Artem Zaitsev
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Stratégie relative aux systèmes résilients

Publié October 27, 202510 min min read
Architecture système moderne et évolutive montrant les microservices, les équilibreurs de charge et les composants de l'infrastructure cloud.

Introduction

Le chemin qui mène d'un bon prototype à une plateforme réussie avec des milliers d'utilisateurs est l'une des étapes les plus difficiles dans la vie de tout produit numérique. Les choix faits en matière d'architecture, d'infrastructure et de conception du système de tout produit peuvent faire la différence entre un produit qui décolle avec une forte demande et un produit qui s'effondre sous la pression de son succès pendant cette période de transformation. Il est devenu super important pour toutes les entreprises qui veulent s'en sortir dans un monde compliqué de savoir comment créer des systèmes assez évolutifs et élégants pour survivre dans un monde où il faut vite gagner des utilisateurs et assurer une croissance à long terme. Passer d'un mode de service à des centaines d'utilisateurs à un mode de service à des milliers d'utilisateurs pose des défis particuliers qui vont bien au-delà de la simple expansion de la capacité. Cette évolution nécessite un changement radical dans la façon de penser l'architecture du système, la protection des données, l'optimisation de l'expérience utilisateur et les opérations. Les meilleurs produits sont ceux qui anticipent ces problèmes et prennent des mesures stratégiques avant qu'ils n'atteignent un niveau critique, de sorte que même lorsqu'ils connaissent une croissance explosive, ils offrent une expérience utilisateur fluide.

Idées clés

L'environnement en ligne d'aujourd'hui offre des possibilités spéciales pour attirer plein d'utilisateurs en peu de temps, mais il y a aussi des menaces que la plupart des entreprises ne peuvent pas vraiment gérer. Quand un produit cartonne super vite, les systèmes qui le soutiennent sont mis à rude épreuve comme jamais auparavant, ce qui fait ressortir les failles systémiques de l'architecture et des choix de conception. Ces problèmes se présentent sous plein de formes différentes, comme la lenteur des bases de données et la surcharge des serveurs, le ralentissement des interfaces utilisateur et la détérioration des fonctionnalités.

Au début du développement d'un produit, c'est souvent le cas de se concentrer sur les fonctionnalités et l'adéquation du produit avec le marché, sans trop penser à l'évolutivité. Même si cette approche peut être logique quand on a peu de ressources et de temps, elle peut aussi créer une dette technique qui peut coûter cher à mesure que le nombre d'utilisateurs augmente.

Idées clés

Adapter des solutions à des systèmes déjà en place coûte souvent beaucoup plus cher que d'investir dès le début pour prendre en compte ces éléments. La baisse de performance est rarement répartie de manière uniforme sur tous les composants du système. Les goulots d'étranglement apparaissent plutôt à un endroit précis, comme :

La seule façon de repérer ces éventuels points faibles avant qu'ils ne deviennent des problèmes majeurs, c'est de faire une surveillance attentive, des tests de charge et une planification stratégique des capacités. Les organisations qui s'occupent de ces domaines de manière proactive constatent souvent que des investissements assez modestes dans l'optimisation peuvent avoir un effet considérable sur la résilience du système. On voit aussi un changement dans le comportement des utilisateurs quand les produits prennent de l'ampleur. Les premiers à adopter un produit ont souvent des habitudes d'utilisation différentes de celles des utilisateurs lambda, comme être plus tolérants envers les problèmes de performance occasionnels et être plus prêts à donner leur avis sur les problèmes du système. Avec plus d'utilisateurs, les exigences en matière de fiabilité et de performance augmentent de façon exponentielle, et une bonne conception du système n'est pas seulement une exigence technique, mais aussi un avantage concurrentiel.

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Pour mettre en place de bonnes stratégies de mise à l'échelle, il faut d'abord bien évaluer les capacités actuelles du système et voir s'il y a des limites de croissance. Cette évaluation doit prendre en compte chaque partie de la pile technologique, y compris les interfaces utilisateur frontales et les systèmes de traitement des données en arrière-plan. L'un des problèmes d'évolutivité les plus connus est celui des performances des bases de données, où l'optimisation des requêtes, l'indexation et le regroupement des connexions sont super importants quand les volumes de données augmentent.

