Augmenter la disponibilité des applications JEE grâce au ...

IntroductionLe Clustering

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Augmenter la disponibilitédes applications JEE grâce au clustering :

Le projet open source JShaft

Jérôme Petit, Serge Petit & Pierre-H. Dezanneau

Serli Informatique, ITMatic

Jérôme Petit, Serge Petit & Pierre-H. Dezanneau RMLL 2006 - MiddleWare - Haute Disponibilité JEE

http://www.serli.com/

http://www.itmatic.com

http://www.rmll.info/

http://www.objectweb.org/


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SERLI & ITMatic

Serli : SSII de 50 personnesSystèmes d’informationsEmbarqué & temps réelSystèmes & réseauxMarquage de documents techniques

ITMatic : cabinet d’architecture JEEArchitecture et développement Java EE

Jérôme Petit RMLL 2006 - MiddleWare - Haute Disponibilité JEE


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SERLI & ITMatic

Des équipes impliquées dans l’Open SourceUtilisation massive de briques Open SourceContributions diverses au cours des projetsEngagement personnel par philosophie

Gestion de projets Open Source JavaJaasLounge : interopérabilité JAAS pour Java EEJShaft : gestion de clusters Java EED’autres projets en gestation



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SERLI & ITMatic : l’Open Source, pourquoi ?

Apports de notre engagement Open Source :

Une école de qualité techniqueDes compétences Up-to-DateLa crédibilité auprès de nos clients



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Plan

1 Le Clustering2 JOnAS3 Sequoia4 JShaft

RMLL 2006 - MiddleWare - Haute Disponibilité JEE


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Architectures n-tiersHaute DisponibilitéLe clusteringAvantagesLe clustering & JEEInconvénient

Architectures n-tiers

Applications orientés serveursChaque couche logicielle estcentralisée :

Présentation : Pages WebMétier : Serveurs d’applicationsDonnées : Base de données

Pierre-H. Dezanneau RMLL 2006 - MiddleWare - Haute Disponibilité JEE


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Avantages de la gestion centralisée

Architecture transparente pour l’utilisateur (un seul pointd’entrée)Mises à jour simplifiéesAdministration simplifiéeSécurité accrueGestion des transactions, ...



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InconvénientsHautes performances des serveurs requisesApparition des SPOF (Single Point of Failure)



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SPOF

Chaque tier est représentépar une machine unique



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SPOF

Une machine subit unedéfaillance



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SPOF

L’architecture complète estindisponible



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Problèmatique

ProblèmatiqueSupprimer les SPOF dans une architecture n-tiers

MoyensAugmenter la disponibilité des servicesÜ Solutions de clustering



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Une définition...

. Dispositifs visant à garantir la disponibilité d’un service.

Taux de disponibilité Durée d’indisponibilité97 11 jours98 7 jours99 3 jours et 15 heures99,9 8 heures et 48 minutes99,99 53 minutes99,999 5 minutes99,9999 32 secondes



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Principes

La redondance augmente la disponibilitéMettre en place un système hautement disponible prenddu temps



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Haute Disponibilité et Clustering

. Le clustering est une solution pour rendre une architecturen-tiers hautement disponible.



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Le clustering

Définition

Création d’un ou plusieurs clusters

Plusieurs ordinateurs vus comme une seule et unique machine

Noeuds connectés par un réseau haut débit

Chaque noeud travaille indépendamment des autres

Deux grands types de cluster

Clusters de calcul (Grid Computing)

Clusters de haute disponibilité



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Avantages

DéfinitionLe clustering permet :

Un meilleur support de la montée en chargeÜ ScalabilityAugmentation de la disponibilitéÜ Fail-OverPermet de répartir la chargeÜLoad-Balancing

4 Faible coût.



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Scalabilité

ObjectifsTraitement d’une requête :Ù temps tTraitement pour un ensemble de requêtes concurrentes :Ù temps proche de t



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Scalabilité

ProblèmatiqueComment supporter une charge importante ?



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Scalabilité

Ù Scalabilité verticale



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Scalabilité

Ù Scalabilité horizontale



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Scalabilité

Pour assurer la montée en charge d’une architecture n-tiers1 Augmenter les performances des serveurs

RAIDMémoireCPU...

2 Augmenter le nombre de noeud

Avantage

Ü Deuxième solution moins coûteuse



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Fail-Over

ObjectifsGarantir une continuité de service en cas de panne d’unemachine

Sans intervention humaineLa plus transparente possible pour l’utilisateur



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Fail-Over

A est actifB surveille l’état de A



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Fail-Over

A subit une défaillance



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Fail-Over

B remplace AÜ Le service est toujours actif



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Fail-Over

. Une architecture de Fail-Over peut supporter une réplication d’état

Réplication de l’état

En mémoire centrale

Base de donnée unique

Système de fichier partagé

. Les mécanismes de réplication permettent la continuité de service

Coût de la continuité

La réplication de l’état implique des ressources supplémentaires



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Fail-Over

Coût de la continuitéLe Fail-Over peut être assuré avec la virtualisation desserveurs :

Plusieurs instances de serveursPlusieurs instances de systèmes d’exploitation

. Les besoins guident les choix de fonctionnalités du cluster



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Load Balancing

ObjectifsDistribution de la chargeDifférents algorithmes

Round-RobinWeight-BasedAléatoire

Différentes solutionsLogicielles : machine dédiéeMatérielles : DNS Round Robin (Cisco, ...)



