Le Cloud Computing est-il une solution d avenir pour l entreprise?

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1 Le Cloud Computing est-il une solution d avenir pour l entreprise? Mémoire de recherche de fin d étude La virtualisation, la dématérialisation, l informatique dans les «nuages», sont des concepts récents qui font beaucoup de bruit dans le monde IT. L implémentation de ces nouveaux systèmes de gestion au sein d un SI ont-ils leurs places dans l informatique de demain? Soutenance le 02 Avril 2012, présidée par Mr Neveu Promotion SRS Clément Helier Bastien Morlon

2 REMERCIEMENT... 3 GLOSSAIRE... 4 INTRODUCTION ORIGINES ET HISTORIQUE DU «CLOUD COMPUTING» Concepts et technologies à l origine du «Cloud Computing» Le concept d «informatique utilitaire» Le concept de «grille informatique» Le concept de «ferme de serveurs» Les fournisseurs de services d application La virtualisation Apparition du «Cloud Computing» et origine du terme DEFINITIONS ET CARACTERISTIQUES DU «CLOUD COMPUTING» Les définitions du «Cloud Computing» Les caractéristiques du «Cloud Computing» Libre- service à la demande Accès étendu au réseau, ubiquité Mise en commun des ressources et multi- tenant Scalabilité, élasticité rapide et paiement à la consommation Service mesuré DESCRIPTION DETAILLEE DU MODELE «CLOUD COMPUTING» Les différentes couches du «Cloud Computing» Le Cloud infrastructure IaaS - Infrastructure as a Service Le Cloud plate- forme PaaS Platform as a Service Le Cloud application SaaS Software as a Service Les modèles de déploiement du «Cloud Computing» Le Cloud privé Le Cloud communautaire Le Cloud public Le Cloud hybride PARTIE II CE QUE LE CLOUD PEUT NOUS APPORTER POURQUOI ENVISAGER LA TRANSITION? Les avantages du Cloud Computing selon le manifeste Open Cloud Les inconvénients du Cloud Computing selon le manifeste Open Cloud COMMENT SE PREPARER A CE VIRAGE TECHNOLOGIQUE? LES FREINS DU CLOUD COMPUTING LA SECURITE DANS LE CLOUD COMPUTING La sécurité physique de l exploitation Quel niveau de sécurité?

3 5. ASPECT ECONOMIQUE Une économie d échelle La segmentation Les offres des principaux acteurs du marché La tarification de SalesForce.com Exemples de tarifications d infrastructures Cloud tiers ASPECT ECOLOGIQUE PARTIE III ETUDE ET ANALYSE DE TERRAIN SONDAGE ET QUESTIONNAIRE DES ENTREPRISES AYANT FAIT LE CHOIX DU CLOUD COMPUTING Eden Park : le choix Microsoft Haagen- dazs : Le choix Saleforce DES ENTREPRISES EN PHASE D ETUDE Ageas France PARTIE IV ETUDE DE DEUX SOLUTIONS D'EDITEUR LE CLOUD DE VMWARE L infrastructure selon VMware Les offres de PaaS Les Services à la demande MICROSOFT ET SON OFFRE AU NUAGE Les Services (SaaS) La Plate- forme Microsoft (PaaS) L IaaS et Cloud privé CONCLUSION ANNEXE BIBLIOGRAPHIE TABLES DES ILLUSTRATIONS

4 Remerciement Nous tenons à remercier Monsieur Nicolas Neveu, notre professeur et tuteur tout au long de notre mémoire, pour son encadrement et pour les conseils qu il a pu nous fournir. Nous remercions Monsieur Alain Egee, partenaire de la société VMware pour son soutien et les encouragements qu il nous a prodigués. Nous lui sommes reconnaissants pour sa disponibilité et pour la qualité de ses remarques qui ont été essentielles à la réalisation de ce mémoire. Nous remercions également nos tuteurs professionnels respectifs de nous avoir guidés dans l évolution de nos travaux et pour leurs précieux conseils. 3

5 Glossaire Abréviation Définition API ASP BP CPU DPM DRS DSI EC2 ETI FT HA HaaS HP I/O IaaS IBM PaaS PME RIA ROI SaaS SAN SDK SLA TPE VM VPC VPN XaaS Application Programming Interface Application Service Provider Business Process Central Processing Unit Distributed Power Management Distributed Resource Scheduler Directeur des systèmes d'information ou Direction des systèmes d'information Elastic Compute Cloud (Amazon) entreprises de taille intermédiaire Fault Tolerance «high availability» : Haute disponibilité Hardware as a Service Hewlett Packard Entrée/sortie Infrastructure as a Service International Business Machines Corporation Platform as a Service Petite et moyenne entreprise Rich Internet Application Retour sur Investissement Software as a Service Storage Area Network Software Development Kit Service- Level Agreements Très petite entreprise Virtual machine : machine virtuelle Virtual Private Cloud Virtual Private Network Informatique comme un service 4

