In ambito IT la nozione di alta affidabilità fa riferimento alla capacità di un sistema o componente di garantire la continua disponibilità delle applicazioni, anche in caso di guasti hardware, errori software o altre problematiche di natura tecnica.
Comunemente indicata con l’acronimo HA (per High Availability), tale caratteristica è la spina dorsale di tutti i sistemi IT che devono rimanere operativi 24 ore su 24 e 7 giorni su 7, senza interruzioni. È perciò un requisito cruciale per le applicazioni mission-critical, in particolare in ambito sanitario, finanziario e governativo.
In quest’articolo andremo ad analizzare come funziona, su quali principi si basa e quando sia opportuno ricorrervi.
Indice dei contenuti:
Come funziona l’alta affidabilità?
Con “alta affidabilità” non si indica una tecnologia specifica, quanto piuttosto un’architettura di sistema capace di garantire la continua disponibilità delle applicazioni in caso di guasti hardware, errori software o altre problematiche di natura tecnica.
All’atto pratico questo risultato si ottiene prevedendo soluzioni di backup per le varie componenti che concorrono al funzionamento dell’infrastruttura complessiva. Qualora una di esse smettesse di funzionare, la soluzione secondaria subentrerebbe immediatamente in modo automatico, permettendo la continuità del servizio senza recare alcun disturbo agli utenti – che verosimilmente non si accorgerebbero neppure del cambio. Questo meccanismo prende il nome di failover, in quanto il processo interrotto “ricade sopra” alla componente sostitutiva preposta.
Va precisato che normalmente non è l’intera architettura a essere rimpiazzata, ma soltanto la singola componente malfunzionante. Per capire come ciò accada, esaminiamo un esempio rappresentativo di un caso molto comune: una piattaforma e-commerce in HA. In questo tipo di applicativo troveremmo diversi livelli di articolazione:
- Bilanciamento del carico: dei load balancer (ad esempio, NGINX) distribuiscono il traffico tra diversi server applicativi. Più istanze configurate in modalità attiva-attiva garantiscono un primo livello di ridondanza.
- Applicativo base: la struttura dell’e-commerce è distribuita su una serie di server, generalmente virtual machine. Ciascuno di essi è replicato almeno una volta, riducendo drasticamente i rischi di downtime in caso di problemi di rete o hardware. Per flessibilità e resilienza ancora maggiori, il backend potrebbe essere organizzato in microservizi, con API RESTful a separare i vari moduli (catalogo prodotti, gestione utenti, carrello, pagamento, ecc.).
- Cache: un sistema di cache integrato migliorare le prestazioni e riduce il carico sui database.
- Database: ogni istanza del database deve essere distribuita su più nodi. disponibili. È possibile implementare tecnologie di failover automatico per ridurre il downtime in caso di guasti.
- Storage: i file statici, come immagini e video dei prodotti, vengono archiviati in uno storage distribuito (spesso un object storage) e da lì richiamati secondo necessità dalle varie VM.
- Rete e sicurezza: strumenti come WAF (Web Application Firewall) e CDN (Content Delivery Network) forniscono un livello di protezione aggiuntivo contro minacce e attacchi DDoS.
- Monitoraggio: applicativi dedicati raccolgono dati su performance e stato di salute dell’infrastruttura, permettendo altresì un failover istantaneo in caso di problemi.
Un tale sistema basato sull’alta affidabilità saprebbe autoregolarsi in modo intelligente. Se un server mostrasse segni di sovraccarico, il load balancer interverrebbe automaticamente redistribuendo il traffico verso gli altri nodi. Allo stesso modo, qualora il database primario non riuscisse a rispondere a tutte le richieste, il sistema bilancerebbe alcune query sui database secondari. Tutto questo avverrebbe in modo trasparente per l’utente finale, che continuerebbe a navigare, aggiungere prodotti al carrello e completare acquisti senza alcuna percezione dei problemi dietro le quinte.
Questa orchestrazione complessa di componenti ridondanti e meccanismi di failover automatici è ciò che permette a molti siti e-commerce di gestire migliaia di transazioni al giorno con downtime minimi, garantendo un’esperienza utente fluida anche nelle condizioni più impegnative.
I principi dell’alta affidabilità
L’alta affidabilità punta ad assicurare la resilienza dell’infrastruttura IT. Per farlo sfrutta una molteplicità di tecnologie e procedure, che si possono però ricondurre a tre fondamentali concetti operativi: ridondanza, monitoraggio e ripristino.
La ridondanza consiste nella già citata duplicazione delle componenti cruciali del sistema. Le repliche restano in stand-by oppure operano parallelamente alle loro controparti principali, ma in ogni caso costituiscono dei “doppioni” pronti all’uso: un sacrificio in termini di consumi che si traduce in un guadagno in sicurezza e affidabilità.
Una costante attività di monitoraggio è utile in prima battuta alla protezione dei dati e alla prevenzione dei problemi, ma soprattutto è necessaria per consentire un failover immediato in caso di interruzione del servizio. Il che ci porta direttamente al concetto successivo.
Il ripristino dei dati deve essere quanto più rapido e fluido possibile: per questa ragione tutte le architetture ad alta affidabilità integrano piani di ripristino dettagliati e onnicomprensivi, capaci di assicurare la continuità operativa facendo sì che le componenti tornino rapidamente in funzione in caso di interruzioni.
I benefici di un sistema ad alta affidabilità
I vantaggi di un’architettura HA sono molteplici e impattano direttamente sulle performancee sulla resilienza degli asset aziendali.
La resilienza è naturalmente il punto focale, nonché la ragione primaria per orientarsi verso questo tipo di servizio. La si misura anzitutto in base a quanto la disponibilità del servizio si avvicini alla piena operatività; ad esempio, un uptime pari al 99,999% si traduce in 5,26 minuti di inattività all’anno.
La sicurezza dei dati e dei processi è la diretta conseguenza del punto precedente. Quest’aspetto è particolarmente prezioso per settori come quello finanziario e sanitario, dove anche brevissime interruzioni possono portare a gravi conseguenze, non solamente economiche.
La scalabilità è altresì un aspetto cruciale, poiché i sistemi HA sono progettati per gestire carichi di lavoro crescenti in modo fluido ed efficiente. Investire in un’architettura di questo tipo contribuisce a ottimizzare le prestazioni complessive, assicurando competitività e solidità in un ambiente aziendale sempre più dinamico.
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