Cours de conception de systèmes haute disponibilité

Leçon 1 • Compromis entre Fiabilité et Disponibilité

Distingue la fiabilité de la disponibilité et explore les compromis coût-bénéfice. Définit les attentes pour les décisions de conception prises dans les chapitres suivants.

Leçon 2 • Modes de Défaillance et Taxonomie des Pannes

Classe les défaillances matérielles, logicielles, réseau et humaines. Fournit une taxonomie commune utilisée tout au long du cours pour l'analyse des causes profondes.

Leçon 3 • Concepts et Métriques de Disponibilité

Définit la disponibilité, les temps d'arrêt et l'échelle des niveaux de disponibilité. Ancre toutes les décisions de conception ultérieures dans des objectifs de fiabilité mesurables.

Leçon 1 • Redondance Actif-Actif

Explique la répartition de la charge entre plusieurs nœuds actifs et la résolution des conflits. Contrast avec le modèle actif-passif pour guider la sélection du modèle.

Leçon 2 • Modèles de Capacité N+1 et N+M

Définit les formules de capacité de réserve pour les niveaux de calcul, de stockage et de réseau. Relie les mathématiques de la redondance au budget de disponibilité du Chapitre 1.

Leçon 3 • Mécanismes de Quorum et de Consensus

Introduit le quorum basé sur le vote pour empêcher le cerveau divisé (split-brain) dans les clusters distribués. Prépare les étudiants à la coordination distribuée couverte au Chapitre 5.

Leçon 4 • Redondance Actif-Passif

Couvre la promotion du nœud de secours, la détection par battement de cœur (heartbeat) et le déclenchement du basculement (failover). S'appuie sur la taxonomie des pannes pour expliquer quand le secours passif est suffisant.

Leçon 1 • Algorithmes de Répartition de Charge

Compare les algorithmes round-robin, moindres connexions, hachage IP et pondérés. Relie le choix de l'algorithme aux caractéristiques de la charge de travail et aux exigences de session.

Leçon 2 • Architectures de Répartiteurs de Charge

Examine les répartiteurs de charge matériels, logiciels et basés sur DNS aux niveaux L4 et L7. Établit la couche de gestion du trafic qui protège les backends redondants.

Leçon 3 • Vérifications d'État et Basculement

Définit les sondes d'état passives et actives et leur rôle dans le basculement automatique. Relie aux objectifs de MTTR établis au Chapitre 1.

Leçon 4 • Persistance de Session et État

Aborde les sessions persistantes (sticky sessions), les magasins de session partagés et la conception sans état (stateless). Fait le pont entre la répartition de charge et les modèles HA de la couche applicative.

Leçon 1 • Réplicas de Lecture et Mise à l'Échelle des Lectures

Explique le retard des réplicas (replica lag), la cohérence lecture-vos-écritures (read-your-writes) et la promotion des réplicas. Relie le retard de réplication aux calculs de RPO introduits au Chapitre 2.

Leçon 2 • Fondamentaux du Clustering de Bases de Données

Couvre les architectures de clusters à disque partagé (shared-disk) et sans partage (shared-nothing) ainsi que leurs compromis. S'appuie sur les modèles de réplication du Chapitre 2 pour la couche base de données.

Leçon 3 • Partitionnement Horizontal et Partitionnement

Introduit le partitionnement par plage (range), par hachage (hash) et par répertoire (directory-based) pour l'évolutivité des écritures. Aborde les requêtes inter-partitions et la complexité du repartitionnement (resharding).

Leçon 4 • Répartition SQL distribuée et modèles de haute disponibilité (HA) pour NoSQL

Compare les fonctionnalités de haute disponibilité (HA) des moteurs SQL distribués et NoSQL. Guide la sélection des modèles en fonction des exigences de cohérence et de disponibilité.

Leçon 1 • Théorème CAP et Modèles de Cohérence

Formalise les compromis du CAP et relie les modèles de cohérence aux comportements réels des systèmes. Étend la discussion sur le CAP pour les bases de données aux services distribués généraux.

