CA2206737C - Architecture en reseau de machine informatique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une architecture en réseau de machine informatique et s'intéresse plus particulièrement à la répartition de charge de serveurs de données.
Un serveur de données (3) est constitué d'au moins deux machines informatiques serveuses (1,2) aptes à fournir les mêmes services. Les machines informatiques serveuses (1,2) possèdent la même adresse physique MAC0 à laquelle est attribuéeune même adresse protocolaire réseau pour établir des connexions de machines clientes avec le serveur (3) considéré comme une machine virtuelle unique. Chaque machine informatique serveuse comprend des moyens de filtrage de façon à ce que chaque connexion d'une machine cliente (5,6,7,8,9,10) avec la machine virtuelle corresponde à une unique connexion effective avec une et une seule machine informatique serveuse (1 ou 2). Les moyens de filtrage de chaque machine informatique serveuse (1,2) prennent en compte au moins une indication d'état dechaque machine informatique serveuse (1,2) possédant la même adresse physique MAC0.
Un serveur de données (3) est constitué d'au moins deux machines informatiques serveuses (1,2) aptes à fournir les mêmes services. Les machines informatiques serveuses (1,2) possèdent la même adresse physique MAC0 à laquelle est attribuéeune même adresse protocolaire réseau pour établir des connexions de machines clientes avec le serveur (3) considéré comme une machine virtuelle unique. Chaque machine informatique serveuse comprend des moyens de filtrage de façon à ce que chaque connexion d'une machine cliente (5,6,7,8,9,10) avec la machine virtuelle corresponde à une unique connexion effective avec une et une seule machine informatique serveuse (1 ou 2). Les moyens de filtrage de chaque machine informatique serveuse (1,2) prennent en compte au moins une indication d'état dechaque machine informatique serveuse (1,2) possédant la même adresse physique MAC0.
Description
L'invention concerne une architecture en réseau de machine informatique et s'intéresse plus particulièrement à la répartition de charge de serveurs de données.
En l'absence de précision spécifique, on entend ici par machine informatique une machine physiquement constituée telle que par exemple un ordinateur.
Un serveur informatique permet d'offrir un ensemble de services à des utilisateurs disposant de machines clientes reliées à ce serveur au moyen de réseaux dont l'interconnexion constitue un réseau étendu. Un nombre croissant d'utilisateurs permet de diminuer les coûts d'élaboration des services offerts en lo répartissant ces coûts entre les différents utilisateurs. Cependant ce nombre croissant d'utilisateurs nécessite d'augmenter la capacité de charge du serveur.
D'autre part, pour satisfaire les utilisateurs, le serveur doit présenter une certaine fiabilité dans l'offre de ses services, par exemple en termes de tolérances aux fautes.
Si un serveur constitué d'une machine informatique permet de satisfaire une capacité de charge initiale d'utilisation sans défaillance de cette machine, il est possible d'obtenir une certaine fiabilité en ajoutant une deuxième machine informatique, disponible pour agir en secours de la machine initiale en cas de 2o défaillance de la machine initiale. La machine initiale devient à son tour disponible comme machine de secours après sa réparation. L'état de la technique propose différentes solutions pour faire prendre le relais d'une machine défaillante par une machine de secours, telles que des réplications actives ou des réplications passives d'applications exécutables sur ces machines pour satisfaire des services demandés dans les limites de la charge donnée d'utilisation. Cependant, la mise en oeuvre d'une deuxième machine nécessite d'augmenter en conséquence l'investissement matériel qui se répercute inévitablement sur les coûts des services offerts, alors que la machine de secours reste inutilisée en l'absence de défaillances de la machine initiale.
Si un serveur constitué d'une machine informatique permet de satisfaire une capacité de charge initiale d'utilisation de cette machine, il est possible d'augmenter cette capacité de charge initiale en ajoutant une deuxième machine informatique et
En l'absence de précision spécifique, on entend ici par machine informatique une machine physiquement constituée telle que par exemple un ordinateur.
Un serveur informatique permet d'offrir un ensemble de services à des utilisateurs disposant de machines clientes reliées à ce serveur au moyen de réseaux dont l'interconnexion constitue un réseau étendu. Un nombre croissant d'utilisateurs permet de diminuer les coûts d'élaboration des services offerts en lo répartissant ces coûts entre les différents utilisateurs. Cependant ce nombre croissant d'utilisateurs nécessite d'augmenter la capacité de charge du serveur.
D'autre part, pour satisfaire les utilisateurs, le serveur doit présenter une certaine fiabilité dans l'offre de ses services, par exemple en termes de tolérances aux fautes.
Si un serveur constitué d'une machine informatique permet de satisfaire une capacité de charge initiale d'utilisation sans défaillance de cette machine, il est possible d'obtenir une certaine fiabilité en ajoutant une deuxième machine informatique, disponible pour agir en secours de la machine initiale en cas de 2o défaillance de la machine initiale. La machine initiale devient à son tour disponible comme machine de secours après sa réparation. L'état de la technique propose différentes solutions pour faire prendre le relais d'une machine défaillante par une machine de secours, telles que des réplications actives ou des réplications passives d'applications exécutables sur ces machines pour satisfaire des services demandés dans les limites de la charge donnée d'utilisation. Cependant, la mise en oeuvre d'une deuxième machine nécessite d'augmenter en conséquence l'investissement matériel qui se répercute inévitablement sur les coûts des services offerts, alors que la machine de secours reste inutilisée en l'absence de défaillances de la machine initiale.
Si un serveur constitué d'une machine informatique permet de satisfaire une capacité de charge initiale d'utilisation de cette machine, il est possible d'augmenter cette capacité de charge initiale en ajoutant une deuxième machine informatique et
2 en répartissant la charge d'utilisation entre la machine initiale et la deuxième machine, celles-ci fonctionnant simultanément.
Pour obtenir une certaine fiabilité du serveur à capacité de charge augmentée, on pourrait adjoindre à chaque machine se répartissant la nouvelle capacité de charge, une machine de secours. Ceci présenterait l'inconvénient de multiplier par quatre le coût d'investissement matériel. Pour limiter l'augmentation d'investissement matériel résultant, une solution est de n'ajouter que deux machines à la machine initiale, une première machine pour augmenter la capacité de charge et lo une deuxième machine pour servir de secours en cas de panne de la machine initiale ou de la première machine pour augmenter la capacité de charge.
L'ajout de deux machines informatiques pour constituer un serveur permet ainsi d'augmenter sa capacité et d'obtenir une certaine fiabilité du serveur.
On sait que chaque machine informatique connectée sur un réseau local possède une adresse physique qui permet de la distinguer physiquement sur ce réseau local. Cette adresse physique est connue dans la littérature sous le nom d'adresse MAC (abréviation de Medium Access Control en anglais qui signifie 2o Contrôle d'Accès au Support). Cette adresse nécessite essentiellement d'être connue du protocole propre au réseau local qui fait parvenir des paquets de données d'un message destinés à une machine spécifiquement concernée. Chaque réseau local possède un protocole propre, de type connu sous le nom Ethernet, TokenRing ou autre, adapté à sa configuration matérielle. L'échange de messages Zs avec des machines d'autres réseaux locaux distants, connectés au moyen d'un réseau étendu, nécessite une couche protocolaire supérieure qui identifie chaque machine au moyen d'une adresse telle que par exemple celle communément appelée adresse IP dans la littérature pour désigner "protocole inter-réseau".
Les explications qui suivent se réfèrent à la couche protocolaire IP, on peut envisager de 30 les retranscrire pour se référer à d'autres couches protocolaires de même niveau telles que par exemple DECNET ou SNA. Ceci permet de s'affranchir de la disparité
de protocoles et de configurations matérielles des réseaux locaux. La connaissance de l'adresse IP d'une machine suffit alors à identifier cette machine sur le réseau étendu. Un routeur comprend une table de translation qui permet de faire
Pour obtenir une certaine fiabilité du serveur à capacité de charge augmentée, on pourrait adjoindre à chaque machine se répartissant la nouvelle capacité de charge, une machine de secours. Ceci présenterait l'inconvénient de multiplier par quatre le coût d'investissement matériel. Pour limiter l'augmentation d'investissement matériel résultant, une solution est de n'ajouter que deux machines à la machine initiale, une première machine pour augmenter la capacité de charge et lo une deuxième machine pour servir de secours en cas de panne de la machine initiale ou de la première machine pour augmenter la capacité de charge.
L'ajout de deux machines informatiques pour constituer un serveur permet ainsi d'augmenter sa capacité et d'obtenir une certaine fiabilité du serveur.
On sait que chaque machine informatique connectée sur un réseau local possède une adresse physique qui permet de la distinguer physiquement sur ce réseau local. Cette adresse physique est connue dans la littérature sous le nom d'adresse MAC (abréviation de Medium Access Control en anglais qui signifie 2o Contrôle d'Accès au Support). Cette adresse nécessite essentiellement d'être connue du protocole propre au réseau local qui fait parvenir des paquets de données d'un message destinés à une machine spécifiquement concernée. Chaque réseau local possède un protocole propre, de type connu sous le nom Ethernet, TokenRing ou autre, adapté à sa configuration matérielle. L'échange de messages Zs avec des machines d'autres réseaux locaux distants, connectés au moyen d'un réseau étendu, nécessite une couche protocolaire supérieure qui identifie chaque machine au moyen d'une adresse telle que par exemple celle communément appelée adresse IP dans la littérature pour désigner "protocole inter-réseau".
Les explications qui suivent se réfèrent à la couche protocolaire IP, on peut envisager de 30 les retranscrire pour se référer à d'autres couches protocolaires de même niveau telles que par exemple DECNET ou SNA. Ceci permet de s'affranchir de la disparité
de protocoles et de configurations matérielles des réseaux locaux. La connaissance de l'adresse IP d'une machine suffit alors à identifier cette machine sur le réseau étendu. Un routeur comprend une table de translation qui permet de faire
3 correspondre une adresse IP à une adresse MAC pour chaque machine appartenant au réseau local qu'il gère. Les machines directement connectées à un même réseau local pourraient communiquer au moyen de leurs adresses MAC. Cependant, pour rendre transparent aux couches applicatives le fait que les machines appartiennent s au réseau local ou au réseau étendu, il est préférable de les faire communiquer au moyen de leurs adresses IP sur le réseau local. Chaque machine comprend alors une table de translation assimilable à celle du routeur sur le réseau local.
