseau procure une fiabilité et des performances accrues pour les serveurs Web et autres serveurs critiques.

Les serveurs d’un cluster d’équilibrage de la charge réseau sont appelés hôtes et chacun d’eux exécute une copie distincte des applications de serveurs. L’équilibrage de la charge réseau répartit les demandes de client entrantes entre les hôtes du cluster. Vous pouvez configurer la charge qui doit être gérée par chaque hôte. Vous pouvez également ajouter des hôtes de façon dynamique au cluster afin de traiter une charge accrue. L’équilibrage de la charge réseau dirige également tout le trafic vers un seul hôte désigné, appelé hôte par défaut.

La figure suivante illustre deux clusters d’équilibrage de la charge réseau connectés. Le premier cluster se compose de deux hôtes et le second cluster de quatre hôtes.

Figure 1   Clusters d’équilibrage de la charge réseau

L’équilibrage de la charge réseau permet de traiter tous les ordinateurs du cluster à l’aide du même ensemble d’adresses IP. Il permet également de conserver un ensemble d’adresses IP dédiées uniques pour chaque hôte. Pour les applications à charge équilibrée, en cas d’échec ou de passage hors connexion d’un hôte, la charge est automatiquement redistribuée entre les ordinateurs toujours en cours de fonctionnement. Lorsqu’il est prêt, l’ordinateur hors connexion peut rejoindre de manière transparente le cluster et récupérer sa part de la charge, ce qui permet aux autres ordinateurs du cluster de traiter moins de trafic.

L’équilibrage de la charge réseau est utile pour s’assurer que les applications sans état, par exemple les serveurs Web qui exécutent Internet Information Services (IIS), sont disponibles avec un temps d’interruption minimal et qu’elles sont extensibles (via l’ajout de serveurs supplémentaires au fur et à mesure de l’augmentation de la charge). Les sections suivantes expliquent comment l’équilibrage de la charge réseau prend en charge la haute disponibilité, l’extensibilité et la simplicité de gestion des serveurs en cluster qui exécutent ces applications.

Un système à haute disponibilité offre de manière fiable un niveau de service acceptable avec un temps d’immobilisation très faible. Pour offrir une grande disponibilité, l’équilibrage de la charge réseau comprend des fonctionnalités intégrées qui peuvent assurer automatiquement les tâches répertoriées ci-dessous :

  • détecter un hôte de cluster en panne ou hors connexion, puis le récupérer ;

  • équilibrer la charge réseau lors de l’ajout ou de la suppression d’hôtes ;

  • récupérer et redistribuer la charge dans un délai de dix secondes.

L’extensibilité est la mesure de la capacité d’un ordinateur, d’un service ou d’une application à répondre à des besoins croissants de performances. Pour les clusters d’équilibrage de la charge réseau, l’extensibilité correspond à la possibilité d’ajouter un ou plusieurs systèmes à un cluster existant lorsque la charge totale du cluster dépasse ses capacités. Pour assurer cette extensibilité, l’équilibrage de la charge réseau vous permet d’effectuer les opérations listées ci-après :

  • Équilibrer les demandes de charge dans le cluster d’équilibrage de la charge réseau pour des services TCP/IP individuels.

  • Prendre en charge jusqu’à 32 ordinateurs dans un seul cluster.

  • Équilibrer plusieurs demandes relatives à la charge du serveur (du même client ou de plusieurs clients) sur plusieurs hôtes du cluster.

  • Ajouter des hôtes au cluster d’équilibrage de la charge réseau au fur et à mesure de l’augmentation de la charge, sans entraîner un échec du cluster.

  • Supprimer des hôtes du cluster lorsque la charge diminue.

  • Permettre des performances élevées et un faible temps système via une mise en œuvre entièrement en pipeline. Le traitement en pipeline permet d’envoyer les demandes au cluster d’équilibrage de la charge réseau sans attendre la réponse à une demande précédente.

Pour assurer cette simplicité de gestion, l’équilibrage de la charge réseau vous permet d’effectuer les opérations listées ci-après :

  • Gérer et configurer plusieurs clusters d’équilibrage de la charge réseau et les hôtes du cluster à partir d’un seul ordinateur à l’aide du Gestionnaire NLB ou des applets de commande Windows PowerShell d’équilibrage de la charge réseau.

  • Spécifier le comportement d’équilibrage de la charge pour un seul port IP ou un groupe de ports à l’aide de règles de gestion des ports.

  • Définir des règles de port différentes pour chaque site Web. Si vous utilisez le même ensemble de serveurs à charge équilibrée pour plusieurs applications ou sites Web, les règles de port se basent sur l’adresse IP virtuelle de destination (à l’aide de clusters virtuels).

  • Diriger toutes les demandes clientes vers un seul hôte à l’aide de règles à hôte unique optionnelles. L’équilibrage de la charge réseau route les demandes clientes vers un hôte particulier qui exécute des applications spécifiques.

  • Bloquer l’accès réseau non souhaité à certains ports IP.

  • Activer la prise en charge du protocole IGMP (Internet Group Management Protocol) sur les hôtes du cluster afin de limiter la saturation des ports commutés (les paquets réseau entrants sont envoyés à tous les ports situés sur le commutateur) lors du fonctionnement en mode de multidiffusion.

