Dépannage des problèmes courants d'architecture AWS : solutions et conseils

Concevoir et gérer des architectures robustes, évolutives et sécurisées sur Amazon Web Services (AWS) est un processus continu. Même avec une planification minutieuse, vous pourriez rencontrer des défis courants liés à la performance, à la connectivité et à la disponibilité des services. Ce guide vise à vous fournir des solutions pratiques et des meilleures pratiques pour dépanner et résoudre efficacement ces problèmes fréquents d'architecture AWS.

Comprendre la cause profonde d'un problème est la première étape vers une résolution rapide. En examinant systématiquement votre environnement AWS et en tirant parti des outils disponibles, vous pouvez identifier les goulots d'étranglement, diagnostiquer les échecs de connectivité et garantir une haute disponibilité pour vos applications. Cet article vous guidera à travers des scénarios courants et vous offrira des conseils exploitables pour optimiser le fonctionnement de votre infrastructure AWS.

Goulots d'étranglement de performance

Les problèmes de performance peuvent se manifester par des temps de réponse d'application lents, une latence élevée ou un épuisement des ressources. L'identification du goulot d'étranglement est cruciale pour une optimisation efficace.

Identification des goulots d'étranglement de performance

Surveiller les métriques clés : Utilisez les services AWS tels qu'Amazon CloudWatch pour suivre les métriques de vos ressources de calcul, de stockage et de base de données. Recherchez :
- Utilisation du CPU : Une utilisation du CPU constamment élevée sur les instances EC2 peut indiquer une puissance de traitement insuffisante ou un code inefficace.
- Utilisation de la mémoire : Une utilisation élevée de la mémoire peut entraîner le swapping, ce qui dégrade considérablement les performances.
- Trafic réseau entrant/sortant (Network In/Out) : Des pics ou un trafic réseau élevé et soutenu peuvent indiquer un transfert de données inefficace ou une charge accrue.
- Opérations d'E/S sur disque (IOPS) et débit : Pour les services comme Amazon EBS et Amazon S3, le dépassement des limites provisionnées peut entraîner des ralentissements liés au stockage.
- Connexions à la base de données et latence des requêtes : Surveillez les performances de vos instances Amazon RDS ou DynamoDB.
AWS X-Ray : Pour les applications distribuées, AWS X-Ray aide à visualiser les flux de requêtes et à identifier les problèmes de performance dans des appels de service spécifiques.
VPC Flow Logs : Analysez les modèles de trafic réseau pour identifier tout transfert de données inattendu ou excessif.

Solutions aux goulots d'étranglement de performance

Mise à l'échelle des ressources :
- Mise à l'échelle verticale (Scale Up) : Augmentez la taille de l'instance (CPU, RAM) de vos instances EC2 ou mettez à niveau votre classe d'instance RDS. Utilisez AWS Auto Scaling pour ajuster automatiquement la capacité en fonction de la demande.
- Mise à l'échelle horizontale (Scale Out) : Ajoutez plus d'instances à votre couche d'application (par exemple, en utilisant des groupes EC2 Auto Scaling) ou répartissez la charge sur plusieurs réplicas de lecture de base de données.
Optimisation du code d'application : Examinez le code d'application à la recherche d'algorithmes inefficaces, de requêtes de base de données excessives ou de fuites de mémoire.
Mise en cache : Implémentez des stratégies de mise en cache à l'aide d'Amazon ElastiCache (Redis ou Memcached) ou d'Amazon CloudFront pour le contenu statique afin de réduire la charge sur les services backend.
Optimisation de la base de données : Ajustez les requêtes SQL, ajoutez des index appropriés ou envisagez de migrer vers une solution de base de données plus performante comme Amazon Aurora.
Optimisation du stockage : Choisissez le bon type de volume EBS (par exemple, gp3 pour usage général, io2 pour IOPS élevées) ou utilisez Amazon S3 Intelligent-Tiering pour optimiser les coûts et les performances.

Exemple : Diagnostic d'une utilisation élevée du CPU sur EC2

Vérifiez les métriques CloudWatch : Naviguez vers CloudWatch, sélectionnez EC2 et visualisez la métrique CPUUtilization pour votre instance. Si elle est constamment supérieure à 80-90 %, enquêtez davantage.
Connectez-vous à l'instance via SSH : Utilisez des outils comme top, htop ou ps pour identifier les processus qui consomment le plus de CPU.
Analysez les journaux d'application : Recherchez les erreurs ou les schémas dans vos journaux d'application qui pourraient être corrélés à une utilisation élevée du CPU.
Envisagez la mise à l'échelle : Si la charge de travail est légitime et ne peut pas être optimisée davantage, envisagez d'augmenter la taille de l'instance ou d'activer EC2 Auto Scaling.