Plusieurs adresses IP différentes peuvent correspondre à une mëme adresse MAC pour permettre de voir une même machine physique comme plusieurs machines virtuelles lo distinctes. Par contre, l'inverse n'est pas vrai car si plusieurs adresses MAC
correspondaient à une même adresse IP, le routeur ne saurait pas vers quelle machine physique émettre finalement un paquet de données.
Pour réaliser un serveur au moyen de trois machines informatiques tel que Is souhaité précédemment, la possibilité s'offre à l'homme du métier d'affecter à
l'adresse de chaque machine MAC1, MAC2, MAC3, une adresse IP1, IP2, IP3 dans le routeur qui gère un réseau local auquel appartiennent ces trois machines.
En autorisant un sous ensemble de machines clientes du réseau étendu à accéder au serveur par l'adresse IP1 et un sous ensemble complémentaire à accéder au 2o serveur par l'adresse IP2, l'homme du métier peut réaliser une répartition de charge sur les deux machines constituant le serveur avec les adresses MAC1 et MAC2.
La machine d'adresse MAC3 reste alors disponible comme machine de secours. Si par exemple, la machine d'adresse MAC2 présente un défaut, il suffit d'affecter l'adresse IP2 à la machine 3 et dans le routeur, de faire correspondre l'adresse IP2 à
2s l'adresse MAC3, en prenant bien entendu les précautions qui s'imposent dans le basculement de la machine d'adresse MAC2 sur la machine d'adresse MAC3.
Les solutions envisageables à partir des connaissances générales de l'homme du métier présentent cependant l'inconvénient de nécessiter un 3o investissement matériel dans deux machines supplémentaires pour satisfaire simultanément le besoin d'augmentation de capacité de charge et de fiabilité.
Un premier objet de l'invention est de satisfaire simultanément l'augmentation de capacité de charge et la fiabilité d'un serveur informatique en ajoutant une seule machine pour constituer ce serveur, permettant ainsi de réaliser une économie sur les coûts induits par l'évolution du dit serveur.
L'invention consiste alors en une architecture en réseau comprenant un s serveur de données constitué d'une machine informatique initiale à laquelle est ajoutée une machine informatique supplémentaire, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour répartir la charge d'utilisation du dit serveur entre ladite machine initiale et ladite machine supplémentaire, et des moyens pour réorienter la charge d'utilisation de l'une des deux machines vers l'autre machine lorsque l'une io dite des deux machines est en défaut.
Ainsi, la nouvelle capacité fournie par une seule machine supplémentaire est pleinement utilisable en absence de défaut sur les machines du serveur et ne revient à sa capacité initiale que le temps nécessaire à remettre en fonctionnement is la machine défaillante.
Un avantage supplémentaire procuré par l'invention est de permettre d'augmenter la capacité de charge d'un serveur de façon fiable au delà de celle offerte par deux machines, par itérations successives de l'enseignement ci-dessus 2o décrit.
L'invention consiste alors en une architecture en réseau comprenant un serveur de données constitué d'une machine informatique initiale, à laquelle sont ajoutées n machines informatiques supplémentaires, n étant un nombre entier 2s supérieur ou égal à un, caractérisée en ce que sont mis en oeuvre dans chaque machine, des moyens pour répartir la charge d'utilisation du dit serveur entre les dites machines, et des moyens pour réorienter la charge d'utilisation de l'une du nombre n+1 de machines ainsi constitué vers l'une ou plusieurs des machines restées disponibles lorsque l'une dite des n+1 machines est en défaut.
Nous avons vu précédemment qu'un moyen possible pour réaliser une répartition ou inclusivement une réorientation de charge entre différentes machines du réseau comprenant le serveur de données, est de créer a priori différents sous ensembles de machines clientes sur le réseau étendu, chaque sous ensemble se s connectant à une machine distincte qui constitue le serveur. Une répartition équitable des ressources offertes par les machines du serveur aux différents sous ensembles de machines clientes nécessite de prévoir au mieux la charge du serveur induite par ces différents sous ensembles. Toute défaillance de l'une des machines s qui constituent le serveur, a des répercussion sur l'état du routeur qui doit modifier en conséquence ses tables de translation d'adresses IP vers adresses MAC.
D'autre part, une telle répartition de charge est figée et non maîtrisée par les machines serveuses car elle dépend des machines clientes.
io On obtiendrait une plus grande souplesse si toutes les machines clientes voyaient l'ensemble des machines qui constituent le serveur comme une seule machine virtuelle, accessible au moyen d'une unique adresse IP, dite adresse IPV
pour désigner une correspondance virtuelle. Le problème se pose alors de faire correspondre différentes adresses MAC à cette mëme adresse IPV. On peut Is concevoir d'intercaller entre machines clientes et machines serveuses, une couche applicative qui réalise une translation d'une adresse IPV vers différentes adresses IPP en fonction de critères logiciels de répartition de charge, chaque adresse IPP
désignant l'une des machines serveuses.
2o La solution évoquée présente cependant certains inconvénients. La translation IPV vers IPP nécessite un traitement supplémentaire qui se ressentira inévitablement sur les temps d'accès aux différentes machines du serveur.
D'autre part, l'application qui effectue la translation IPV vers IPP nécessite une machine pour s'exécuter. On pourrait utiliser un routeur spécialisé possédant des 2s fonctionalités pour exëcuter cette application, cependant cette solution n'est pas envisageable avec un routeur quelconque ne possédant pas ces fonctionalités.
Exécuter cette application dans l'une des machines du serveur, augmente le temps d'accès à la machine finale par transit intermédiaire d'un paquet à
transmettre sur la machine qui exécute l'application précédemment mentionnée, avant d'atteindre la 3o machine finale. Un inconvénient supplémentaire se présente si la machine qui exécute ladite application, est défaillante. II est alors nécessaire de transférer l'exécution de l'application sur une autre machine. Ceci risque de perturber l'accessibilité au serveur.
Un objet particulier de l'invention est de rendre transparent aux machines clientes d'un serveur de données informatiques la répartition de charge sur différentes machines qui constituent ledit serveur, quelques soient les modifications s de capacité de charge offerte par ces différentes machines du dit serveur, et ceci sans nécessiter de couche supplémentaire aux couches protocolaires réseau existantes si le serveur était constitué d'une unique machine.
L'invention consiste alors en une architecture en réseau comprenant un lo serveur de données constitué de plus d'une machine informatique serveuse, caractérisée en ce que - au moins deux machines informatiques serveuses possèdent la même adresse physique MAC, - une adresse protocolaire réseau IPV est affectée à ladite adresse physique is MAC pour établir des connexions de machines clientes avec une machine virtuelle unique, - chaque machine informatique serveuse comprend des moyens de filtrage de façon à ce que chaque connexion d'une machine cliente avec ladite machine virtuelle corresponde à une unique connexion effective avec une et une seule 2o machine informatique serveuse, - les dits moyens de filtrage de chaque machine informatique serveuse prennent en compte au moins une indication d'état de chaque machine informatique serveuse possédant la même adresse physique MAC.
2s Ainsi, les couches réseau et transport ne distinguent pas physiquement les machines informatiques serveuses, virtuellement vues, et ce jusqu'au niveau physique des liaisons, comme une seule machine informatique. Pour se différencier physiquement des autres machines adressées physiquement de façon identique, c'est chaque machine physique qui détermine son adaptabilité à rendre une liaison 3o effective en fonction de l'état des machines informatiques possédant la même adresse.
L'invention est particulièrement utile dans un procédé pour établir au moins une connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) d'un port NPC d'une machine cliente d'adresse protocolaire inter-réseau IPC avec un port NPS d'un serveur d'adresse protocolaire inter-réseau IPV constitué d'au moins deux machines informatiques ayant la même adresse physique MACO. Le procédé comprend une étape pour rendre effective la connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) avec une unique machine informatique d'adresse s MACO en fonction d'un critère sur la valeur IPC ou NPC déterminé par la machine informatique d'adresse MACO sur laquelle la connexion est effective et en fonction de l'état des autres machines d'adresse MACO.
Un avantage supplémentaire est procuré lorsque les moyens de filtrage lo assurent qu'aucune rupture de connexion ne s'effectue en cas d'arrêt programmé ou de démarrage d'une machine serveuse. Pour ce faire, le procédé comprend une étape transitoire sur changement d'état d'une machine d'adresse MACO dans laquelle des paquets de réinitialisation, émis sur détection de paquets ne correspondant pas à une connexion effective, ne sont pas transmis de la couche is réseau à la couche physique.
Un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, décrit en référence aux figures qui suivent, permet de mieux comprendre l'invention et l'enseignement qui en résulte.
La figure 1 présente une architecture avec un serveur constitué de deux machines informatiques ayant chacune une adresse physique distincte.
La figure 2 présente une architecture avec un serveur constitué de deux 2s machines informatiques, physiquement distinctes, ayant une même adresse physique.
La figure 3 présente un exemple de moyen de filtrage pour deux machines ayant la même adresse physique.
La figure 4 présente une architecture avec un serveur constitué de plus de deux machines informatiques, physiquement distinctes, ayant une même adresse physique.
La figure 5 présente un exemple de moyen de filtrage pour plus de deux machines ayant la même adresse physique.
s Sur la figure 1, un serveur 3 de données informatiques est constitué de deux machines informatiques 1 et 2 raccordées sur un réseau local 4. Chacune des machines 1 et 2 est équipée d'une carte réseau avec des adresses respectives MAC1 et MAC2 qui permettent de distinguer chacune des machines au niveau de la couche physique du réseau local 4.
lo Ainsi, une machine cliente 10 raccordée sur le réseau local 4 peut émettre des paquets de données vers la machine 1, respectivement la machine 2, en plaçant dans l'entête d'un paquet la valeur de l'adresse MAC1, respectivement la valeur de l'adresse MAC2. La machine cliente 10 étant équipée d'une carte réseau avec une is adresse MAC6, les machines 1 et 2 peuvent émettre des paquets de données vers la machine 10, en plaçant dans l'entête d'un paquet, la valeur de l'adresse MAC6.
Les machines clientes 5 à 9 ne sont pas raccordées directement au réseau local 4 et ne connaissent pas à priori les adresses MAC des machines 1 et 2 qui 2o sont propres à la constitution physique du réseau local 4 On définit alors une couche supérieure à la couche physique précédemment décrite de façon à ce que les machines 5 à 9 puissent établir des connexions avec les machines 1 et 2 au moyen d'un réseau étendu 12. Cette couche supérieure, 2s connue sous le nom de couche réseau affecte à chaque machine 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, respectivement une adresse IP1, IP2, IPC1, IPC2, IPC3, IPC4, IPCS, IPC6 de façon à distinguer chacune des machines sur le réseau étendu 12, indépendamment des connexions physiques qui relient ces machines.