  • Démarrer, arrêter et contrôler les actions d’équilibrage de la charge réseau à distance, à l’aide de commandes ou de scripts Windows PowerShell.

  • Afficher le journal des événements Windows pour vérifier les événements d’équilibrage de la charge réseau. L’équilibrage de la charge réseau consigne toutes les actions et modifications du cluster dans le journal des événements.

noteRemarque
La fonctionnalité d’équilibrage de la charge réseau dans Windows Server 2012 est généralement identique à celle offerte par Windows Server 2008 R2. Toutefois, certains détails relatifs aux tâches ont changé dans Windows Server 2012. Pour plus d’informations sur les nouvelles manières d’effectuer des tâches dans Windows Server 2012, voir Tâches de gestion courantes et navigation dans Windows Server 2012.

L’équilibrage de la charge réseau est installé en tant que composant du pilote réseau Windows standard. Ses opérations sont transparentes pour la pile de réseau TCP/IP. La figure suivante illustre la relation existant entre l’équilibrage de la charge réseau et les autres composants logiciels dans une configuration classique :

Relation entre NLB et les autres composants

Figure 2   Configuration de l’équilibrage de la charge réseau

La fonctionnalité d’équilibrage de la charge réseau inclut les aspects suivants :

  • Elle ne nécessite aucune modification du matériel pour pouvoir s’exécuter.

  • Elle fournit des outils d’équilibrage de la charge réseau pour configurer et gérer plusieurs clusters, ainsi que tous les hôtes de cluster, à partir d’un seul ordinateur distant ou local.

  • Elle permet aux clients d’accéder au cluster à l’aide d’un seul nom Internet logique et d’une seule adresse IP virtuelle, appelée adresse IP du cluster (elle conserve des noms individuels pour chaque ordinateur). L’équilibrage de la charge réseau autorise plusieurs adresses IP virtuelles pour les serveurs multirésidents.

    noteRemarque
    L’équilibrage de la charge réseau ne nécessite pas de serveurs multirésidents avec plusieurs adresses IP virtuelles dans le cas de clusters virtuels.

  • L’équilibrage de la charge réseau peut être lié à plusieurs cartes réseau, ce qui vous permet de configurer plusieurs clusters indépendants sur chaque hôte. La prise en charge de plusieurs cartes réseau diffère des clusters virtuels en ce sens que les clusters virtuels vous permettent de configurer plusieurs clusters sur une seule carte réseau.

  • Elle ne nécessite aucune modification des applications serveur pour que ces dernières puissent s’exécuter dans un cluster d’équilibrage de la charge réseau.

  • Elle peut être configurée pour ajouter automatiquement un hôte au cluster si cet hôte de cluster tombe en panne et s’il est ensuite remis en ligne. L’hôte ajouté peut démarrer le traitement des nouvelles demandes adressées au serveur par les clients.

  • Elle vous permet de mettre des ordinateurs hors connexion à des fins de maintenance préventive sans perturber les opérations de cluster sur les autres hôtes.

Voici la configuration matérielle requise pour l’exécution d’un cluster d’équilibrage de la charge réseau :

  • Tous les hôtes du cluster doivent résider sur le même sous-réseau.

  • Il n’existe aucune restriction sur le nombre de cartes réseau de chaque hôte. Par ailleurs, les différents hôtes peuvent avoir un nombre distinct de cartes.

  • Au sein de chaque cluster, toutes les cartes réseau doivent être soit multidiffusion, soit monodiffusion. L’équilibrage de la charge réseau ne prend pas en charge un environnement mixte de multidiffusion et de monodiffusion au sein d’un seul cluster.

  • Si vous utilisez le mode de monodiffusion, la carte réseau qui permet de gérer le trafic entre le client et le cluster doit prendre en charge la modification de son adresse MAC (Media Access Control).

Voici la configuration logicielle requise pour l’exécution d’un cluster d’équilibrage de la charge réseau :

  • Seul le protocole TCP/IP peut être utilisé sur la carte pour laquelle l’équilibrage de la charge réseau est activé sur chaque hôte. N’ajoutez pas d’autres protocoles (par exemple, IPX) à cette carte.

  • Les adresses IP des serveurs du cluster doivent être statiques.

noteRemarque
L’équilibrage de la charge réseau ne prend pas en charge le protocole DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). L’équilibrage de la charge réseau désactive le protocole DHCP sur chaque interface configurée.

Dans le Gestionnaire de serveur, utilisez l’Assistant Ajout de rôles et de fonctionnalités pour ajouter la fonctionnalité d’équilibrage de la charge réseau. Vous pouvez éventuellement installer les outils d’équilibrage de la charge réseau pour gérer un cluster d’équilibrage de la charge réseau local ou distant. Les outils à votre disposition sont le Gestionnaire d’équilibrage de la charge réseau et les applets de commande Windows PowerShell d’équilibrage de la charge réseau. Pour plus d’informations sur l’installation de ces fonctionnalités, voir Installer ou désinstaller des rôles, des services de rôle ou des fonctionnalités.

Pour ouvrir le Gestionnaire d’équilibrage de la charge réseau dans le Gestionnaire de serveur dans Windows Server 2012, cliquez sur Outils, puis sur Gestionnaire d’équilibrage de la charge réseau.

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