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Etude, conception et implémentation d'un cluster low-cost haut disponibilité de Raspberry Pi 3


par Rodrigue Tchuenche
Institut Africain d'Informatique (IAI) - Ingénieur 2016
  

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3.4 Conception du cluster

Après avoir fait un état de l'art sur les clusters existants et fait une analyse par rapport à notre travail, nous allons dans cette partie présenter les différentes architectures à implémenter pour notre cluster. Nous avons opté implémenter un cluster de répartition de charge (Load Balancing) auquel nous allons coupler un cluster haute disponibilité et implémenter par la suite un cluster Docker Swarm.

3.4.1 Nombre de Noeuds du Cluster

Notre cluster sera formé de dix (10) noeuds Raspberry Pi. Nous avons choisi la dernière version de Raspberry Pi à l'heure actuelle c'est à dire le Raspberry Pi 3 Modele B (voir section 2.2.1.6). Les dix noeuds seront repartis ainsi :

36 IAI Gabon

* deux (02) noeuds serveurs maitres HAProxy (Load Balancer)

Sur ces deux noeuds maitres nous allons virtualiser l'addresse IP d'accès au cluster pour garantir la haute disponibilité. Un des deux maitres sera actif à un moment donné tandis que l'autre sera passif et prêt à prendre le relais dès que le maitre principal tombe.

NB : Ces deux noeuds seront aussi maitre pour le cluster Docker Swarm. * huit (08) noeuds serveurs esclaves

Sur ces huit noeuds, nous allons déployer les différentes applications containerisées8 de l'entreprise comme Odoo par exemple et planifier la répartition de charge dessus (Load Balancing).

NB : Les noeuds maitres peuvent aussi jouer le rôle des noeuds esclaves, c'est à dire contenir des applications containerisées.

3.4.2 Adressage IP du Cluster

En fonction de certaines contraintes du réseau local de l'entreprise, nous avons choisi la plage d'adresse suivante pour adresser les noeuds du cluster.

Adresse du cluster :

-- adresse réseau : 172.16.0.0 -- masque réseau : 255.255.0.0 -- passerelle : 172.16.0.1

Nous avons utilisé la plage allant de 172.16.0.50 à 172.16.0.60 pour adresser les noeuds

du cluster. L'adresse 172.16.0.50 étant la seule adresse d'accès du cluster les autres étant les

adresses internes au cluster.

Noeud Consul: 172.16.0.51

Noeud Master1 (actif) 172.16.0.52

Noeud Master2 (passif) 172.16.0.56

Noeud exclave Simple: 172.16.0.53; 172.16.0.54; 172.16.0.55; 172.16.0.57; 172.16.0.58; 172.16.0.59;

172.16.0.60

Les noms des hôtes vont de "black-pearl1 à black-pearl10".

3.4.3 Constituant de chaque noeud

Comme nous l'avions dejà insinué plus haut, les noeuds du cluster seront des Raspberry Pi. Les Raspberry Pi sont à processeur ARM et supportent certains versions derivées du système d'exploitation Linux telles que RASPBIAN, ARCHLINUX, ALPINELINUX, HYPRIOT OS et bien d'autres (voir section 2.2.1). Pour notre travail, nous avons utilisé le système HYPRIOT OS et ce pour des raisons suivantes :

-- ce système a été nativement conçu pour Raspberry

8. Installer dans un Docker

c~Tchuenché Rodrigue Élève Ingénieur En Informatique 36

37 IAI Gabon

-- Ce système intègre déjà le moteur Docker pour gérer les Docker et le Docker Swarm

-- Ce système est facile à installer

-- Ce système permet l'utilisation de HAProxy et Heartbeat

-- Ce système permet le fonctionnement de beaucoup d'applications y compris l'application

phare de notre travail.

Au dessus du système HYPRIOT OS de chaque Raspberry (Noeud) nous allons:

· Pour les noeuds maitre

-- configurer les Docker maitres -- configurer les Docker esclaves -- installer et configurer HAProxy -- installer et configurer Heartbeat

· Pour les noeuds esclaves

-- configurer les Docker esclaves

-- installer les applications containerisées

3.4.4 Architecture de notre cluster

Vu que nous avons superposé plusieurs types de clusters à savoir :

-- cluster de répartition de charge

-- cluster de haute disponibilité

-- cluster Docker Swarm

Nous allons dans la suite présenter deux architectures de cluster que nous allons implémenter :

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