3o Un routeur 13 est destiné à faire une corrélation entre la couche réseau et la couche physique sur le réseau local 4. Pour cela, il dispose d'une table de translation d'adresse qui, à chaque adresse de protocole inter-réseau IP1, IP2, IPC6 d'une machine 1, 2, 10 directement raccordée sur le réseau local 4, associe l'adresse MAC1, MAC2, MAC6 de la couche physique.
Ainsi, lorsqu'un paquet de données se présente avec, dans son entéte, une adresse IP concernant une machine du réseau local 4, le routeur 13 consulte sa table de translation pour déterminer l'adresse MAC correspondant à l'adresse IP de s destination. II place l'adresse ainsi déterminée dans l'entête du paquet de donnée.
De cette façon, la machine destinatrice du paquet de donnée le réceptionne au moyen de sa carte réseau lorsqu'elle voit passer ce paquet de données sur le réseau local 4. La table de translation est remplie grâce au protocole ARP.
Io La machine cliente 5 peut établir une connexion avec par exemple la machine 1, au moyen des adresses IP via le routeur 13. Les explications qui suivent restent valables pour la machine 2.
La machine 1 offre l'accès à différents services identifiés chacun au moyen Is d'un numéro de port serveur NPS. Pour accéder à l'un de ces services, la machine cliente 5 établit une connexion avec la machine 1. Cette connexion est identifiée au moyen d'un quadruplé (IPC1, NPC, IP1, NPS) où NPC est un numéro de port client qui permettra à la machine 5 de reconnaître à quelle requête d'accès correspond la connexion établie. La machine cliente génère les numéros NPC suivant un 2o algorithme qui lui est propre, très souvent en les choisissant dans une liste de numéros successifs disponibles.
Dans le quadruplé (IPC1, NPC, IP1, NPS), les valeurs IPC1 et IP1 permettent au routeur 13 d'établir physiquement la connexion entre la machine 1 et la machine 2s 5 au moyen de l'adresses MAC1 et de liaisons physiques sur le réseau étendu 12.
Le mécanisme précédemment expliqué reste valable pour les machines clientes 6 à 9 sur le réseau étendu 12 et pour la machine 10 sur le réseau local 4 qui, possèdant sa propre table de translation d'adresses, ne fait pas passer ses 3o paquets par le routeur 13.
Toutes les machines du serveur 3 sont aptes à offrir tous les services du serveur 3, chaque service étant identifié par un port NPS. Pour effectuer un partage de charge des connexions sur les machines 1 et 2 du serveur 3, il suffit de demander par exemple aux machines 5, 7 et 9 d'établir des connexions avec l'adresse IP1 et aux machines 6; 8 et 10 d'établir des connexions avec l'adresse IP2.
Si la machine 2 est mise en défaut, il est possible d'affecter à ce moment les s deux adresses IP2 et IP1 à la machine 1. Au moyen du protocole ARP, le routeur 13 modifie sa table de translation et l'adresse IP2 correspond à l'adresse MAC1.
Ainsi, la mise en défaut de la machine 2 reste transparente aux machines clientes qui continuent à établir des connexions avec les adresses IP1 et IP2 qui leur sont permises. Lorsque la machine 2 redevient valide, le routeur 13 met en oeuvre le lo protocole ARP de façon à revenir à la table de translation initiale dans laquelle les adresses IP2 et IP1 correspondent respectivement aux adresses MAC2 et MAC1.
Le mécanisme précédemment expliqué s'applique de façon symétrique si la machine 1 est mise en défaut.
ls Lors de la première mise en service d'une machine supplémentaire pour constituer le serveur 3, il faut informer les machines clientes d'une nouvelle répartition de façon à équilibrer la charge entre les différentes machines constituant le serveur 3. Un gestionnaire du serveur 3 définit un nouveau sous ensemble de 2o machines clientes auxquelles il demande de se connecter sur la nouvelle machine serveuse. La répartition de charge reste soumise aux décisions des machines clientes de se connecter effectivement sur la machine serveuse supplémentaire, ce dont n'est pas réellement maître le gestionnaire du serveur 3. Par contre la mise en défaut d'une machine ne remonte que jusqu'au routeur 13 et reste donc 2s transparente sur le réseau étendu 12.
Un avantage supplémentaire de l'invention est procuré par l'adressage de toutes les machines constituant le serveur 3 au moyen d'une seule adresse IPV
sur le réseau étendu 12, comme nous l'expliquons à présent en référence à la figure 2 3o pour deux machines.
Chacune des machines 1 et 2 est équipée d'une carte réseau avec la même adresse MACO. Ainsi, cette adresse commune MACO ne permet pas de distinguer chacune des machines au niveau de la couche physique sur le réseau local 4.
Les machines clientes établissent des connexions avec le serveur 3 au moyen d'une seule adresse de protocole inter-réseau nommée IPV car le serveur est vu virtuellement comme une seule machine, bien que constitué de deux s machines informatiques 1 et 2 différentes.
II est possible d'affecter plusieurs adresses IP de protocole inter-réseau à
une même adresse physique MAC. La machine 1 possède alors une adrésse IP1 de protocole inter-réseau pour lui réserver des connexions non partagées, au niveau de lo la couche réseau, avec la machine 2. De même, la machine 2 possède une adresse IP2 de protocole inter-réseau pour lui réserver des connexions non partagées, au niveau de la couche réseau, avec la machine 1. La table de translation d'adresses du routeur 13 fait correspondre aux trois adresses IP1, IP2 et IPV la même adresse physique MACO.
ls Quelle que soit l'adresse IP1, IP2 ou IPV figurant dans l'entête d'un paquet circulant sur le réseau local 4, ce paquet est réceptionné physiquement par les deux machines 1 et 2 car la table de translation le destine à l'adresse physique MACO
commune aux deux machines.
La réception d'un paquet adressé au moyen de l'adresse IPV ne pose pas de problème car chacune des deux machines 1 et 2 reconnaît que l'adresse IPV
correspond bien à l'adresse MACO dont elle est détentrice. Cependant, les paquets sont reçus sur les deux machines. II faut noter dans ce cas que la réception d'un 2s paquet adressé au moyen de l'adresse IP1 par la machine 2, respectivement d'un paquet adressé au moyen de l'adresse IP2 par la machine 1, risque d'engendrer un défaut émis par la machine 2, respectivement émis par la machine 1, car l'adresse IP1, respectivement l'adresse IP2, ne correspond pas à l'adresse MACO dans la machine 2, respectivement dans la machine 1.
II convient d'empêcher l'émission du défaut précédemment cité pour ne pas perturber les connexions.
II est possible de filtrer les paquets de données non destinés à une machine, en entrée de cette machine. II est alors nécessaire que la machine 1, respectivement la machine 2, détecte dans l'entête du paquet de données, l'adresse IP2, respectivement l'adresse IP1 avant le passage du paquet de données de la s couche physique à la couche réseau. Nous verrons dans la suite de la description que l'enseignement de l'invention peut s'étendre à plus de deux machines, il est alors nécessaire de filtrer, dans une machine considérée, les paquets de données pour toutes les adresses IP, détenues par les autres machines avec la même adresse MACO, qui ne sont pas détenues par la machine considérée.
lo II est encore possible de filtrer l'émission d'un défaut (ICMP redirect) généré
par l'incompatibilité d'une adresse IP avec l'adresse MACO d'une machine considérée, en sortie de cette machine.
ls Si la réception d'un paquet, adressé au moyen de l'adresse IPV, par toutes les machines, ne pose pas de problème, il faut cependant prendre garde au fait que toutes les machines recevant ce paquet peuvent être tentées d'émettre des paquets de données en réponses au paquet reçu. Si les paquets de données en réponse au paquet reçu sont identiques pour toutes les machines, cela ne pose pas de 2o problème supplémentaire car les protocoles de niveau supérieur tels TCP
sont prévus de façon standard pour gérer la perte et la duplication de paquets de données.
Si les paquets de données en réponse au paquet reçu sont différents pour au 2s moins deux machines, un problème se pose de savoir quels sont les paquets val ides.
Ce problème est résolu en dotant chacune des machines 1, 2, de moyens de filtrage de façon à ce que chaque connexion définie par un quadruplé (IPC, NPC, 3o IPV, NPS) ne soit effective qu'avec une seule des machines constituant le serveur 3.
La figure 3 présente un exemple préféré de moyens de filtrage à mettre en oeuvre.
Ces moyens de filtrage sont décrit à l'aide d'un graphe d'états propre à
chaque machine 1, 2 et mis en oeuvre au moyen d'un logiciel exécuté dans chaque machine 1, 2.
Les conventions suivantes sont utilisées pour lire ce graphe. Une flèche descendante fait passer l'état de la machine d'une étape à la suivante si la transition, représentée par un trait horizontal qui traverse cette flèche, est valide. Un double trait horizontal représente une disjonction logique de prise en compte lo d'étapes précédentes ou d'activation d'étapes suivantes. Un simple trait horizontal auquel arrivent ou duquel partent plusieurs flèches, représente une conjonction logique de prise en compte de plus d'une étape précédente ou d'activation de plus d'une étape suivante.
ls L'étape 15 représente l'état inactif de la machine, c'est-à-dire essentiellement que la machine ne réceptionne ni n'émet aucun paquet de données sur le réseau local 4.
La transition 16 démarre la machine pour la placer dans un état 2o correspondant à l'activation de l'étape 17, jusqu'à ce que la machine revienne dans l'état de l'étape 15, elle émet à intervalles réguliers des paquets de données sur le réseau local 4 pour signaler qu'elle est dans un état actif, c'est-à-dire apte à
accepter des connexions. Ces paquets de données sont par exemple adressés à
toutes les machines qui constituent le serveur 3, au moyen de l'adresse IPV et sont 2s caractéristiques de la machine qui les émets. Jusqu'à ce que la machine considérée revienne dans l'état de l'étape 15, elle réceptionne les paquets caractéristiques des états de chacune des machines constituant le serveur 3. Si la machine considérée détecte que l'autre machine est active, la transition 18 active l'étape 19. Si la machine considérée détecte que l'autre machine est inactive, la transition 20 active 30 l'étape 21.