6 Introduction Le «Cloud Computing», traduit de l anglais «informatique dans les nuages», n est pas une nouvelle technologie en soi, mais une nouvelle approche de l informatique, comprenant un certain nombre d idées difficiles à appréhender. En février 2011, la société IPSOS 1 en partenariat avec Microsoft a interrogé différentes entreprises à ce sujet. Le constat : 82% des TPE-PME ne pouvaient pas définir précisément ce qu est le concept du Cloud Computing, alors que 52% d entre elles utilisaient déjà une solution de type Cloud. De manière générale, on peut assimiler le «Cloud Computing» à un regroupement de ressources informatiques exploitées, à distance et à la demande, par de nombreux clients externes, sous forme de services à la consommation. Les traitements informatiques ne sont donc plus réalisés sur le poste utilisateur ou sur un serveur interne mais déportés dans un centre de données virtuelles maintenues par le prestataire de service Cloud. L objectif étant de réduire la complexité de l informatique. Illustration 1 : Le concept du Cloud Ce concept informatique est aussi la réponse au besoin croissant des entreprises de réduire leur coût tout en ayant accès à une large offre de services allant du hardware au software. Ces entreprises recherchent également à rentabiliser leurs investissements et à se concentrer au maximum sur leur cœur de métier. La majorité des investissements informatiques sont aujourd hui consacrés à la maintenance, laissant peu de place à l innovation. Pourquoi une exploitation agricole ou une simple PME en général devrait-elle s équiper de matériel informatique et gérer un système d information pour un simple besoin de stockage, 1 Ipsos est un institut de sondage français et une société internationale de marketing d opinion. Source disponible 5

7 de messagerie et d applications spécifiques à son activité? Face à ces entreprises fatiguées de «faire de l informatique» et face à des utilisateurs exigeants des temps de réponse de plus en plus courts, le Cloud Computing pourrait être la solution tant attendue. Selon une étude menée en 2011 par Brocade 2, près de la moitié des entreprises européennes ont déjà eu recourt au Cloud Computing, et 31% prévoient de migrer vers ce modèle informatique distribué, dans les 12 mois. Selon Gartner 3, en 2012 les dépenses liées au Cloud devraient représenter 10% des investissements informatiques et passerait de 68 milliards en 2010 à 150 milliards en Le marché est en plein essor. Le Cloud Computing se place comme la plate-forme informatique de prochaine génération. C est pour ces diverses raisons qu il nous a semblé important de comprendre ce nouveau concept, ce qu il va pouvoir apporter à l informatique d aujourd hui et de demain, mais aussi la place qu il occupera au sein de l entreprise. Est-ce une réelle solution d avenir pour l entreprise? Local Markets Silo organization Production- oriented Flexibilité 1960 MAINFRAME 1980 Client/serveur 2000 Cloud 2020 Centralized applications Buziness- unit level Hardware Regional markets Matrix orgnization Client- oriented Packaged applications Entreprise level Global markets Network organization Reactivity- oriented Composite applications Ecosystem level Services Virtualisation Automatisation Normalisation Figure 1 : Les trois principales vagues de l'informatique (source : Orange Business Services) Ce mémoire sera constitué de 4 parties. La première partie présentera ce qu est le «Cloud Computing», de sa genèse, jusqu au détail des caractéristiques qui font du Cloud ce qu il est. La deuxième partie analysera ce que le «Cloud Computing» peut apporter, au travers de ses bénéfices et ses dangers. La troisième partie sondera, à partir d un questionnaire, la vision d entreprises ayant fait le choix du Cloud ainsi que d entreprises en phase d étude. Enfin, la quatrième partie se focalisera sur la présentation de deux solutions éditeurs. 2 Brocade est une société américaine qui conçoit et réalise depuis 1995 des systèmes de communication pour les réseaux SAN et FAN. Source : extrait de presse artesi-idf 'Les entreprises européennes se tournent vers le Cloud Computing pour être plus souples, pas seulement pour réduire leurs coûtes' 3 Gartner est une entreprise de consulting et de conseil américaine dans le domaine des techniques avancées. Source : 'Gartner says worldwide cloud services market to surpass $68 billion in 2010' 6