Préparation de l'infrastructure

La préparation à la mise à l'échelle est un truc important pour l'infrastructure. L'élasticité et l'allocation des ressources sont un gros avantage des solutions basées sur le cloud, mais il faut les configurer avec soin pour pouvoir exploiter tout leur potentiel. Quand c'est bien fait, les politiques d'auto-scaling, de répartition de charge et les réseaux de diffusion de contenu peuvent vraiment améliorer la réactivité et la fiabilité du système. Mais ces outils doivent être complétés par des systèmes de surveillance puissants, qui offrent une visibilité en temps réel sur les performances du système et les mesures de l'expérience utilisateur.

Architecture de l'application

Les choix faits pour l'architecture de l'appli dès le début du développement ont un gros impact sur la façon dont on pourra faire évoluer les fonctionnalités. Même si les monolithes uniques sont plus faciles à développer et à déployer au début, ils peuvent être super difficiles à faire évoluer quand les besoins changent. Les solutions de microservices sont plus flexibles et ont l'avantage de pouvoir évoluer de manière isolée, mais elles sont plus complexes en termes de coordination et de maintien de la cohérence des données au sein des services. La solution architecturale optimale dépend des besoins du produit, des compétences de l'équipe et de la croissance prévue.

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Stratégies de mise en cache

Les techniques de mise en cache sont aussi un autre aspect important de la préparation à la mise à l'échelle. En utilisant plusieurs étapes de mise en cache, comme la mise en cache client basée sur le navigateur, les systèmes de mise en cache distribués basés sur le serveur, etc., on peut réduire considérablement la charge sur les serveurs et améliorer le temps de réponse. Ces systèmes sont connus pour être difficiles à concevoir pour garantir la cohérence des données et l'invalidation du cache, mais ils sont souvent très rentables en termes de retour sur investissement des efforts d'optimisation des performances.

Gestion des données

Les stratégies utilisées dans la gestion des données deviennent aussi de plus en plus sophistiquées avec l'augmentation du nombre d'utilisateurs. Il y a :

  • Partitionnement de la base de données
  • Mise en place d'une réplique en lecture
  • Politique d'archivage des données
  • Procédures de récupération des sauvegardes

Le passage d'une structure de base de données à serveur unique à un système de base de données distribuée doit être pris au sérieux pour s'assurer que l'intégrité des données et les performances des requêtes ne soient pas compromises dans le processus, afin de pouvoir accueillir plus d'utilisateurs en même temps.

Optimisation du frontend

L'optimisation frontale est parfois moins prioritaire que la mise à l'échelle du backend, mais les problèmes de performance côté client sont souvent la raison pour laquelle l'expérience utilisateur se dégrade. L'optimisation des images, le regroupement JavaScript, la minification CSS, ainsi que les stratégies de chargement progressif peuvent aussi être super utiles pour améliorer la performance perçue, même si les temps de réponse du serveur sont les mêmes. Ces optimisations sont super importantes quand les utilisateurs commencent à avoir des appareils, des environnements réseau et des zones géographiques différents.

Considérations relatives à la sécurité

La question de la sécurité devient plus importante à mesure que les systèmes prennent de l'ampleur. Les mesures de contrôle d'accès, les normes de cryptage des données et la limitation du débit des API vont devenir de plus en plus importantes à mesure que le nombre d'utilisateurs augmente. Mettre en place une surveillance de sécurité poussée et des mesures de réponse aux incidents dès le début du processus de mise à l'échelle peut aider à éviter que de petites failles ne deviennent de grosses brèches, car la visibilité des activités dans le système diminue avec la mise à l'échelle.

Stratégies de test

Les stratégies de test doivent changer pour répondre aux besoins d'évolutivité. Les tests de résistance, les tests de charge et les pratiques d'ingénierie du chaos aident aussi à trouver les points faibles du système avant qu'ils n'affectent les utilisateurs réels. Ces méthodes de test coûtent cher, tant pour les outils que pour le développement du processus, mais elles donnent des infos super utiles sur le comportement du système quand il est soumis à différentes conditions de stress.