En étape 19, la machine considérée accepte toute nouvelle connexion de type (IPC, NPC, IPV, NPS) qui lui est dédiée et ceci jusqu'à désactivation de l'étape 23. Différentes possibilités s'offrent pour dédier une connexion à la machine considérée. Par exemple, les connexions avec NPC impaire sont dédiées à la machine 1 et les connexions avec NPC paire sont dédiées à la machine 2.
Une même machine cliente peut être servie par la machine 1 ou la machine 2, s si la machine cliente incrémente son numéro NPC à chaque connexion, elle est alors alternativement servie par la machine 1 et la machine 2. II est possible aussi de dédier les connexions avec IPC impaire à la machine 1 et avec IPC paire à
la machine 2, une même machine cliente est alors servie systématiquement par la machine 1 ou systématiquement par la machine 2.
lo Le choix sur une adresse inter-réseau IPC ou sur un numéro de port NPC
d'une machine cliente constitue un critère déterministe pour dédier une connexion à
une machine serveuse unique parmi celles constituant le serveur 3.
ls A partir de l'étape 17, la machine considérée reçoit tous les paquets de données adressés physiquement sur l'adresse MACO. A partir de l'étape 19, la machine considérée filtre les paquets dont, soit l'adresse IPC, soit le numéro de port NPC, sont ceux de connexions qui ne lui sont pas dédiées. C'est-à-dire que la machine considérée ne réceptionne pas, au niveau de la couche réseau, ces 2o paquets. Elle peut par exemple constamment libérer la place mémoire que viennent occuper ces paquets.
Cependant, en étape 19, la machine considérée ne réceptionne pas encore tous les paquets dont, soit l'adresse IPC, soit le numéro de port NPC, sont ceux de zs connexions qui lui sont normalement dédiées. En effet, il se peut que certains de ces paquets soient liés à des connexions établies avec l'autre machine avant que la machine considérée n'atteigne l'étape 19. La machine considérée réceptionne alors les seuls paquets liés à une connexion établie avec elle. La machine considérée interprète les paquets reçus non liés à une connexion établie comme une erreur et 3o émet de ce fait un paquet de réinitialisation de connexion.
Comme nous l'avons vu précédemment, les paquets de réinitialisation sont filtrés en sortie, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas transmis à la couche physique de communication. Ces paquets sont en fait déviés pour remettre à zéro un compteur d'horloge dont l'atteinte d'un seuil prédéterminé est interprétée comme une probabilité nulle de recevoir des paquets de données non liés à une connexion établie avec la machine considérée. la transition 22 active alors l'étape 23.
s En étape 23, la machine considérée réceptionne tous les paquets dédiés. Les paquets de réinitialisation, sur détection de paquets réceptionnés non liés à
une connexion établie, ne sont plus filtrés en sortie, c'est-à-dire que le contrôle de sécurité sur la compatibilité des paquets reçus avec les connexions établies, fonctionne à nouveau. La machine considérée continue à accepter l'établissement lo de nouvelles connexions dédiées. Dès l'activation de l'étape 19, un compteur CPTD
non représenté, est incrémenté par chaque établissement de connexion dédiée et décrémenté par chaque destruction de connexion dédiée.
Sur demande d'arrët de l'autre machine, la transition 24 active l'étape 21.
Sur ls demande d'arrêt de la machine considérée, la transition 28 active l'étape 29.
En étape 21, la machine considérée accepte toute nouvelle connexion, dédiée ou non dédiée. Un compteur CPTND non représenté, est incrémenté par chaque établissement de connexion non dédiée et décrémenté par chaque 2o destruction de connexion non dédiée.
En étape 21, la machine considérée ne réceptionne pas encore nécessairement tous les paquets. En effet, il se peut que certains de ces paquets soient liés à des connexions établies avec l'autre machine avant que la machine 2s considérée n'atteigne l'étape 21. La machine considërée réceptionne alors les seuls paquets liés à une connexion établie avec elle. La machine considérée interprète les paquets reçus non liés à une connexion établie comme une erreur et émet de ce fait un paquet de réinitialisation de connexion.
3o Pour éviter de signaler des erreurs à mauvais escient, les paquets de réinitialisation ne sont pas transmis à la couche physique de communication mais déviés vers un compteur d'horloge qui fonctionne à la manière d'une temporisation en s'incrémentant régulièrement dans le temps. A chaque détection d'émission d'un paquet de réinitialisation, le compteur est remis à zéro. Ainsi l'atteinte d'un seuil prédéterminé signifie qu'aucun paquet de réinitialisation n'a été émis pendant la durée liée à ce seuil prédéterminé. Ceci est interprété comme l'absence de connexions établies sur l'autre machine. La transition 26 active alors l'étape 27.
s En étape 27, la machine considérée réceptionne tous les paquets, dédiés ou non dédiés. Les paquets de réinitialisation sur détection de paquets réceptionnés non liés à une connexion établie, ne sont plus filtrés en sortie, c'est-à-dire que le contrôle de sécurité, sur la compatibilité des paquets reçus avec les connexions établies, fonctionne à nouveau. La machine considérée continue à accepter lo l'établissement de toute nouvelle connexion, dédiée ou non dédiée. Sur demande d'arrêt de la machine considérée, la transition 28 active l'étape 29. Au démarrage de l'autre machine, la transition 30 active l'étape 31.
Au passage de la transition 28, la machine considérée informe l'autre ls machine de sa demande d'arrêt.
En étape 29, la machine considérée refuse l'établissement de toute nouvelle connexion et filtre tout paquet autre qu'un paquet lié à une connexion précédemment établie. Dès que tous les paquets liés à une connexion ont été
reçu 20 ou émis, cette connexion est détruite. Ceci décrémente ainsi le compteur CPTD ou le compteur CPTND.
Les compteurs CPTD et CPTND à zéro indiquent que plus aucune connexion n'est active sur la machine considéré. La transition 32 ramène alors la machine dans 2s l'état de l'étape 15.
En étape 31, la machine considérée refuse l'établissement de toute nouvelle connexion non dédiée et filtre tout paquet non dédié, autre qu'un paquet lié à
une connexion précédemment établie. Dès que tous les paquets liés à une connexion 3o non dédiée ont été reçus ou émis, cette connexion est détruite. Ceci décrémente le compteur CPTND.
Le compteur CPTND à zéro indique que plus aucune connexion non dédiée n'est active sur la machine considérée. La transition 34, puis les transitions 18 et 22, ramènent la machine considérée dans l'état de l'étape 23.
s En se référant à la figure 2, ni les machines clientes 5 à 9, ni le routeur 13, n'ont connaissance de l'état des machines 1 et 2.
Si les connexions (IPC1, NPC, IPV, NPS), (IPC3, NPC, IPV, NPS), (IPCS, NPC, IPV, NPS) sont dédiées à la machine 1, les connexions seront traitées par la lo machine 1, lorsque celle-ci sera dans l'étape 23 et par la machine 2 lorsque la machine 1 sera dans l'étape 15 avec la machine 2 dans l'étape 27.
Si les connexions (IPC2, NPC, IPV, NPS), (IPC4, NPC, IPV, NPS) sont dédiées à la machine 2, les connexions seront traitées par la machine 2 lorsque ls celle-ci sera dans l'étape 23 et par la machine 1 lorsque la machine 2 sera dans l'étape 15 avec la machine 1 dans l'étape 27.
Nous voyons ainsi que chacune des machines 1 et 2 dans l'étape 23 de son graphe d'état respectif, réalise un partage de charge des connexions. La machine 1 2o dans l'étape 27 avec la machine 2 dans l'étape 15 réalise la fonction de secours de la machine 2 par la machine 1. De même fa machine 2 dans l'étape 27 avec la machine 1 dans l'étape 15 réalise la fonction de secours de la machine 1 par la machine 2.
2s La machine 1 dans l'étape 19 et la machine 2 dans l'étape 31 correspondent à un état transitoire précédant le partage de charge. La machine 1 dans l'étape 29 et la machine 2 dans l'étape 21 correspondent à un état transitoire précédant le secours de la machine 1 par la machine 2.
3o On peut encore prévoir que lorsqu'une des machines clientes 5 à 9 établi une connexion avec le serveur 3 au moyen de l'adresse IPV, une connexion avec un port client NPC paire soit dédiée à la machine 2 et une connexion avec un port client NPC impaire soit dédiée à la machine 1. Les explications ci-dessus restent valables.
Sur la figure 4, le serveur 3 est constitué de n machines informatiques 1, 2, 35, 36, 37. Ici n=5, cependant les explications qui suivent restent valables pour un nombre quelconque de machines.
Plusieurs machines clientes 5 à 10 établissent des connexions avec le serveur 3 via le réseau étendu 12, au moyen du routeur 13. Chacune des machines clientes 5 à 10 étant identifiée par le routeur 13 au moyen d'un adresse de protocole inter-réseau IPC1 à IPC6, il est sans importance que les machines 8 et 9 ne soient io pas physiquement raccordées sur le réseau local 4 ou que la machine 10 soit physiquement raccordée sur le réseau local 4.
Pour envoyer une requête au serveur 3 et en recevoir une réponse, une machine cliente 5 établit une connexion avec une machine informatique du serveur.
Un avantage essentiel de l'invention est de pouvoir établir des connexions avec une machine quelconque du serveur 3 au moyen d'une unique adresse de protocole inter-réseau IPV, commune à toutes les machines du serveur 3. Toutes les machines du serveur 3 sont aptes à offrir tous les services du serveur 3, chaque service étant identifié par un port NPS. Pour envoyer une requête et recevoir une Zu réponse sur l'un de ses ports NPC, la machine 5 établit une connexion identifiable par un quadruplé (IPCS, NPC, IPV, NPS).
Cependant, la connexion (IPCS, NPC, IPV, NPS) est physiquement établie avec une seule machine du serveur 3 au moyen d'une fonction de filtrage, mise en oeuvre dans chaque machine.
La figure 5 présente un exemple préféré de moyens de filtrage à mettre en oeuvre.
,c~ Considérons l'une des machines 1, 2, 35, 36, 37 dans laquelle est mise en oeuvre la fonction de filtrage.
Au démarrage de la machine considérée, la transition 38 met la machine dans l'état de l'étape 39 où sont déterminées les connexions dédiées à cette machine.
A partir de l'étape 39, la machine considérée communique son état aux autres machines par émission régulière de paquets d'état semblables à ceux décrits en référence à la figure 3. Les paquets d'état émis par les autres machines du serveur s 3 permettent de déterminer un nombre k de machines actives.