8 Partie I Qu est-ce que le Cloud Computing Finalement, qu est-ce que le Cloud Computing? Dans cette partie, nous allons détailler les concepts à l origine du Cloud Computing, et retracer l apparition de cette notion dans le monde informatique. Ensuite nous définirons ce qu est le Cloud Computing et les caractéristiques qui en font un concept à part entière. Enfin, nous présenterons les différentes couches du Cloud Computing et les modèles de déploiement existants aujourd hui. 1. Origines et historique du «Cloud Computing» 1.1. Concepts et technologies à l origine du «Cloud Computing» Le Cloud Computing est la réunion de différents concepts informatiques, étudiés et développés depuis les années 60, associés à certaines technologies, récemment accessibles financièrement et matures techniquement. Dans les sous-sections suivantes nous allons détailler 5 concepts et technologies qui nous semblent être fondamentaux pour comprendre l histoire du Cloud Computing Le concept d «informatique utilitaire» L «Utility Computing» ou «Calcul On-Demand» désigne le principe de location des ressources informatiques (historiquement la puissance de calcul des machines), que l on facture à l usage, à la manière de l électricité ou du gaz aujourd hui 4. Ce concept a l avantage d avoir un coût d investissement initial très faible pour un accès immédiat aux ressources informatiques. L Utility Computing est un concept déjà ancien qui apparait souvent au cours de l histoire de l informatique, et dont l une des premières références est un discours de John McCarthy lors d une conférence au centenaire du MIT 5. Dès 1961, celui-ci explique que «l informatique pourrait un jour être organisée comme un service public tout comme le téléphone est un service public. L informatique utilitaire pourrait devenir la base d une industrie nouvelle et importante.» 6. L idée de l informatique comme un service est née. 4 L utility Computing est un modèle informatique qui présente l avantage d avoir de faible coût. Il se présente sous la forme de package ressemblant les services, le stockage, le calcul. Source : Définition Wikipédia Utility Computing 5 Institut de technologie du Massachusetts : 'Massachusetts Institute of Technology' 6 Source : extrait de presse Utility (Cloud) Computing..Flashback to 1961 Prof. John McCarthy 7

9 Une des entreprises pionnières dans la mise en place concrète de l «Utility Computing» après l éclatement de la bulle internet, fut IBM en 2002 avec son«e-business On-Demand» 7 8. Le constructeur jugea qu il fallait répondre aux exigences croissantes des entreprises, que ce soit en termes de performances ou en termes d adaptation à un environnement extrêmement changeant. Grâce au développement considérable des réseaux et avec l avènement des standards informatiques et de la virtualisation, l Utility Computing, avec la notion de «On-Demand», devient possible et accessible aux TPE/PME. L idée d une informatique comme un «service de base» vital dans un monde connecté 24 heures sur 24, commence à se développer. Cette même année, d autres sociétés, dont HP 9, investissent dans le concept d Utility Computing et proposent leur propre solution. Mais dans son article «Utility Computing : peut-on tout externaliser?» d Août 2002, paru dans le Journal Du Net 10, Nicolas Six montre bien l avance d IBM dans le domaine : «La méthode [d IBM] est tout autre. [ ] la facture [contient] un taux variable pour l'usage des mainframes, l'hébergement du web, la quantité de stockage utilisée, le temps de hotline comptabilisé, et surtout le nombre d'heures de calculs mobilisées sur les processeurs d'ibm. Le client paye réellement ce qu'il consomme. [ ] Aucune entreprise n'a opté pour une externalisation complète, et la plupart des marchés remportés concernent seulement l'un des trois pôles majeurs d'une infrastructure : le stockage, la gestion du réseau et la gestion des ordinateurs. IBM est le seul à maîtriser les trois». Peu après, d autres acteurs, comme Microsoft 11 ou Amazon 12 ont investi dans le concept et lancé leur propre solution. Ce concept informatique imaginé par John McCarthy est devenu le fondement de la transition vers l informatique «On-Demand» et l informatique «as a Service». C est un modèle économique qui est à la base des projets d externalisation des solutions informatiques, du Grid Computing, des fermes de serveur et bien sûr du Cloud Computing. 7 Source : IBM Global Services, 'e-business on demand : le nouveau modèle informatique.pdf' 8 Source : extrait de presse, Cnet News, 'IBM talks up "computing in demand" ' 9 Extrait de presse : HP : 'HP Utility Data Center' 10 Source : extrait de presse, Journal Du Net, Utility Computing, peut-on tout externaliser 11 Extrait de presse : 'Microsoft experiments with utility computing' 12 Source : Amazon Web Services : 'Amazon : Utility computing power broker' 8