Problèmes de connectivité

Les problèmes de connectivité peuvent empêcher les utilisateurs d'accéder à vos applications ou entraver la communication entre les ressources AWS.

Scénarios de connectivité courants

Instances EC2 inaccessibles : Les instances au sein d'un VPC pourraient ne pas être accessibles depuis Internet ou d'autres instances.
Échecs de connectivité inter-VPC : Problèmes de connexion des ressources entre différents VPC.
Indisponibilité des points de terminaison de service : Incapacité de se connecter aux services AWS (par exemple, S3, RDS) depuis votre VPC.

Étapes de dépannage

Vérifiez la configuration réseau du VPC :
- Groupes de sécurité (Security Groups) : Assurez-vous que les groupes de sécurité attachés à vos instances autorisent le trafic entrant sur les ports requis à partir des adresses IP sources ou des groupes de sécurité corrects. Rappelez-vous, les groupes de sécurité sont stateful (avec état).
- Listes de contrôle d'accès réseau (NACLs) : Vérifiez que les NACLs associées à vos sous-réseaux permettent le trafic entrant et sortant. Les NACLs sont stateless (sans état), vous avez donc besoin de règles pour les deux directions.
- Tables de routage (Route Tables) : Vérifiez les tables de routage de vos sous-réseaux pour garantir un routage correct vers Internet (via une passerelle Internet ou une passerelle NAT), d'autres sous-réseaux ou des VPC appairés.
- Paramètres de sous-réseau : Confirmez que les instances se trouvent dans les sous-réseaux corrects et que les sous-réseaux ont des associations de table de routage appropriées.
Vérifiez la passerelle Internet (IGW) / la passerelle NAT :
- IGW : Assurez-vous que vos sous-réseaux publics ont une route vers l'IGW pour l'accès à Internet.
- Passerelle NAT : Si vos instances dans des sous-réseaux privés ont besoin d'un accès à Internet, assurez-vous qu'une passerelle NAT est configurée correctement, associée à une adresse IP élastique (Elastic IP) et dispose de routes y pointant depuis la table de routage du sous-réseau privé.
Vérifiez l'appairage VPC / Transit Gateway : Pour la communication inter-VPC, confirmez que les connexions d'appairage VPC ou les attachements Transit Gateway sont actifs et que les tables de routage dans tous les VPC impliqués sont mises à jour pour inclure des routes vers les blocs CIDR des VPC appairés ou la Transit Gateway.
Examinez la résolution DNS : Assurez-vous que votre VPC est configuré pour utiliser DNS (par exemple, AmazonProvidedDNS à VPC_CIDR_PLUS_2) et que la résolution DNS fonctionne correctement. Utilisez dig ou nslookup depuis une instance pour tester.
AWS Network Reachability : Utilisez l'AWS Reachability Analyzer pour diagnostiquer les problèmes de connectivité entre les ressources AWS au sein de votre VPC ou entre VPC.

Exemple : Instance EC2 non accessible depuis Internet

Adresse IP publique : L'instance EC2 a-t-elle une adresse IP publique attribuée ? Est-elle dans un sous-réseau public ?
Groupe de sécurité : Vérifiez le groupe de sécurité attaché à l'instance. Assurez-vous qu'une règle entrante existe pour le port de l'application (par exemple, port 80 pour HTTP, 443 pour HTTPS) autorisant le trafic depuis 0.0.0.0/0 (ou une plage IP spécifique).
NACL réseau : Vérifiez la NACL associée au sous-réseau de l'instance. Assurez-vous qu'elle autorise le trafic entrant sur le port de l'application et le trafic sortant sur les ports éphémères (1024-65535) pour la réponse.
Table de routage : Vérifiez que la table de routage du sous-réseau a une route vers une passerelle Internet (0.0.0.0/0 -> igw-xxxxxx).
État de l'instance : L'instance est-elle en cours d'exécution ?

Problèmes de disponibilité des services

Garantir une haute disponibilité est essentiel pour les applications critiques. Les temps d'arrêt peuvent entraîner un impact commercial significatif.