La détermination des connexions dédiées peut se faire à partir des adresses IPC ou des numéros de port NPC. Les explications qui suivent sur un exemple de détermination à partir des numéros de port NPC sont valables pour une lo détermination à partir des adresses de machines clientes IPC.
Les connexions dédiées sont déterminées comme étant celles dont le reste de la division par k est égal à un nombre J, lui-même déterminé par la machine considérée.
Si un nombre J avait été déterminé avant modification du nombre k par démarrage ou arrêt d'une machine du serveur 3 et que ce nombre J est inférieur au nombre k actuel, celui-ci reste inchangé. Sinon, le nombre J est pris égal au nombre k.
Le couple (J, k) ayant ainsi défini une nouvelle répartition de connexions dédiées, la transition 40 active l'étape 41 et l'étape 43.
Dans l'étape 41, la machine considérée accepte toute nouvelle connexion qui 2s lui est dédiée et filtre les autres. A chaque nouvelle connexion qui se présente, la machine considérée divise le numéro de port NPC de cette connexion par k et compare le reste de la division au nombre J. Si le reste de la division est égal au nombre J, la connexion est acceptée.
3o Dans l'étape 41, les paquets de données acceptés sont ceux liés à une nouvelle connexion dédiée, acceptée après avoir franchi la transition 40.
Comme expliqué précédemment, la machine considérée émet des paquets de réinitialisation lorsqu'elle reçoit des paquets de données sensés être liés à une connexion dédiée mais pour lesquels il n'existe aucune connexion établie dans la machine considérée parce que la connexion pour ces paquets de données a été établie dans une autre machine avant le franchissement de la transition 40. Ces paquets de réinitialisation ne sont pas transmis à la couche physique mais servent à réarmer une temporisation. Lorsque la temporisation est écoulée, on considère qu'il n'existe plus s de connexions dédiées sur les autres machines et la transition 42 est valide.
Dans l'étape 43, la machine refuse toute nouvelle connexion non dédiée.
Cependant il peut exister des connexions non dédiées établies avec la machine considérée avant le franchissement de la transition 40. Ces connexions sont lo comptabilisées dans un compteur décrémenté à chaque destruction d'une de ces connexions. Le passage à zéro du compteur valide la transition 44.
Avant de franchir la transition 44, la machine considérée reçoit des paquets de données liés à des connexions non dédiées. Pour les paquets de données liés à
Is une connexion non dédiée qui n'est pas établie avec la machine considérée, la machine considérée émet des paquets de réinitialisations filtrés en sortie, c'est-à-dire non transmis à la couche physique du réseau local 4.
Le franchissement des transitions 42 et 44 active l'étape 45.
Dans l'étape 45, il n'existe plus de connexions non dédiées avec la machine considérée et il n'existe plus de connexions dédiées avec les autre machines.
Tous les paquets dédiés reçus sont normalement liés à une connexion établie avec la machine considérée. Les paquets de réinitialisation ne sont plus filtrés en sortie.
A tout moment, l'arrêt ou le démarrage d'une machine constituant le serveur 3, valide la transition 38 pour réactiver l'étape 39. Si l'arrët est celui de la machine considérée, aucune connexion ne lui sera dédiée.
Plusieurs adresses IP différentes peuvent correspondre à une mëme adresse MAC pour permettre de voir une même machine physique comme plusieurs machines virtuelles lo distinctes. Par contre, l'inverse n'est pas vrai car si plusieurs adresses MAC
correspondaient à une même adresse IP, le routeur ne saurait pas vers quelle machine physique émettre finalement un paquet de données.
Pour réaliser un serveur au moyen de trois machines informatiques tel que Is souhaité précédemment, la possibilité s'offre à l'homme du métier d'affecter à
l'adresse de chaque machine MAC1, MAC2, MAC3, une adresse IP1, IP2, IP3 dans le routeur qui gère un réseau local auquel appartiennent ces trois machines.
En autorisant un sous ensemble de machines clientes du réseau étendu à accéder au serveur par l'adresse IP1 et un sous ensemble complémentaire à accéder au 2o serveur par l'adresse IP2, l'homme du métier peut réaliser une répartition de charge sur les deux machines constituant le serveur avec les adresses MAC1 et MAC2.
La machine d'adresse MAC3 reste alors disponible comme machine de secours. Si par exemple, la machine d'adresse MAC2 présente un défaut, il suffit d'affecter l'adresse IP2 à la machine 3 et dans le routeur, de faire correspondre l'adresse IP2 à
2s l'adresse MAC3, en prenant bien entendu les précautions qui s'imposent dans le basculement de la machine d'adresse MAC2 sur la machine d'adresse MAC3.
Les solutions envisageables à partir des connaissances générales de l'homme du métier présentent cependant l'inconvénient de nécessiter un 3o investissement matériel dans deux machines supplémentaires pour satisfaire simultanément le besoin d'augmentation de capacité de charge et de fiabilité.
Un premier objet de l'invention est de satisfaire simultanément l'augmentation de capacité de charge et la fiabilité d'un serveur informatique en ajoutant une seule machine pour constituer ce serveur, permettant ainsi de réaliser une économie sur les coûts induits par l'évolution du dit serveur.
L'invention consiste alors en une architecture en réseau comprenant un s serveur de données constitué d'une machine informatique initiale à laquelle est ajoutée une machine informatique supplémentaire, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour répartir la charge d'utilisation du dit serveur entre ladite machine initiale et ladite machine supplémentaire, et des moyens pour réorienter la charge d'utilisation de l'une des deux machines vers l'autre machine lorsque l'une io dite des deux machines est en défaut.
Ainsi, la nouvelle capacité fournie par une seule machine supplémentaire est pleinement utilisable en absence de défaut sur les machines du serveur et ne revient à sa capacité initiale que le temps nécessaire à remettre en fonctionnement is la machine défaillante.
Un avantage supplémentaire procuré par l'invention est de permettre d'augmenter la capacité de charge d'un serveur de façon fiable au delà de celle offerte par deux machines, par itérations successives de l'enseignement ci-dessus 2o décrit.
L'invention consiste alors en une architecture en réseau comprenant un serveur de données constitué d'une machine informatique initiale, à laquelle sont ajoutées n machines informatiques supplémentaires, n étant un nombre entier 2s supérieur ou égal à un, caractérisée en ce que sont mis en oeuvre dans chaque machine, des moyens pour répartir la charge d'utilisation du dit serveur entre les dites machines, et des moyens pour réorienter la charge d'utilisation de l'une du nombre n+1 de machines ainsi constitué vers l'une ou plusieurs des machines restées disponibles lorsque l'une dite des n+1 machines est en défaut.
Nous avons vu précédemment qu'un moyen possible pour réaliser une répartition ou inclusivement une réorientation de charge entre différentes machines du réseau comprenant le serveur de données, est de créer a priori différents sous ensembles de machines clientes sur le réseau étendu, chaque sous ensemble se s connectant à une machine distincte qui constitue le serveur. Une répartition équitable des ressources offertes par les machines du serveur aux différents sous ensembles de machines clientes nécessite de prévoir au mieux la charge du serveur induite par ces différents sous ensembles. Toute défaillance de l'une des machines s qui constituent le serveur, a des répercussion sur l'état du routeur qui doit modifier en conséquence ses tables de translation d'adresses IP vers adresses MAC.
D'autre part, une telle répartition de charge est figée et non maîtrisée par les machines serveuses car elle dépend des machines clientes.
io On obtiendrait une plus grande souplesse si toutes les machines clientes voyaient l'ensemble des machines qui constituent le serveur comme une seule machine virtuelle, accessible au moyen d'une unique adresse IP, dite adresse IPV
pour désigner une correspondance virtuelle. Le problème se pose alors de faire correspondre différentes adresses MAC à cette mëme adresse IPV. On peut Is concevoir d'intercaller entre machines clientes et machines serveuses, une couche applicative qui réalise une translation d'une adresse IPV vers différentes adresses IPP en fonction de critères logiciels de répartition de charge, chaque adresse IPP
désignant l'une des machines serveuses.
2o La solution évoquée présente cependant certains inconvénients. La translation IPV vers IPP nécessite un traitement supplémentaire qui se ressentira inévitablement sur les temps d'accès aux différentes machines du serveur.
D'autre part, l'application qui effectue la translation IPV vers IPP nécessite une machine pour s'exécuter. On pourrait utiliser un routeur spécialisé possédant des 2s fonctionalités pour exëcuter cette application, cependant cette solution n'est pas envisageable avec un routeur quelconque ne possédant pas ces fonctionalités.
Exécuter cette application dans l'une des machines du serveur, augmente le temps d'accès à la machine finale par transit intermédiaire d'un paquet à
transmettre sur la machine qui exécute l'application précédemment mentionnée, avant d'atteindre la 3o machine finale. Un inconvénient supplémentaire se présente si la machine qui exécute ladite application, est défaillante. II est alors nécessaire de transférer l'exécution de l'application sur une autre machine. Ceci risque de perturber l'accessibilité au serveur.
Un objet particulier de l'invention est de rendre transparent aux machines clientes d'un serveur de données informatiques la répartition de charge sur différentes machines qui constituent ledit serveur, quelques soient les modifications s de capacité de charge offerte par ces différentes machines du dit serveur, et ceci sans nécessiter de couche supplémentaire aux couches protocolaires réseau existantes si le serveur était constitué d'une unique machine.
L'invention consiste alors en une architecture en réseau comprenant un lo serveur de données constitué de plus d'une machine informatique serveuse, caractérisée en ce que - au moins deux machines informatiques serveuses possèdent la même adresse physique MAC, - une adresse protocolaire réseau IPV est affectée à ladite adresse physique is MAC pour établir des connexions de machines clientes avec une machine virtuelle unique, - chaque machine informatique serveuse comprend des moyens de filtrage de façon à ce que chaque connexion d'une machine cliente avec ladite machine virtuelle corresponde à une unique connexion effective avec une et une seule 2o machine informatique serveuse, - les dits moyens de filtrage de chaque machine informatique serveuse prennent en compte au moins une indication d'état de chaque machine informatique serveuse possédant la même adresse physique MAC.
2s Ainsi, les couches réseau et transport ne distinguent pas physiquement les machines informatiques serveuses, virtuellement vues, et ce jusqu'au niveau physique des liaisons, comme une seule machine informatique. Pour se différencier physiquement des autres machines adressées physiquement de façon identique, c'est chaque machine physique qui détermine son adaptabilité à rendre une liaison 3o effective en fonction de l'état des machines informatiques possédant la même adresse.