10 Le concept de «grille informatique» Le concept de «Grille informatique» ou «Grid Computing» est apparu en 1997 lors d un séminaire au laboratoire national d Argonne, intitulé «Building a Computational Grid». Puis en 1998, Ian Foster et Carl Kesselman, les 2 personnes à l origine de ce séminaire, ont publié «The Grid : Blueprint for a New Computing Infrastructure». Ce livre, référence dans le domaine, est souvent surnommé «The Grid Bible» 13. Figure 2 : la logique du Grid Computing Le terme de «Grid» se réfère au réseau électrique «Power Grid», où l utilisateur se branche au réseau et paye ce qu il consomme sans se soucier d où vient le courant. Le Grid Computing est une technique de calcul consistant à partager les ressources de tout élément informatique permettant l exécution d une tâche ou le stockage d une donnée numérique. Les ressources informatiques de cette infrastructure virtuelle, reliées de façon logique, sont délocalisées et autonomes. Cette technique, qui tire partie du temps de nonutilisation des processeurs, permet de résoudre des problèmes que l utilisation d un superordinateur ne pourrait pas solutionner dans un temps réaliste. La figure 2 ci-dessus résume bien la philosophie du Grid Computing. Le Grid Computing doit en outre fournir un niveau de service adapté aux besoins du client, comme le temps de réponse, le débit, la disponibilité, ou encore la sécurité. Il doit également gérer les questions de droit d accès et de paiement. Il s inspire grandement du concept d Utility Computing. Notons que le concept de grille informatique est bien différent du «Cluster» informatique, qui fait fonctionner un ensemble de machines similaires dans un même lieu. C est cette technique de «Clustering» et le concept ferme de serveurs que nous allons définir maintenant Le concept de «ferme de serveurs» Les fermes de serveurs sont apparues au début des années 2000, lors de l éclatement de la bulle internet pour répondre au besoin de «Haute Disponibilité» nécessaire à la plupart des services accessibles via le web. 13 Source : 'Grid computing's ancestors' 9

11 Ces «fermes» hébergent jusqu à plusieurs centaines de serveurs montés en «Cluster 14». Le «Clustering» est une technique qui consiste à regrouper plusieurs serveurs (ou «nœuds») indépendants afin de dépasser les limitations d une machine unique. Les différents nœuds mis en réseau ensemble vont apparaître comme une seule machine ayant plus de capacités (plus de puissance, de mémoire, de stockage. On trouve beaucoup d avantages dans ces fermes de serveurs et dans ce système de Clustering. Cette technique permet de garantir la «Haute Disponibilité», d augmenter la «scalabilité» et donc mieux gérer la montée en charge, et de garantir une bonne qualité de service. De plus ces fermes de serveurs sont très élastiques, grâce la possibilité d augmenter la taille du Cluster en fonction de ses besoins en puissance de calcul, mémoire ou stockage, simplement en ajoutant des machines. Ces capacités de «Clustering» sont réalisées grâce à ce système de nœuds multiples, et l utilisateur a la garantie de ne jamais perdre complètement l accès au service qu il est en train de consommer grâce à certains mécanismes : - La redondance qu elle soit hardware ou software - La reprise sur panne («Fail Over») - La répartition de charges entre nœud («Load Balancing») Figure 3 : Représentation schématique d'un cluster de serveurs hébergeant un site web La répartition de charge est une technique qui permet de distribuer le travail entre les différents serveurs mis en Cluster. C est cette technique qui va permettre de diminuer le temps de réponse et d augmenter la disponibilité et la scalabilité du serveur. Les informations relatives à la disponibilité des serveurs sont envoyées à un serveur maître chargé de distribuer les tâches entre les machines du Cluster. Celui-ci choisira, selon un algorithme prédéfini, vers quel nœud du Cluster il distribuera la tâche. 14 Source : Définition Wikipédia Grappe de serveurs 10

12 Nous retiendrons quatre algorithmes principaux : - Le «Round Robin» : qui répartit la charge de manière séquentielle sur les serveurs - Le «Weight Round Robin» : qui répartit la charge en fonction de la puissance de la machine. - Le «Least Connections» : qui répartit la charge vers le nœud du Cluster ayant le moins de connexions. - Le «Faster Response Time» : qui calcule le temps de réponse de chaque serveur et distribue le travail vers le serveur qui répond le plus rapidement. L éclatement de la bulle internet vers la fin des années 1990, début des années 2000, a permis pour la première fois de mettre des services à disposition du monde entier, et l'équilibrage de charge a permis à ces services de supporter de manière sûre, fiable et rapide des demandes provenant de plusieurs millions d'utilisateurs. Google utiliserait une ferme de plus de serveurs rien que pour son moteur de recherche. 15. Les fermes de serveurs permettent encore de nos jours, d héberger de façon très fiable, des services nécessitant une très haute disponibilité (en général des services accessibles via internet). De plus, il est financièrement avantageux d investir dans plusieurs petits serveurs que l on agrège, plutôt que d acheter un gros serveur multiprocesseur très coûteux. Le principal défaut du Clustering est qu il est nécessaire que les applications soient développées spécifiquement pour pouvoir fonctionner en cluster Les fournisseurs de services d application Les fournisseurs de services d application, ou ASP («Application Service Provider») ont aussi leur importance dans l origine du «Cloud Computing». Ce modèle d affaire est apparu lui aussi au début de l éclatement de la bulle internet. Un ASP est une société qui propose des logiciels à ses clients au travers d internet. Le fournisseur loue des applications métiers en ligne, via des interfaces web et le client devient consommateur. Il n a plus à se soucier des problématiques souvent lourdes et coûteuses liées à l installation, au déploiement, à la configuration, à la maintenance ou à la sauvegarde de l application. Il suffit juste de disposer d un poste utilisateur et d un accès web. L ASP s inspire beaucoup du concept d «Utility Computing» décrits précédemment. Pour bien comprendre l ASP, il est important de pointer ses différences avec la couche «Software as a Service» (SaaS) du Cloud Computing, que nous présenterons de manière 15 Source : Google Infrastructure 11