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Load Balancing



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Load Balancing

AvantagesPerte d’un noeud :

Pas la rupture du serviceDiminution faible de la puissance CPU du cluster



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Le clustering et l’architecture JEE

Un niveau d’abstraction supplémentaire. Un cluster est constitué de plusieurs instances du serveurJEE pouvant être hébergées par un ou plusieurs ordinateurs



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Inconvénients

La complexité de mise en oeuvre...Les fonctionnalités disponibles...Les systèmes de gestion de cluster...

6 varient énormement d’un produit à un autre.



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PrésentationJOnAS et le clusteringDémonstration

Présentation

Lien

Version actuelle : JOnAS 4.7.4

JOnAS est un serveur d’application open-source conformeaux spécifications Sun J2EE 1.4Un projet du consortium ObjectWebCommunauté très active


http://jonas.objectweb.org/

http://jonas.objectweb.org/


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Exemple SampleCluster2

SampleCluster2Disponible depuis la version 4.5 de JOnAS Lien

Intégration de l’outil newjc Lien

Objectifs de newjcOutil de création d’une configuration de cluster JOnASSimplicité de mise en oeuvreDéploiement d’une application de test


http://jonas.objectweb.org/current/doc/howto/Clustering.html

http://jonas.objectweb.org/current/doc/Tools.html#Tools-newjc


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Architecture de la démonstration



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Exemple SampleCluster2

Fonctionnalités mises en oeuvreRépartiteur de charge HTTPRéplication de sessions HTTPRéplication de l’état des EJB

DisponiblesFail-Over et Load-Balancing pour le tier Web et pour le tiermétier

Ü Démonstration sur une machine unique



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Fonctionnement

SampleCluster23 types d’EJB sont utilisés (Stateless et Statefull SessionBean, Entity Bean)Au premier appel de la JSP :Un Statefull Session Bean estcréé et sa référence est ajoutée à la session HTTPAux appels suivants :

Un Stateless Session Bean est créé, les informations qu’ilcontient sont ajoutées au Statefull Session BeanLa page JSP affiche les informations recueillies par leStatefull Session Bean

Toutes les 10 instanciations du Stateless Session Bean, unEntity Bean est créé



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Démonstration



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PrésentationFonctionnementDémonstration

Sequoia

Serge Petit RMLL 2006 - MiddleWare - Haute Disponibilité JEE


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Présentation

ButsQue la base de données ne soit plus un SPOFRépartition de charge

Ü Sequoia est la suite de C-JDBC.

C-JDBC fut au départ réalisé par l’INRIA, puis d’autrescontributeurs ont rejoint le projet. Sequoia est hebergé parContinuent.org, et une partie des premiers contributeurstravaille pour Continuent Inc.

http ://c-jdbc.objectweb.org LGPLhttp ://sequoia.continuent.org Apache v2


http://c-jdbc.objectweb.org

http://sequoia.continuent.org


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Fonctionnement



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Fonctionnement

Remplacement du driver JDBC : transparent pour l’application



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Raidb 0



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Raidb 1



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Raidb 2

Image extraite de la documentation officielle du projet SequoiaSerge Petit RMLL 2006 - MiddleWare - Haute Disponibilité JEE


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Raidb 0-1



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Raidb 1-0



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Limitations

java.sql.Array et java.sql.Ref non supportésConnections XA (transactions distribuées) voir le projetXAPool pour le support de XA avec Sequoia


http://xapool.experlog.com/


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Démonstration



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PrésentationConception techniqueVersion actuelleDémonstration

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Présentation

Lien

JShaft est...un projet libredont le but est de configurer etd’administrer simplement"une architecture clusterisée"


http://www.jshaft.org/


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Présentation

Rappel des principaux obstacles à la création d’un clusterLa complexité de mise en oeuvreÜ Solution : Stocker les procédures de configuration et lesautomatiserDes systèmes de gestion de cluster non standardiséÜ Solution : Un système d’administration unique



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Production du fichier de configuration



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Production du fichier de configuration

Deux moyens de génération

En éditant directement le fichier XML (en respectant lescontraites du schéma XSD)En passant par une interface graphique :Assitant de configuration (Démonstration)



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Architecture globale



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Architecture serveur d’administration



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Conception technique



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Conception technique

Briques logicielles

Parseurs XML (JAXP, JAXB)Modification des fichiers XML existantsGestion du fichier de configuration

Log4jAntJUnit



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Version actuelle

DisponibleAlpha Release Lien

Une documentation en ligne Lien

2 plugins

Plugins

Apache/Mod_JK + JOnAS ou TomcatÜ Création d’une configuration automatique


http://www.jshaft.org/

http://www.jshaft.org/doc/


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Plugins

Disponible

Apache/Mod_JK et JOnAS

Apache/Mod_JK and Tomcat

Ü Création d’une configurationautomatique, composée :

d’un répartiteur de charge

d’un dispositif de réplication desessions



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RoadMap

Prochaine Release1 Création du plugin Sequoia2 Conversion des sources en tâches Ant3 Outil de supervision en version alpha



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Comment contribuer à JShaft ?

Production de pluginsProposer des modifications du schéma XSDRédaction de documentation



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Architecture de la démonstration



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Remerciements

Merci :Aux organisateurs des RMLLAu consortium ObjectWebStéphane TraumatBenoit Pelletier


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