L'invention est particulièrement utile dans un procédé pour établir au moins une connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) d'un port NPC d'une machine cliente d'adresse protocolaire inter-réseau IPC avec un port NPS d'un serveur d'adresse protocolaire inter-réseau IPV constitué d'au moins deux machines informatiques ayant la même adresse physique MACO. Le procédé comprend une étape pour rendre effective la connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) avec une unique machine informatique d'adresse s MACO en fonction d'un critère sur la valeur IPC ou NPC déterminé par la machine informatique d'adresse MACO sur laquelle la connexion est effective et en fonction de l'état des autres machines d'adresse MACO.
Un avantage supplémentaire est procuré lorsque les moyens de filtrage lo assurent qu'aucune rupture de connexion ne s'effectue en cas d'arrêt programmé ou de démarrage d'une machine serveuse. Pour ce faire, le procédé comprend une étape transitoire sur changement d'état d'une machine d'adresse MACO dans laquelle des paquets de réinitialisation, émis sur détection de paquets ne correspondant pas à une connexion effective, ne sont pas transmis de la couche is réseau à la couche physique.
Un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, décrit en référence aux figures qui suivent, permet de mieux comprendre l'invention et l'enseignement qui en résulte.
La figure 1 présente une architecture avec un serveur constitué de deux machines informatiques ayant chacune une adresse physique distincte.
La figure 2 présente une architecture avec un serveur constitué de deux 2s machines informatiques, physiquement distinctes, ayant une même adresse physique.
La figure 3 présente un exemple de moyen de filtrage pour deux machines ayant la même adresse physique.
La figure 4 présente une architecture avec un serveur constitué de plus de deux machines informatiques, physiquement distinctes, ayant une même adresse physique.
La figure 5 présente un exemple de moyen de filtrage pour plus de deux machines ayant la même adresse physique.
s Sur la figure 1, un serveur 3 de données informatiques est constitué de deux machines informatiques 1 et 2 raccordées sur un réseau local 4. Chacune des machines 1 et 2 est équipée d'une carte réseau avec des adresses respectives MAC1 et MAC2 qui permettent de distinguer chacune des machines au niveau de la couche physique du réseau local 4.
lo Ainsi, une machine cliente 10 raccordée sur le réseau local 4 peut émettre des paquets de données vers la machine 1, respectivement la machine 2, en plaçant dans l'entête d'un paquet la valeur de l'adresse MAC1, respectivement la valeur de l'adresse MAC2. La machine cliente 10 étant équipée d'une carte réseau avec une is adresse MAC6, les machines 1 et 2 peuvent émettre des paquets de données vers la machine 10, en plaçant dans l'entête d'un paquet, la valeur de l'adresse MAC6.
Les machines clientes 5 à 9 ne sont pas raccordées directement au réseau local 4 et ne connaissent pas à priori les adresses MAC des machines 1 et 2 qui 2o sont propres à la constitution physique du réseau local 4 On définit alors une couche supérieure à la couche physique précédemment décrite de façon à ce que les machines 5 à 9 puissent établir des connexions avec les machines 1 et 2 au moyen d'un réseau étendu 12. Cette couche supérieure, 2s connue sous le nom de couche réseau affecte à chaque machine 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, respectivement une adresse IP1, IP2, IPC1, IPC2, IPC3, IPC4, IPCS, IPC6 de façon à distinguer chacune des machines sur le réseau étendu 12, indépendamment des connexions physiques qui relient ces machines.
3o Un routeur 13 est destiné à faire une corrélation entre la couche réseau et la couche physique sur le réseau local 4. Pour cela, il dispose d'une table de translation d'adresse qui, à chaque adresse de protocole inter-réseau IP1, IP2, IPC6 d'une machine 1, 2, 10 directement raccordée sur le réseau local 4, associe l'adresse MAC1, MAC2, MAC6 de la couche physique.
Ainsi, lorsqu'un paquet de données se présente avec, dans son entéte, une adresse IP concernant une machine du réseau local 4, le routeur 13 consulte sa table de translation pour déterminer l'adresse MAC correspondant à l'adresse IP de s destination. II place l'adresse ainsi déterminée dans l'entête du paquet de donnée.
De cette façon, la machine destinatrice du paquet de donnée le réceptionne au moyen de sa carte réseau lorsqu'elle voit passer ce paquet de données sur le réseau local 4. La table de translation est remplie grâce au protocole ARP.
Io La machine cliente 5 peut établir une connexion avec par exemple la machine 1, au moyen des adresses IP via le routeur 13. Les explications qui suivent restent valables pour la machine 2.
La machine 1 offre l'accès à différents services identifiés chacun au moyen Is d'un numéro de port serveur NPS. Pour accéder à l'un de ces services, la machine cliente 5 établit une connexion avec la machine 1. Cette connexion est identifiée au moyen d'un quadruplé (IPC1, NPC, IP1, NPS) où NPC est un numéro de port client qui permettra à la machine 5 de reconnaître à quelle requête d'accès correspond la connexion établie. La machine cliente génère les numéros NPC suivant un 2o algorithme qui lui est propre, très souvent en les choisissant dans une liste de numéros successifs disponibles.
Dans le quadruplé (IPC1, NPC, IP1, NPS), les valeurs IPC1 et IP1 permettent au routeur 13 d'établir physiquement la connexion entre la machine 1 et la machine 2s 5 au moyen de l'adresses MAC1 et de liaisons physiques sur le réseau étendu 12.
Le mécanisme précédemment expliqué reste valable pour les machines clientes 6 à 9 sur le réseau étendu 12 et pour la machine 10 sur le réseau local 4 qui, possèdant sa propre table de translation d'adresses, ne fait pas passer ses 3o paquets par le routeur 13.
Toutes les machines du serveur 3 sont aptes à offrir tous les services du serveur 3, chaque service étant identifié par un port NPS. Pour effectuer un partage de charge des connexions sur les machines 1 et 2 du serveur 3, il suffit de demander par exemple aux machines 5, 7 et 9 d'établir des connexions avec l'adresse IP1 et aux machines 6; 8 et 10 d'établir des connexions avec l'adresse IP2.
Si la machine 2 est mise en défaut, il est possible d'affecter à ce moment les s deux adresses IP2 et IP1 à la machine 1. Au moyen du protocole ARP, le routeur 13 modifie sa table de translation et l'adresse IP2 correspond à l'adresse MAC1.
Ainsi, la mise en défaut de la machine 2 reste transparente aux machines clientes qui continuent à établir des connexions avec les adresses IP1 et IP2 qui leur sont permises. Lorsque la machine 2 redevient valide, le routeur 13 met en oeuvre le lo protocole ARP de façon à revenir à la table de translation initiale dans laquelle les adresses IP2 et IP1 correspondent respectivement aux adresses MAC2 et MAC1.
Le mécanisme précédemment expliqué s'applique de façon symétrique si la machine 1 est mise en défaut.
ls Lors de la première mise en service d'une machine supplémentaire pour constituer le serveur 3, il faut informer les machines clientes d'une nouvelle répartition de façon à équilibrer la charge entre les différentes machines constituant le serveur 3. Un gestionnaire du serveur 3 définit un nouveau sous ensemble de 2o machines clientes auxquelles il demande de se connecter sur la nouvelle machine serveuse. La répartition de charge reste soumise aux décisions des machines clientes de se connecter effectivement sur la machine serveuse supplémentaire, ce dont n'est pas réellement maître le gestionnaire du serveur 3. Par contre la mise en défaut d'une machine ne remonte que jusqu'au routeur 13 et reste donc 2s transparente sur le réseau étendu 12.
Un avantage supplémentaire de l'invention est procuré par l'adressage de toutes les machines constituant le serveur 3 au moyen d'une seule adresse IPV
sur le réseau étendu 12, comme nous l'expliquons à présent en référence à la figure 2 3o pour deux machines.
Chacune des machines 1 et 2 est équipée d'une carte réseau avec la même adresse MACO. Ainsi, cette adresse commune MACO ne permet pas de distinguer chacune des machines au niveau de la couche physique sur le réseau local 4.
Les machines clientes établissent des connexions avec le serveur 3 au moyen d'une seule adresse de protocole inter-réseau nommée IPV car le serveur est vu virtuellement comme une seule machine, bien que constitué de deux s machines informatiques 1 et 2 différentes.
II est possible d'affecter plusieurs adresses IP de protocole inter-réseau à
une même adresse physique MAC. La machine 1 possède alors une adrésse IP1 de protocole inter-réseau pour lui réserver des connexions non partagées, au niveau de lo la couche réseau, avec la machine 2. De même, la machine 2 possède une adresse IP2 de protocole inter-réseau pour lui réserver des connexions non partagées, au niveau de la couche réseau, avec la machine 1. La table de translation d'adresses du routeur 13 fait correspondre aux trois adresses IP1, IP2 et IPV la même adresse physique MACO.
ls Quelle que soit l'adresse IP1, IP2 ou IPV figurant dans l'entête d'un paquet circulant sur le réseau local 4, ce paquet est réceptionné physiquement par les deux machines 1 et 2 car la table de translation le destine à l'adresse physique MACO
commune aux deux machines.
La réception d'un paquet adressé au moyen de l'adresse IPV ne pose pas de problème car chacune des deux machines 1 et 2 reconnaît que l'adresse IPV
correspond bien à l'adresse MACO dont elle est détentrice. Cependant, les paquets sont reçus sur les deux machines. II faut noter dans ce cas que la réception d'un 2s paquet adressé au moyen de l'adresse IP1 par la machine 2, respectivement d'un paquet adressé au moyen de l'adresse IP2 par la machine 1, risque d'engendrer un défaut émis par la machine 2, respectivement émis par la machine 1, car l'adresse IP1, respectivement l'adresse IP2, ne correspond pas à l'adresse MACO dans la machine 2, respectivement dans la machine 1.
II convient d'empêcher l'émission du défaut précédemment cité pour ne pas perturber les connexions.