Leçon 2 • Stratégies de Délai d'Attente (Timeout), de Nouvelle Tentative (Retry) et de Recul (Backoff)

Définit les budgets de délai d'attente, les politiques de nouvelle tentative et le recul exponentiel avec gigue (jitter). Empêche les défaillances en cascade introduites au Chapitre 1.

Leçon 3 • Services de Coordination Distribuée

Couvre l'élection du leader, les verrous distribués et les registres de services. S'appuie sur les concepts de quorum du Chapitre 2 pour une coordination pratique.

Leçon 4 • Traçage Distribué et Observabilité

Introduit la propagation du contexte de trace, la corrélation des spans et le profilage de la latence. Permet le diagnostic des défaillances distribuées à travers des topologies multi-services.

Leçon 1 • Fondamentaux de l'Ingénierie du Chaos

Introduit l'injection contrôlée de défaillances pour valider les hypothèses HA en production. Fournit la base expérimentale pour les pratiques avancées de chaos au Chapitre 8.

Leçon 2 • Stratégies de Déploiement pour Zéro Temps d'Arrêt

Couvre les déploiements blue-green, canary et progressifs (rolling) pour éliminer les interruptions liées aux versions. Intègre la vidange de session du Chapitre 3 dans les flux de déploiement.

Leçon 3 • Auto-Cicatrisation et Remédiation Automatisée

Conçoit des processus de chien de garde (watchdog), des contrôleurs de boucle d'état (health-loop) et l'automatisation des runbooks. Réduit le MTTR en automatisant les actions de récupération identifiées au Chapitre 1.

Leçon 4 • Infrastructure en tant que Code (IaC) pour la HA

Applique l'IaC déclarative pour imposer la redondance et l'infrastructure immuable. Assure des configurations HA cohérentes et reproductibles dans tous les environnements.

Leçon 1 • Fondamentaux de la Reprise Après Sinistre (DR)

Définit le RTO, le RPO et les quatre niveaux de DR, de la sauvegarde-restauration au secours à chaud. Formalise les objectifs de récupération introduits pour la première fois au Chapitre 4.

Leçon 2 • Orchestration du Basculement et Runbooks

Conçoit des flux de basculement automatisés et manuels avec des arbres de décision clairs. Intègre l'automatisation de l'IaC du Chapitre 6 dans l'exécution de la DR.

Leçon 3 • Tests et Validation de la DR

Établit des méthodologies de test DR : exercices théoriques (tabletop), simulations et basculement complet (full-cutover). Valide que les objectifs RTO et RPO sont atteignables avant un véritable sinistre.

Leçon 4 • Synchronisation des Données Entre Régions

Aborde le retard de réplication inter-régions, la résolution des conflits et les garanties de cohérence. Applique les modèles de cohérence distribuée du Chapitre 5 aux données géo-distribuées.

Leçon 1 • Ingénierie du Chaos Avancée

Étend les fondamentaux du chaos du Chapitre 6 à des expériences automatisées à l'échelle de la production. Valide les hypothèses de résilience des systèmes multi-régions et distribués.

Leçon 2 • Planification de la Capacité et Modélisation de la Croissance

Applique la prévision du trafic et l'analyse de la marge de manœuvre (headroom) pour maintenir la HA sous la croissance. Étend les modèles N+M du Chapitre 2 à la stratégie de capacité à long terme.

Leçon 3 • Évolution de la Stratégie HA dans le Temps

Guide les équipes à travers une progression itérative de la maturité HA, de réactive à proactive. Fournit une feuille de route stratégique pour une amélioration durable de la fiabilité.

Leçon 4 • Pratiques d'Ingénierie de Fiabilité des Sites (SRE)

Formalise les SLO, les budgets d'erreur et la réduction de la pénibilité (toil) comme leviers opérationnels de la HA. Relie toutes les métriques de disponibilité antérieures en un modèle opérationnel SRE unifié.