Processus opérationnels

Les systèmes à grande échelle demandent aussi pas mal d'évolutions dans les processus opérationnels. Les systèmes de surveillance et de notification devraient pouvoir donner des infos utiles et ne pas bombarder les équipes de faux positifs. Les procédures de déploiement doivent permettre des mises à jour sans interruption de service et des restaurations rapides. Les processus d'assistance à la clientèle doivent être adaptés pour offrir un soutien accru tout en maintenant la qualité de l'assistance.

Recommandations pratiques

Mettre en place une surveillance complète

Mettez en place des systèmes de surveillance complets qui suivent à la fois les mesures techniques et les indicateurs d'expérience utilisateur. Cette double stratégie permettra d'identifier rapidement les problèmes éventuels et de prendre des décisions basées sur les données. Les indicateurs importants à utiliser sont les suivants :

  • Temps de réponse
  • Taux d'erreur
  • Performances des requêtes de base de données
  • Les habitudes d'engagement des utilisateurs parmi les différents composants du système

Adoptez une mise à l'échelle progressive

Optez pour des mesures d'évolutivité incrémentielles qui permettent une croissance progressive et non des augmentations brusques. Cette stratégie permettra aux équipes de détecter et de résoudre les problèmes jusqu'à la toute fin, minimisant ainsi le risque de catastrophe pendant les périodes les plus actives. Sachez qu'on peut envisager de limiter l'intégration des utilisateurs ou d'utiliser des systèmes de drapeaux de fonctionnalités permettant de déployer des fonctionnalités.

Investis dans des pipelines de test et de déploiement automatisés capables de prendre en charge des itérations très rapides et des systèmes stables. Ces systèmes sont d'autant plus importants lorsque le processus de test et de déploiement manuels du système n'est plus envisageable en raison d'une base d'utilisateurs importante et d'une architecture système plus complexe.

Recommandations pratiques

Gestion des connaissances

Mettez en place une documentation complète et une culture de partage des connaissances qui permettent aux membres de l'équipe d'accéder à toutes les infos. Plus les systèmes sont complexes, plus il y a de chances que les connaissances importantes soient concentrées chez quelques personnes de l'équipe.

Planification financière

Modèles financiers : créez des modèles pour évaluer les coûts et préparer les besoins en investissements dans les infrastructures. Les implications économiques des différentes stratégies d'évolutivité peuvent être comprises, ce qui permettra de prendre de meilleures décisions concernant les options architecturales et le moment opportun pour réaliser des investissements d'optimisation.

Conclusion

Le passage à des milliers d'utilisateurs, c'est un moment important pour les produits numériques, qui doit être bien planifié et réfléchi en termes de conception du système et de processus opérationnels. Ce qui compte à ce stade, c'est pas seulement la réussite en termes de disponibilité technique, mais aussi la capacité de l'organisation à changer ses processus et ses pratiques pour faciliter les opérations à grande échelle. Les systèmes résilients sont souvent conçus en tenant compte de la croissance dès la phase de conception, et surtout, de l'évolutivité à chaque décision architecturale et processus opérationnel. Même si les solutions de mise à niveau peuvent surmonter les limites de capacité immédiates, elles ont tendance à utiliser beaucoup de ressources et présentent plus de risques que les préparatifs proactifs en matière d'évolutivité. Les entreprises qui ont réussi à passer par ce changement s'en sortent souvent mieux en termes de base technique, de processus opérationnels et de connaissance de leurs utilisateurs et de leurs systèmes. Ces capacités sont des avantages concurrentiels qui sont utiles pour continuer à grandir et innover sur des marchés plus compétitifs. Le coût de la préparation à l'évolutivité n'est pas seulement une exigence technique, mais aussi une chance stratégique de créer des avantages concurrentiels à long terme dans des environnements numériques qui changent vite.

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Questions fréquentes

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