Stratégies pour la haute disponibilité

Déploiements multi-AZ : Déployez les ressources critiques comme les bases de données (RDS Multi-AZ) et les serveurs d'application sur plusieurs zones de disponibilité (AZ) au sein d'une région. Si une AZ tombe en panne, le trafic peut être basculé automatiquement vers une autre.
Équilibrage de charge : Utilisez Elastic Load Balancing (ELB) – Application Load Balancer (ALB), Network Load Balancer (NLB) ou Classic Load Balancer (CLB) – pour répartir le trafic sur plusieurs instances dans différentes AZ. Les vérifications de santé ELB retireront automatiquement les instances non saines de la rotation.
Auto Scaling : Implémentez EC2 Auto Scaling pour remplacer automatiquement les instances non saines et ajuster la capacité à la hausse ou à la baisse en fonction de la demande et des vérifications de santé.
Applications sans état (Stateless) : Concevez des applications sans état, ce qui facilite le remplacement ou la mise à l'échelle des instances individuelles sans perte de données ni interruption.
Dégradation gracieuse (Graceful Degradation) : Concevez votre application pour qu'elle fonctionne, peut-être avec des fonctionnalités réduites, même si certaines dépendances sont indisponibles.

Dépannage des problèmes de disponibilité

Vérifications de santé (Health Checks) :
- Vérifications de santé ELB : Assurez-vous que les configurations de vérification de santé de votre ELB sont précises et testent le bon point de terminaison et le bon port.
- Vérifications de santé EC2 Auto Scaling : Vérifiez que les vérifications de santé Auto Scaling sont correctement configurées.
- Points de terminaison de santé d'application : Implémentez des points de terminaison de vérification de santé dédiés dans vos applications qui peuvent être surveillés.
Analysez les alarmes CloudWatch : Configurez des alarmes CloudWatch pour les métriques critiques (par exemple, taux d'erreur élevé, espace disque faible, latence élevée) et enquêtez rapidement sur toute alarme déclenchée.
Consultez le tableau de bord de santé des services : Vérifiez l'AWS Service Health Dashboard pour toute panne signalée ou dégradation des performances dans la région AWS où vous opérez.
Tests de basculement (Failover Testing) : Effectuez régulièrement des tests de basculement (par exemple, en terminant une instance dans une AZ) pour vous assurer que votre stratégie de haute disponibilité fonctionne comme prévu.

Exemple : Application ne répondant pas en raison d'une défaillance d'instance

Vérifications de santé ELB : Si vous utilisez un ALB, vérifiez la santé du groupe cible. L'ALB devrait automatiquement marquer l'instance défaillante comme non saine et arrêter de lui envoyer du trafic.
Auto Scaling : Si l'instance faisait partie d'un groupe Auto Scaling, le groupe devrait détecter l'instance non saine (via les vérifications de santé ELB ou EC2) et lancer une instance de remplacement.
Métriques CloudWatch : Surveillez les métriques comme HealthyHostCount et UnHealthyHostCount dans CloudWatch pour votre ALB. Vérifiez également CPUUtilization et NetworkIn/Out pour les instances saines restantes afin de voir si elles gèrent la charge accrue.
Journaux : Examinez les journaux de l'instance défaillante (si possible) et de la nouvelle instance pour comprendre pourquoi la panne s'est produite.

Meilleures pratiques de sécurité pour prévenir les problèmes

Bien qu'il ne s'agisse pas de dépannage direct, l'adhésion aux meilleures pratiques de sécurité prévient de manière proactive de nombreux problèmes architecturaux courants.

Principe du moindre privilège : N'accordez que les autorisations nécessaires aux utilisateurs IAM, aux rôles et aux services.
Segmentation du réseau : Utilisez des VPC, des sous-réseaux, des groupes de sécurité et des NACLs pour isoler les ressources et limiter le rayon d'impact d'une faille de sécurité.
Correction régulière : Maintenez les systèmes d'exploitation et les applications sur vos instances EC2 corrigés et à jour.
Chiffrement : Chiffrez les données au repos (par exemple, volumes EBS, objets S3, bases de données RDS) et en transit (en utilisant TLS/SSL).
Journalisation et surveillance : Activez la journalisation détaillée (CloudTrail, VPC Flow Logs) et configurez la surveillance et l'alerte pour les activités suspectes.

Conclusion

Le dépannage des problèmes d'architecture AWS nécessite une approche systématique, une bonne compréhension des services AWS et une surveillance diligente. En vous familiarisant avec les problèmes courants liés à la performance, à la connectivité et à la disponibilité, et en mettant en œuvre les solutions et les meilleures pratiques décrites dans ce guide, vous pouvez créer et maintenir des applications plus résilientes, performantes et fiables sur AWS. La surveillance continue, les mesures de sécurité proactives et les tests réguliers sont essentiels pour prévenir les problèmes futurs et garantir le fonctionnement optimal de votre environnement cloud.