Présentation
Pourquoi des entreprises telles que Google et Facebook utilisent-elles l'architecture Shared Nothing et en quoi diffère-t-elle des autres modèles ?
Poursuivez votre lecture pour découvrir ce qu'est Shared Nothing, comment il se compare aux autres architectures, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.
Qu'est-ce que l'architecture sans partage ?
Shared Nothing Architecture (SNA) est une architecture informatique distribuée qui se compose de plusieurs nœuds séparés qui ne partagent pas les ressources. Les nœuds sont indépendants et autosuffisants car ils disposent de leur propre espace disque et mémoire.
Dans un tel système, l'ensemble de données/charge de travail est divisé en ensembles plus petits (nœuds) répartis dans différentes parties du système. Chaque nœud possède sa propre mémoire, son stockage et ses interfaces d'entrée/sortie indépendantes. Il communique et se synchronise avec d'autres nœuds via un réseau d'interconnexion à haut débit. Une telle connexion garantit une faible latence, une bande passante élevée, ainsi qu'une haute disponibilité (avec une interconnexion de secours disponible en cas de défaillance du principal).
Étant donné que les données sont partitionnées horizontalement, le système prend en charge la croissance incrémentielle. Vous pouvez ajouter de nouveaux nœuds pour faire évoluer horizontalement le système distribué et augmenter la capacité de transmission.
Schéma d'architecture sans partage
La meilleure façon de comprendre l'architecture du modèle sans partage est de la voir côte à côte avec d'autres types d'architectures.
Ci-dessous, vous voyez la différence entre les composants partagés et non partagés dans différents modèles - Tout partagé , Stockage partagé , et Rien partagé .
Contrairement aux autres, SNA n'a pas de ressources partagées. La seule chose qui relie les nœuds est la couche réseau, qui gère le système et la communication entre les nœuds.
Autres types d'architecture partagée expliqués
Le concept de « rien partagé » a été introduit pour la première fois par Michael Stonebraker dans son article de recherche de 1986, dans lequel il oppose disque partagé et architecture de mémoire partagée. En comparant ces deux options, Stonebraker a inclus la possibilité de créer un système dans lequel ni la mémoire ni le stockage ne sont partagés.
Lorsque vous décidez si SNA est la solution pour votre cas d'utilisation, il est préférable de le comparer avec d'autres types de cluster. Les options alternatives incluent :
- Architecture de disque partagé
- Architecture de mémoire partagée
- Architecture de tout partagé
Architecture de disque partagé
Le disque partagé est une architecture informatique distribuée dans laquelle tous les nœuds du système sont liés au même périphérique de disque mais ont leur propre mémoire privée. Les données partagées sont accessibles à partir de tous les nœuds du cluster et représentent généralement un disque partagé (comme une base de données) ou un système de fichiers partagé (comme un réseau de stockage ou un stockage en réseau). L'architecture de disque partagé est idéale pour les cas d'utilisation dans lesquels le partitionnement des données n'est pas une option. Comparé à SNA, il est beaucoup moins évolutif.
Architecture de mémoire partagée
La mémoire partagée est un modèle architectural dans lequel les nœuds du système utilisent une ressource de mémoire partagée. Cette configuration offre simplicité et équilibrage de charge car elle inclut des connexions point à point entre les appareils et la mémoire principale. Une communication rapide et efficace entre les processeurs est essentielle pour assurer une transmission efficace des données et éviter la redondance. Cette communication s'effectue via un réseau d'interconnexion et est gérée par un système d'exploitation unique.
Architecture de tout partagé
De l'autre côté du spectre, il y a l'architecture tout partagé. Ce modèle architectural se compose de nœuds qui partagent toutes les ressources au sein du système. Chaque nœud a accès aux mêmes ressources informatiques et au stockage partagé. L'idée principale derrière un tel système est de maximiser l'utilisation des ressources. L'inconvénient est que les ressources partagées entraînent également une baisse des performances en raison des conflits.
Avantages et inconvénients de l'architecture sans partage
Par rapport aux différentes architectures partagées mentionnées ci-dessus, il est clair que l'architecture Shared Nothing présente de nombreux avantages. Jetez un œil à certains des avantages, ainsi que des inconvénients d'un tel modèle.
Avantages
Le SNA présente de nombreux avantages, les principaux étant l'évolutivité, la tolérance aux pannes et la réduction des temps d'arrêt.
Plus facile à mettre à l'échelle
Il n'y a pas de limite en matière de mise à l'échelle dans le modèle sans partage. L'évolutivité illimitée est l'une des meilleures caractéristiques de ce type d'architecture. Étant donné que les nœuds sont indépendants et ne partagent pas les ressources, la mise à l'échelle de votre application ne perturbera pas l'ensemble du système ni n'entraînera de conflit de ressources.
Élimine les points de défaillance uniques
Si l'un des nœuds de l'application tombe en panne, cela n'affecte pas la fonctionnalité des autres car chaque nœud est autonome. Bien que la défaillance d'un nœud puisse avoir un impact sur les performances, elle ne perturbe pas le comportement général de l'application dans son ensemble.
Simplifie les mises à niveau et évite les temps d'arrêt
Il n'est pas nécessaire d'arrêter le système pendant que vous travaillez sur ou mettez à niveau des nœuds individuels. Grâce à la redondance, la mise à niveau d'un nœud à la fois n'affecte pas l'efficacité des autres. De plus, le fait d'avoir des copies redondantes de données sur différents nœuds évite les temps d'arrêt inattendus causés par une panne de disque ou une perte de données.
Inconvénients
Une fois que vous avez examiné les avantages du SNA, examinez quelques inconvénients qui peuvent vous aider à décider s'il s'agit de la meilleure option pour vous.
Coût
Un nœud se compose de son processeur individuel, de sa mémoire et de son disque. Avoir des ressources dédiées signifie essentiellement des coûts plus élevés lorsqu'il s'agit de mettre en place le système. De plus, la transmission de données nécessitant une interaction logicielle est plus coûteuse par rapport aux architectures avec espace disque et/ou mémoire partagés.
Performances réduites
La mise à l'échelle de votre système peut éventuellement affecter les performances globales si la couche de communication croisée n'est pas configurée correctement.