II est possible de filtrer les paquets de données non destinés à une machine, en entrée de cette machine. II est alors nécessaire que la machine 1, respectivement la machine 2, détecte dans l'entête du paquet de données, l'adresse IP2, respectivement l'adresse IP1 avant le passage du paquet de données de la s couche physique à la couche réseau. Nous verrons dans la suite de la description que l'enseignement de l'invention peut s'étendre à plus de deux machines, il est alors nécessaire de filtrer, dans une machine considérée, les paquets de données pour toutes les adresses IP, détenues par les autres machines avec la même adresse MACO, qui ne sont pas détenues par la machine considérée.
lo II est encore possible de filtrer l'émission d'un défaut (ICMP redirect) généré
par l'incompatibilité d'une adresse IP avec l'adresse MACO d'une machine considérée, en sortie de cette machine.
ls Si la réception d'un paquet, adressé au moyen de l'adresse IPV, par toutes les machines, ne pose pas de problème, il faut cependant prendre garde au fait que toutes les machines recevant ce paquet peuvent être tentées d'émettre des paquets de données en réponses au paquet reçu. Si les paquets de données en réponse au paquet reçu sont identiques pour toutes les machines, cela ne pose pas de 2o problème supplémentaire car les protocoles de niveau supérieur tels TCP
sont prévus de façon standard pour gérer la perte et la duplication de paquets de données.
Si les paquets de données en réponse au paquet reçu sont différents pour au 2s moins deux machines, un problème se pose de savoir quels sont les paquets val ides.
Ce problème est résolu en dotant chacune des machines 1, 2, de moyens de filtrage de façon à ce que chaque connexion définie par un quadruplé (IPC, NPC, 3o IPV, NPS) ne soit effective qu'avec une seule des machines constituant le serveur 3.
La figure 3 présente un exemple préféré de moyens de filtrage à mettre en oeuvre.
Ces moyens de filtrage sont décrit à l'aide d'un graphe d'états propre à
chaque machine 1, 2 et mis en oeuvre au moyen d'un logiciel exécuté dans chaque machine 1, 2.
Les conventions suivantes sont utilisées pour lire ce graphe. Une flèche descendante fait passer l'état de la machine d'une étape à la suivante si la transition, représentée par un trait horizontal qui traverse cette flèche, est valide. Un double trait horizontal représente une disjonction logique de prise en compte lo d'étapes précédentes ou d'activation d'étapes suivantes. Un simple trait horizontal auquel arrivent ou duquel partent plusieurs flèches, représente une conjonction logique de prise en compte de plus d'une étape précédente ou d'activation de plus d'une étape suivante.
ls L'étape 15 représente l'état inactif de la machine, c'est-à-dire essentiellement que la machine ne réceptionne ni n'émet aucun paquet de données sur le réseau local 4.
La transition 16 démarre la machine pour la placer dans un état 2o correspondant à l'activation de l'étape 17, jusqu'à ce que la machine revienne dans l'état de l'étape 15, elle émet à intervalles réguliers des paquets de données sur le réseau local 4 pour signaler qu'elle est dans un état actif, c'est-à-dire apte à
accepter des connexions. Ces paquets de données sont par exemple adressés à
toutes les machines qui constituent le serveur 3, au moyen de l'adresse IPV et sont 2s caractéristiques de la machine qui les émets. Jusqu'à ce que la machine considérée revienne dans l'état de l'étape 15, elle réceptionne les paquets caractéristiques des états de chacune des machines constituant le serveur 3. Si la machine considérée détecte que l'autre machine est active, la transition 18 active l'étape 19. Si la machine considérée détecte que l'autre machine est inactive, la transition 20 active 30 l'étape 21.
En étape 19, la machine considérée accepte toute nouvelle connexion de type (IPC, NPC, IPV, NPS) qui lui est dédiée et ceci jusqu'à désactivation de l'étape 23. Différentes possibilités s'offrent pour dédier une connexion à la machine considérée. Par exemple, les connexions avec NPC impaire sont dédiées à la machine 1 et les connexions avec NPC paire sont dédiées à la machine 2.
Une même machine cliente peut être servie par la machine 1 ou la machine 2, s si la machine cliente incrémente son numéro NPC à chaque connexion, elle est alors alternativement servie par la machine 1 et la machine 2. II est possible aussi de dédier les connexions avec IPC impaire à la machine 1 et avec IPC paire à
la machine 2, une même machine cliente est alors servie systématiquement par la machine 1 ou systématiquement par la machine 2.
lo Le choix sur une adresse inter-réseau IPC ou sur un numéro de port NPC
d'une machine cliente constitue un critère déterministe pour dédier une connexion à
une machine serveuse unique parmi celles constituant le serveur 3.
ls A partir de l'étape 17, la machine considérée reçoit tous les paquets de données adressés physiquement sur l'adresse MACO. A partir de l'étape 19, la machine considérée filtre les paquets dont, soit l'adresse IPC, soit le numéro de port NPC, sont ceux de connexions qui ne lui sont pas dédiées. C'est-à-dire que la machine considérée ne réceptionne pas, au niveau de la couche réseau, ces 2o paquets. Elle peut par exemple constamment libérer la place mémoire que viennent occuper ces paquets.
Cependant, en étape 19, la machine considérée ne réceptionne pas encore tous les paquets dont, soit l'adresse IPC, soit le numéro de port NPC, sont ceux de zs connexions qui lui sont normalement dédiées. En effet, il se peut que certains de ces paquets soient liés à des connexions établies avec l'autre machine avant que la machine considérée n'atteigne l'étape 19. La machine considérée réceptionne alors les seuls paquets liés à une connexion établie avec elle. La machine considérée interprète les paquets reçus non liés à une connexion établie comme une erreur et 3o émet de ce fait un paquet de réinitialisation de connexion.
Comme nous l'avons vu précédemment, les paquets de réinitialisation sont filtrés en sortie, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas transmis à la couche physique de communication. Ces paquets sont en fait déviés pour remettre à zéro un compteur d'horloge dont l'atteinte d'un seuil prédéterminé est interprétée comme une probabilité nulle de recevoir des paquets de données non liés à une connexion établie avec la machine considérée. la transition 22 active alors l'étape 23.
s En étape 23, la machine considérée réceptionne tous les paquets dédiés. Les paquets de réinitialisation, sur détection de paquets réceptionnés non liés à
une connexion établie, ne sont plus filtrés en sortie, c'est-à-dire que le contrôle de sécurité sur la compatibilité des paquets reçus avec les connexions établies, fonctionne à nouveau. La machine considérée continue à accepter l'établissement lo de nouvelles connexions dédiées. Dès l'activation de l'étape 19, un compteur CPTD
non représenté, est incrémenté par chaque établissement de connexion dédiée et décrémenté par chaque destruction de connexion dédiée.
Sur demande d'arrët de l'autre machine, la transition 24 active l'étape 21.
Sur ls demande d'arrêt de la machine considérée, la transition 28 active l'étape 29.
En étape 21, la machine considérée accepte toute nouvelle connexion, dédiée ou non dédiée. Un compteur CPTND non représenté, est incrémenté par chaque établissement de connexion non dédiée et décrémenté par chaque 2o destruction de connexion non dédiée.
En étape 21, la machine considérée ne réceptionne pas encore nécessairement tous les paquets. En effet, il se peut que certains de ces paquets soient liés à des connexions établies avec l'autre machine avant que la machine 2s considérée n'atteigne l'étape 21. La machine considërée réceptionne alors les seuls paquets liés à une connexion établie avec elle. La machine considérée interprète les paquets reçus non liés à une connexion établie comme une erreur et émet de ce fait un paquet de réinitialisation de connexion.
3o Pour éviter de signaler des erreurs à mauvais escient, les paquets de réinitialisation ne sont pas transmis à la couche physique de communication mais déviés vers un compteur d'horloge qui fonctionne à la manière d'une temporisation en s'incrémentant régulièrement dans le temps. A chaque détection d'émission d'un paquet de réinitialisation, le compteur est remis à zéro. Ainsi l'atteinte d'un seuil prédéterminé signifie qu'aucun paquet de réinitialisation n'a été émis pendant la durée liée à ce seuil prédéterminé. Ceci est interprété comme l'absence de connexions établies sur l'autre machine. La transition 26 active alors l'étape 27.
s En étape 27, la machine considérée réceptionne tous les paquets, dédiés ou non dédiés. Les paquets de réinitialisation sur détection de paquets réceptionnés non liés à une connexion établie, ne sont plus filtrés en sortie, c'est-à-dire que le contrôle de sécurité, sur la compatibilité des paquets reçus avec les connexions établies, fonctionne à nouveau. La machine considérée continue à accepter lo l'établissement de toute nouvelle connexion, dédiée ou non dédiée. Sur demande d'arrêt de la machine considérée, la transition 28 active l'étape 29. Au démarrage de l'autre machine, la transition 30 active l'étape 31.
Au passage de la transition 28, la machine considérée informe l'autre ls machine de sa demande d'arrêt.
En étape 29, la machine considérée refuse l'établissement de toute nouvelle connexion et filtre tout paquet autre qu'un paquet lié à une connexion précédemment établie. Dès que tous les paquets liés à une connexion ont été
reçu 20 ou émis, cette connexion est détruite. Ceci décrémente ainsi le compteur CPTD ou le compteur CPTND.
Les compteurs CPTD et CPTND à zéro indiquent que plus aucune connexion n'est active sur la machine considéré. La transition 32 ramène alors la machine dans 2s l'état de l'étape 15.
En étape 31, la machine considérée refuse l'établissement de toute nouvelle connexion non dédiée et filtre tout paquet non dédié, autre qu'un paquet lié à
une connexion précédemment établie. Dès que tous les paquets liés à une connexion 3o non dédiée ont été reçus ou émis, cette connexion est détruite. Ceci décrémente le compteur CPTND.
Le compteur CPTND à zéro indique que plus aucune connexion non dédiée n'est active sur la machine considérée. La transition 34, puis les transitions 18 et 22, ramènent la machine considérée dans l'état de l'étape 23.
s En se référant à la figure 2, ni les machines clientes 5 à 9, ni le routeur 13, n'ont connaissance de l'état des machines 1 et 2.
Si les connexions (IPC1, NPC, IPV, NPS), (IPC3, NPC, IPV, NPS), (IPCS, NPC, IPV, NPS) sont dédiées à la machine 1, les connexions seront traitées par la lo machine 1, lorsque celle-ci sera dans l'étape 23 et par la machine 2 lorsque la machine 1 sera dans l'étape 15 avec la machine 2 dans l'étape 27.
Si les connexions (IPC2, NPC, IPV, NPS), (IPC4, NPC, IPV, NPS) sont dédiées à la machine 2, les connexions seront traitées par la machine 2 lorsque ls celle-ci sera dans l'étape 23 et par la machine 1 lorsque la machine 2 sera dans l'étape 15 avec la machine 1 dans l'étape 27.