13 plus détaillée dans la section « Le Cloud Application SaaS Software as a Service». L ASP traditionnel se limite à la fourniture d applications, en mode hébergé, et repose financièrement sur un système de licence logicielle (une instance logicielle par utilisateur). Cela signifie que chaque nouveau client doit attendre que son fournisseur installe la nouvelle instance créée spécialement pour lui. Les coûts et les délais de déploiement sont élevés. Le SaaS quant à lui désigne une application modulaire comprenant des outils et des personnalisations pour répondre aux besoins du client. Les solutions SaaS sont nativement développées sur des architectures mutualisées, utilisant une seule instance logicielle partagée entre tous les utilisateurs de la solution. Une application est utilisée par plusieurs personnes, les coûts de maintenance et de mise à jour sont réduits. Financièrement, le SaaS fonctionne sur une logique de paiement à la consommation La virtualisation La virtualisation est «l ensemble des techniques matérielles et/ou logicielles qui permettent de faire fonctionner sur une seule machine plusieurs systèmes d exploitation et/ou plusieurs applications, séparément les uns des autres, comme s ils fonctionnaient sur des machines physiques distinctes» 16. Cette technologie est très importante dans le Cloud Computing et confère beaucoup d avantages. Elle permet une gestion simplifiée, optimisée et mutualisée des ressources matérielles, ainsi qu une grande élasticité de l infrastructure grâce à une vue logique plutôt que physique. En effet, il n est pas rare en entreprise de voir un serveur fonctionnant à 15% de ses capacités, et regrouper plusieurs serveurs virtuels sur une même machine physique permet de mieux rationnaliser les ressources. De plus l élasticité offre la possibilité de provisionner ou déprovisionner automatiquement des ressources et de s adapter de façon rationnelle lors d importantes montées de charge. La virtualisation est aussi la technologie permettant de mettre en place une architecture multi-tenante, une des caractéristiques les plus importantes du Cloud, que nous présenterons de manière plus détaillée dans la section «2.2.3 Mise en commun des ressources et multi-tenant», Historiquement, la virtualisation est née dans les années 60, sous l impulsion d IBM. Les premiers prototypes de virtualisation matérielle sont le système CP-40, lancé en 1967, et le système VM/370 qui connut un fort succès en entreprise, et est parfois encore en usage. Cette technologie était surtout réservée aux entreprises utilisant 16 Source : 'Concepts autour de la virtualisation' 12

14 des mainframes de plusieurs milliers de dollars. Dans les années quatre-vingt-dix, l intérêt pour les émulateurs de consoles de jeu ainsi que l explosion du marché de l informatique personnelle ont fait prendre conscience aux entreprises qu il y avait un marché pour la virtualisation. La société VMware développa et popularisa à la fin des années 1990 et au début des années 2000 un système propriétaire de virtualisation logicielle des architectures de type x86 pour les architectures de type x86. Les logiciels libres Xen, QEMU, Virtual Box et les logiciels propriétaires mais gratuits VirtualPC, VirtualServer et VMware Server ont achevé la popularisation de la virtualisation dans le monde x86. D un point purement technique, on distingue plusieurs types de virtualisation : - L isolation, qui consiste à exécuter des applications dans un environnement isolé, l exemple le plus connu est le chroot sous linux, qui permet de changer de racine. - L hyperviseur de type 2. C est un logiciel spécialisé chargé de faire fonctionner des systèmes d'exploitation invités (guests) sur un système hôte (host) en virtualisant ou émulant le matériel dédié aux systèmes invités. Les systèmes invités ne voient et ne dialoguent qu'avec ce matériel. On peut citer VirtualBox, VMware Workstation ou encore QEMU. - L hyperviseur de type 1. C est un système dont le noyau a été optimisé spécifiquement dans le but de gérer l'architecture à destination des systèmes d'exploitation invités et d allouer directement les ressources matérielles au système invité. Si un système d'exploitation invité «sait» qu'il est installé sur un hyperviseur, il peut être optimisé et augmenter les performances. Il s'agit alors de paravirtualisation. C'est la méthode la plus performante actuellement. On peut citer Xen, VMware ESX ou encore Microsoft Hyper-V. Appliquées à l'échelle d'une entreprise, la virtualisation permet de mettre à profit les ressources d'une seule machine de façon à en faire un «serveur» capable d'alimenter plusieurs «clients», et permet donc au Cloud Computing d offrir à moindre coût tout type de machine et de système, d utiliser les ressources informatiques de façon optimale et élastique. Cette technologie est un point central dans le Cloud Computing. Ce sont à partir de tous ces concepts et technologies que l idée du Cloud Computing a commencé à émerger dans le monde de l informatique. Mais justement, quand le modèle commercial et architectural du Cloud est-il réellement apparu? Et d où vient l expression «Cloud Computing»? 13