Nous voyons ainsi que chacune des machines 1 et 2 dans l'étape 23 de son graphe d'état respectif, réalise un partage de charge des connexions. La machine 1 2o dans l'étape 27 avec la machine 2 dans l'étape 15 réalise la fonction de secours de la machine 2 par la machine 1. De même fa machine 2 dans l'étape 27 avec la machine 1 dans l'étape 15 réalise la fonction de secours de la machine 1 par la machine 2.
2s La machine 1 dans l'étape 19 et la machine 2 dans l'étape 31 correspondent à un état transitoire précédant le partage de charge. La machine 1 dans l'étape 29 et la machine 2 dans l'étape 21 correspondent à un état transitoire précédant le secours de la machine 1 par la machine 2.
3o On peut encore prévoir que lorsqu'une des machines clientes 5 à 9 établi une connexion avec le serveur 3 au moyen de l'adresse IPV, une connexion avec un port client NPC paire soit dédiée à la machine 2 et une connexion avec un port client NPC impaire soit dédiée à la machine 1. Les explications ci-dessus restent valables.
Sur la figure 4, le serveur 3 est constitué de n machines informatiques 1, 2, 35, 36, 37. Ici n=5, cependant les explications qui suivent restent valables pour un nombre quelconque de machines.
Plusieurs machines clientes 5 à 10 établissent des connexions avec le serveur 3 via le réseau étendu 12, au moyen du routeur 13. Chacune des machines clientes 5 à 10 étant identifiée par le routeur 13 au moyen d'un adresse de protocole inter-réseau IPC1 à IPC6, il est sans importance que les machines 8 et 9 ne soient io pas physiquement raccordées sur le réseau local 4 ou que la machine 10 soit physiquement raccordée sur le réseau local 4.
Pour envoyer une requête au serveur 3 et en recevoir une réponse, une machine cliente 5 établit une connexion avec une machine informatique du serveur.
Un avantage essentiel de l'invention est de pouvoir établir des connexions avec une machine quelconque du serveur 3 au moyen d'une unique adresse de protocole inter-réseau IPV, commune à toutes les machines du serveur 3. Toutes les machines du serveur 3 sont aptes à offrir tous les services du serveur 3, chaque service étant identifié par un port NPS. Pour envoyer une requête et recevoir une Zu réponse sur l'un de ses ports NPC, la machine 5 établit une connexion identifiable par un quadruplé (IPCS, NPC, IPV, NPS).
Cependant, la connexion (IPCS, NPC, IPV, NPS) est physiquement établie avec une seule machine du serveur 3 au moyen d'une fonction de filtrage, mise en oeuvre dans chaque machine.
La figure 5 présente un exemple préféré de moyens de filtrage à mettre en oeuvre.
,c~ Considérons l'une des machines 1, 2, 35, 36, 37 dans laquelle est mise en oeuvre la fonction de filtrage.
Au démarrage de la machine considérée, la transition 38 met la machine dans l'état de l'étape 39 où sont déterminées les connexions dédiées à cette machine.
A partir de l'étape 39, la machine considérée communique son état aux autres machines par émission régulière de paquets d'état semblables à ceux décrits en référence à la figure 3. Les paquets d'état émis par les autres machines du serveur s 3 permettent de déterminer un nombre k de machines actives.
La détermination des connexions dédiées peut se faire à partir des adresses IPC ou des numéros de port NPC. Les explications qui suivent sur un exemple de détermination à partir des numéros de port NPC sont valables pour une lo détermination à partir des adresses de machines clientes IPC.
Les connexions dédiées sont déterminées comme étant celles dont le reste de la division par k est égal à un nombre J, lui-même déterminé par la machine considérée.
Si un nombre J avait été déterminé avant modification du nombre k par démarrage ou arrêt d'une machine du serveur 3 et que ce nombre J est inférieur au nombre k actuel, celui-ci reste inchangé. Sinon, le nombre J est pris égal au nombre k.
Le couple (J, k) ayant ainsi défini une nouvelle répartition de connexions dédiées, la transition 40 active l'étape 41 et l'étape 43.
Dans l'étape 41, la machine considérée accepte toute nouvelle connexion qui 2s lui est dédiée et filtre les autres. A chaque nouvelle connexion qui se présente, la machine considérée divise le numéro de port NPC de cette connexion par k et compare le reste de la division au nombre J. Si le reste de la division est égal au nombre J, la connexion est acceptée.
3o Dans l'étape 41, les paquets de données acceptés sont ceux liés à une nouvelle connexion dédiée, acceptée après avoir franchi la transition 40.
Comme expliqué précédemment, la machine considérée émet des paquets de réinitialisation lorsqu'elle reçoit des paquets de données sensés être liés à une connexion dédiée mais pour lesquels il n'existe aucune connexion établie dans la machine considérée parce que la connexion pour ces paquets de données a été établie dans une autre machine avant le franchissement de la transition 40. Ces paquets de réinitialisation ne sont pas transmis à la couche physique mais servent à réarmer une temporisation. Lorsque la temporisation est écoulée, on considère qu'il n'existe plus s de connexions dédiées sur les autres machines et la transition 42 est valide.
Dans l'étape 43, la machine refuse toute nouvelle connexion non dédiée.
Cependant il peut exister des connexions non dédiées établies avec la machine considérée avant le franchissement de la transition 40. Ces connexions sont lo comptabilisées dans un compteur décrémenté à chaque destruction d'une de ces connexions. Le passage à zéro du compteur valide la transition 44.
Avant de franchir la transition 44, la machine considérée reçoit des paquets de données liés à des connexions non dédiées. Pour les paquets de données liés à
Is une connexion non dédiée qui n'est pas établie avec la machine considérée, la machine considérée émet des paquets de réinitialisations filtrés en sortie, c'est-à-dire non transmis à la couche physique du réseau local 4.
Le franchissement des transitions 42 et 44 active l'étape 45.
Dans l'étape 45, il n'existe plus de connexions non dédiées avec la machine considérée et il n'existe plus de connexions dédiées avec les autre machines.
Tous les paquets dédiés reçus sont normalement liés à une connexion établie avec la machine considérée. Les paquets de réinitialisation ne sont plus filtrés en sortie.
A tout moment, l'arrêt ou le démarrage d'une machine constituant le serveur 3, valide la transition 38 pour réactiver l'étape 39. Si l'arrët est celui de la machine considérée, aucune connexion ne lui sera dédiée.
Claims (7)
1. Architecture en réseau comprenant un serveur de données (3) constitué d'une machine informatique initiale (1), à laquelle sont ajoutées n machines informatiques (2,35,36,37) supplémentaires, n étant un nombre entier supérieur ou égal à un, comprenant des moyens pour répartir la charge d'utilisation du dit serveur (3) entre les dites machines (1,2,35,36,37), et des moyens pour réorienter une charge d'utilisation de l'une du nombre n+1 de machines ainsi constitué vers l'une ou plusieurs des machines restées disponibles lorsque l'une dite des n+1 machines est en défaut, caractérisée en ce que - au moins deux machines informatiques serveuses (1,2) possèdent une même adresse physique MACO et les dits moyens pour répartir la charge d'utilisation, - une adresse protocolaire réseau IPV est affectée à ladite adresse physique MACO
pour établir des connexions de machines clientes avec le serveur de données (3) virtuellement vu comme une machine unique.
pour établir des connexions de machines clientes avec le serveur de données (3) virtuellement vu comme une machine unique.
2. Architecture en réseau selon l'une des revendications 1 comprenant un serveur (3) de données constitué de plus d'une machine informatique serveuse (1,2), caractérisée en ce que - chaque machine informatique serveuse comprend des moyens de filtrage de façon à ce que chaque connexion d'une machine cliente (5,6,7,8,9,10) avec ladite machine virtuelle corresponde à une unique connexion effective avec une et une seule machine informatique serveuse (1 ou 2), - les dits moyens de filtrage de chaque machine informatique serveuse (1,2) prennent en compte au moins une indication d'état de chaque machine informatique serveuse (1,2) possédant la même adresse physique MACO.
3. Architecture en réseau selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dits moyens de filtrage dédient une connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) à une machine serveuse unique à l'aide d'un critère déterministe sur la valeur de l'adresse protocolaire réseau IPC de chaque machine cliente.
4. Architecture en réseau selon la revendication 2, caractérisée en ce que les dits moyens de filtrage dédient une connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) à une machine serveuse unique à l'aide d'un critère déterministe sur la valeur des ports NPC
des machines clientes.
des machines clientes.
5. Procédé pour établir au moins une connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) d'un port NPC
d'une machine cliente d'adresse protocolaire inter-réseau IPC avec un port NPS
d'un serveur (3) d'adresse protocolaire inter-réseau IPV constitué d'au moins deux machines informatiques ayant une même adresse physique MACO, ledit procédé comprenant une étape pour rendre effective la connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) avec une unique machine informatique d'adresse MACO en fonction d'un critère sur la valeur IPC ou NPC déterminé par la machine informatique d'adresse MACO sur laquelle la connexion est effective et en fonction de l'état des autres machines d'adresse MACO.
d'une machine cliente d'adresse protocolaire inter-réseau IPC avec un port NPS
d'un serveur (3) d'adresse protocolaire inter-réseau IPV constitué d'au moins deux machines informatiques ayant une même adresse physique MACO, ledit procédé comprenant une étape pour rendre effective la connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) avec une unique machine informatique d'adresse MACO en fonction d'un critère sur la valeur IPC ou NPC déterminé par la machine informatique d'adresse MACO sur laquelle la connexion est effective et en fonction de l'état des autres machines d'adresse MACO.
6. Procédé pour établir au moins une connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) selon la revendication 5 comprenant une étape transitoire sur changement d'état d'une machine d'adresse MACO dans laquelle des paquets de réinitialisation, émis sur détection de paquets ne correspondant pas à une connexion effective, ne sont pas transmis de la couche réseau à la couche physique.
7. Procédé pour établir au moins une connexion (IPC,NPC,IPV,NPS) selon la revendication 6 comprenant une étape de régime établi succédant à ladite étape transitoire lorsqu'une durée suffisament longue s'est produite sans émission de paquets de réinitialisation, étape de régime établi dans laquelle les paquets de réinitialisation émis sur détection de paquets ne correspondant pas à une connexion effective, sont transmis de la couche réseau à la couche physique.
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