15 1.2. Apparition du «Cloud Computing» et origine du terme L expression Cloud Computing est aujourd hui bien ancrée dans le langage usuel informatique, mais il est difficile de dire quand est réellement apparu ce concept. Depuis la fin du siècle dernier, pour dessiner la toile du réseau mondial sur un morceau de papier, les informaticiens utilisaient souvent la forme d un nuage («Cloud»), mais la première apparition de la notion de Cloud, au sens du Cloud Computing, date d une conférence Microsoft à propos du lancement de sa nouvelle plate-forme «.Net», en Microsoft présente le Cloud comme l endroit où seront hébergés les «Web services». En 2002, pour compenser le pic d activité ayant lieu chaque année pendant les fêtes de Noël, Amazon a investi dans un parc informatique conséquent. Une fois les fêtes passées, son parc s est retrouvé être disproportionné et sous utilisé. Amazon a donc pris la décision de louer à des entreprises ces ressources supplémentaires disponibles. Nous assistions à la création du premier fournisseur d infrastructure comme un service, la couche basse de la logique Cloud Computing. Le 9 Août 2006, l expression Cloud Computing apparaît pour la première fois lors d une interview d Eric Schmidt à la «Search Engine Strategies Conference». Le PDG de Google, présente le Cloud Computing comme un nouveau «Business model» 18 informatique, où les services, les données, les infrastructures seraient hébergés quelque part, sur le «Cloud». Cette même année 2006, Amazon annonce la version béta de son service «Elastic Compute Cloud» (EC2) 19. Ce service web, premier du genre, permet au client de louer des serveurs sur lesquels il pourra exécuter ses propres applications web. La nouveauté ici est que le client peut créer et dimensionner le serveur dont il a besoin pour son projet. Amazon propose l accès à des ressources informatiques comme un service avec un paiement à la consommation (Utility Computing) en utilisant plusieurs dizaines de milliers de serveurs (Fermes de Serveurs) répartis sur plusieurs sites dans le monde (Grid Computing) et utilise la technologie de la virtualisation permettant l élasticité suffisante pour que le client puisse créer son propre serveur virtuel et redimensionnable. On assiste à la naissance du premier Cloud de type infrastructure. 17 Source : Microsoft, 'Speech Transcript - Sanjay Parthasarathy, WinHAC Conference 201' 18 Source : Google Press Center, August , 'Search Engine Strategies Conference, Conversation with Erci Schmidt hosted by Danny Sullivan' 19 Source : Amazon web services, 'Announcing Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) - beta' 14

16 Ce ne sera qu en Octobre 2008 qu Amazon lancera une version commerciale de son projet EC2 20, version contenant beaucoup plus d options pour le redimensionnement des serveurs virtuels. L expression Cloud Computing commence à apparaitre dans les moteurs de recherche vers la fin 2007, mais c est au second semestre 2008 qu elle se répand réellement et que le Cloud devient un concept informatique à part entière. Les graphiques suivants (figure 4) représentent les statistiques du moteur de recherche Google pour l expression «Cloud Computing» comparée aux expressions d autres concepts informatiques, entre le 1 er Janvier 2004 et le 1 er Mars Figure 4 : Trafic moyen de l'expression "Cloud Computing" sur internet. Google Trends. Nous observons ici une nette augmentation des recherches liées au Cloud en Octobre 2008, date du lancement commercial de la plate-forme EC2 d Amazon. A partir de ce moment précis, tous les autres grands acteurs du marché de l informatique (Google 21, Microsoft 22, IBM 23, HP 24, Dell 25, VMware 26 ) ont commencé à lancer leur propres offres de Cloud Computing. Pour terminer, il est important de préciser que le Cloud Computing a une évidente origine grand public. Les technologies mises en œuvre et les avancées réalisées pour les services web grand public (webmail, partage de photos, etc), ces services «hostés» que l on nomme aujourd hui SaaS, ont été adaptés et optimisés pour répondre aux besoins spécifiques des entreprises. 2. Définitions et caractéristiques du «Cloud Computing» 20 Source : extrait de presse, le monde de l informatique, 'Le Cloud d'amaeon EC2 arrive en Europe' 21 Source : 'Cloud Google' 22 Source : 'Cloud Microsoft : Windows Azure' 23 Source : 'IBM Smart Cloud Entreprise' 24 Source : 'HP Cloud' 25 Source : 'Cloud Dell' 26 Source : 'Cloud VMware' 15

17 Connaître l historique et les origines du Cloud Computing ainsi que son apparition concrète dans le monde de l informatique est indispensable pour la compréhension du Cloud Computing, mais insuffisant pour le définir. Nous allons pour cela répondre aux deux questions suivantes : «Qu est-ce que le Cloud Computing aujourd hui?» et «Quelles sont ses caractéristiques précises?» Les définitions du «Cloud Computing» Nous avons vu précédemment que le Cloud Computing était l association de différents concepts architecturaux, techniques et économiques. Ces concepts sont à la base du Cloud mais n englobent pas toutes ses caractéristiques. Le Cloud Computing étant un paradigme 27, il est difficile de le définir de façon exacte et de dire avec certitude s il s'agit ou non de Cloud. Les définitions sont d ailleurs nombreuses, et chacune introduit une ou plusieurs caractéristiques qui selon l auteur définissent ce qu est le Cloud Computing : - Pour Wikipédia : «le Cloud Computing est un concept qui consiste à déporter sur des serveurs distants, des stockages et des traitements informatiques traditionnellement localisés sur des serveurs locaux ou sur le poste utilisateur.» - Pour le Syntec 28 : le Cloud Computing consiste en «une interconnexion et une coopération de ressources informatiques, situées au sein d'une même entité ou dans diverses structures internes, externes ou mixtes, et dont le mode d'accès est basé sur les protocoles et standards Internet». «[il permet de] disposer d applications, de puissance de calcul, de moyens de stockage [ ] comme autant de «services». Ceux-ci seront mutualisés, dématérialisés (donc indépendants de toutes contingences matérielles, logicielles et de communication), contractualisés (en terme de performances, niveau de sécurité, coûts), évolutifs (en volume, fonction, caractéristique) et en libre-service.». - Selon le Burton Group (racheté récemment par Gartner 29 ) : le Cloud Computing regroupe «l ensemble des disciplines, technologies et modèles d entreprise utilisé pour fournir des capacités informatiques (logiciels, plates-formes, matériels) à la manière d un service à la demande, évolutif et élastique.». 27 Un paradigme est une représentation du monde, une manière de voir les choses, un modèle cohérent de vision du monde qui repose sur une base définie (matrice disciplinaire, modèle théorique ou courant de pensée). 28 Syntec représente près de 1250 groupes et sociétés françaises spécialisées dans les professions de l'ingénierie, des Services Informatiques, des Études et du Conseil, de la Formation Professionnelle Source : 'Tout ce que vous devez svoir sur le Cloud Computing' 29 Source : extrait de presse, Gartner Newsroom, 'Gartner Acquires Burton Group' 16

18 Chaque acteur du marché du Cloud Computing et même chaque fournisseur de service peut fournir sa propre définition du Cloud, et présenter ses solutions comme étant de type Cloud. Il était donc important de mettre sur pied une définition claire et standard, qui serait acceptée dans le monde de l informatique, et qui permettrait d éviter que n importe quel fournisseur de service informatique prétende que ses solutions sont de type Cloud. En octobre , le «National Institute of Standards and Technology» (NIST) 31 a publié la version finale de sa définition du Cloud Computing 32. Selon le NIST donc, le Cloud Computing doit posséder 5 caractéristiques essentielles : - Le service doit être en libre-service à la demande - Le service doit être accessible sur l ensemble du réseau - Le service doit avoir une mutualisation des ressources - Le service doit être rapidement élastique - Le service doit être mesurable C est cette définition que nous allons détailler. Excepté que nous ajouterons la notion de «paiement à la consommation», qui est finalement le pendant commercial de la caractéristique d élasticité du Cloud, mais qui n apparaît pas dans la définition du NIST Les caractéristiques du «Cloud Computing» Libre-service à la demande Le «libre-service à la demande» signifie qu un client, ou consommateur, pourra commander des ressources informatiques (capacités de calcul, mémoire vive, bande passante, stockage) en fonction de ses besoins. Ce service sera effectué par le fournisseur d accès de façon automatique sans qu une intervention humaine soit nécessaire. On retrouve dans cette caractéristique le concept d Utility Computing et la notion d informatique «On Demand». John McCarthy dès les années 60 imaginait que l informatique suivrait le même chemin que l électricité et deviendrait un service consommable de base. Comme expliqué de façon détaillée dans la section , ce principe fut mis en lumière et rendu applicable concrètement sur le marché de l informatique grâce à IBM en 2002, avec son modèle «e-business on demand» Extrait de presse, bulletin-electroniques.com, 'Le NIST livre enfin sa définition finale du Cloud Computing' 31 NIST : institut national des normes et de la technologie, dépend du département du Commerce des Etats-Unis. 32 Source : National Institute of Standards and Technology, 'The NIST Definition of Cloud Computing.pdf' 33 Source : IBM : e-business on demande : le nouveau modèle informatique 17

19 Accès étendu au réseau, ubiquité L «accès étendu au réseau», ou «l ubiquité», signifie que les capacités sont disponibles sur le réseau et via les protocoles et standards internet et autres (TCP/IP, VPN). Ces protocoles standardisés favorisent l utilisation de plates-formes hétérogènes de clients lourds ou légers (comme les téléphones mobiles, les tablettes tactiles, les ordinateurs portables et les postes de travail) Mise en commun des ressources et multi-tenant La «mise en commun des ressources» signifie que les ressources informatiques du fournisseur sont partagées pour servir les clients multiples en utilisant un modèle multilocataire. Les différentes ressources informatiques physiques et virtuelles se conçoivent dans leur ensemble et sont allouées dynamiquement en fonction de la demande des consommateurs. Le client n a généralement ni contrôle, ni connaissance sur l emplacement des ressources, mais est en mesure de le spécifier à un plus haut niveau d abstraction (pays, état ou centre de données). Ce partage des ressources est la caractéristique qui différencie le Cloud Computing de l infogérance (ou «outsourcing»). La mutualisation intervient au niveau des ressources physiques (réseau, serveur, stockage), mais également au niveau des ressources applicatives (base de données, serveurs web). Ce deuxième cas est le stade ultime de la mise en commun des ressources et se nomme le «multi-tenant». Le but d une architecture «multi-tenant» (ou «multi-locataire») est donc d avoir une Figure 5 : L'architecture Multi-tenant mutualisation maximale des ressources (matériel, système, jusqu à l application : voir figure 5) tout en gardant la possibilité de personnaliser son architecture à souhait. Le principe ressemble fortement à la programmation orientée objet. Un objet unique est créé pour un service et sert d objet de référence. C est une sorte de template. Si un client désire payer pour consommer un service, le système génère une instance de l objet modèle. Le service présenté au client est donc une image de l objet de référence, qui peut être personnalisée selon son envie. Pour résumer, chaque client bénéficie d une même application, de manière personnalisée. L avantage principal ici est que toute mise à jour ou 18

20 modification effectuée sur l objet modèle est répercutée automatiquement sur toutes les instances de cet objet. Le partage des ressources (matérielles, applicatives), dont la mise en place a été simplifiée par la virtualisation, permet au fournisseur de maîtriser ses coûts. Le client quant à lui n a plus à se soucier des problèmes de montée en charge ou de mise à jour d application Scalabilité, élasticité rapide et paiement à la consommation La «scalabilité et l élasticité rapide» signifient que les capacités informatiques mises à disposition du client peuvent être provisionnées et libérées rapidement (de façon automatique dans certains cas) en fonction des besoins et/ou de la charge. L utilisateur a l illusion d avoir accès à des ressources illimitées. Cela permet d exploiter de façon optimale les ressources informatiques et d adapter rapidement l architecture en fonction du problème à traiter (augmentation ou baisse de la charge, ou demande du client). En effet, avec une architecture faiblement élastique on pourrait facilement se retrouver en sous-utilisation des capacités informatiques disponibles, mais également être confrontés à un manque de capacité lors d un pic de charge. L élasticité, aujourd hui rendue possible grâce à un usage élevé de la virtualisation, permet donc d avoir une utilisation optimale des ressources informatiques qui suit de façon cohérente l évolution de la charge réelle. Associée à ce concept technique, nous retrouvons la notion économique de «paiement à la consommation». Le gaspillage de capacité informatique aurait pour conséquence directe une perte de rentabilité, et le manque de capacité informatique pourrait faire perdre des clients qui ne seraient pas satisfaits de la qualité du service. Figure 6 : Niveau de charge d une application dans le temps Maintenant qu il est possible techniquement d optimiser l utilisation des ressources informatiques en fonction de la charge et/ou de la demande, payer seulement ce que l on consomme semble évident. Les coûts sont rationnalisés et maîtrisés. La figure 6 illustre toute à fait ce cas de figure : le niveau de charge d un applicatif en fonction de la demande. Afin de rendre une architecture plus souple et flexible, le Cloud offre différentes possibilités de déploiement : le Cloud privé et le Cloud public. Le Cloud privé nécessitera un 19

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