Qu est ce que le Cloud Computing?

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1 Qu est ce que le Cloud Computing? Makhlouf Hadji Ingénieur de Recherche

2 Qu est ce que le Cloud Computing? Agenda: Virtualisation des Ressources Introduction au Cloud Computing Caractéristiques du Cloud Computing Infrastructure physique du Cloud Le Cloud Parlons-en techniquement Démonstrateur AWS 2

3 Virtualisation des Ressources Définition de la Virtualisation 1.2- Apports de la Virtualisation Virtualisation des Ressources 1.3- Réalité de la Virtualisation 3

4 Définition de la Virtualisation Machine Virtuelle: La machine physique est logiquement utilisée par plusieurs applicatifs soit sur le même OS ou sur plusieurs OS. Réseaux Virtuels: Réseaux de routeurs virtuels qui peuvent prendre en charge plusieurs protocoles de transmission. Data-Center Virtuel: Centre de traitement de données basé sur des ressources physiques virtualisées (réseaux, stockage, ). 4

5 5 Apports de la virtualisation

6 Réalité de la virtualisation Source: CA Europe 6

7 Introduction au Cloud Computing Élasticité 2.2- Disponibilité 2.3- Partage des ressources Introduction au Cloud Computing 2.4- Utilisation quantifiable 2.5- Accessibilité partout 7

8 Introduction au Cloud Computing «Le Cloud Computing est un modèle permettant d offrir un accès simple, en tout lieu et à la demande, avec un ensemble de ressources informatiques configurables et partagées : réseaux, serveurs, stockage, applications et services. Cet ensemble de ressources peut être rapidement approvisionné et mis en service avec un minimum d efforts de gestion et d interventions du fournisseur». NIST Services Partagés /Standards / Packagés Scalabilité de la solution /Elasticité de la tarification Services incluant: support maintenance, exploitation, upgrades Accès aux services par Internet Paiement à l usage Grâce au modèle multi-tenant, les fournisseurs de Cloud Computing peuvent servir les nombreuses entreprises utilisatrices de différentes ressources informatiques qui sont virtuelles et non réellement localisées; elles sont affectées en fonction de la demande d utilisation de celles-ci Les ressources sont très rapidement et automatiquement disponibles pour soutenir une demande croissante. Inversement, au-delà du provisionning de ressources, il est aussi possible de diminuer les ressources utilisées si celles-ci sont supérieures à ce qui est nécessaire ; c est la fin du modèle surcapacité/sous-capacité. Un utilisateur peut consommer des services ou ressources sans avoir besoin de consulter son fournisseur (Equipe IT ou fournisseur externe). En effet, cela permet à l utilisateur de faire évoluer automatiquement ses capacités en ressources informatiques mises à leur disposition de façon continue. Les ressources sont disponibles et accessibles grâce au réseau internet de tout type d appareil ou plateforme (PC, Mac, Tablette, Smartphone...). Le réseau internet est aujourd hui fiable et rapide ; il est nécessaire pour profiter des services du Cloud Computing. Le fournisseur est capable de mesurer de façon précise la consommation des différentes ressources (CPU, Stockage, bande passante...); cette mesure lui permet de facturer le client à l usage. Cette utilisation peut être surveillée et contrôlée, permettant une transparence entre le fournisseur et l'entreprise 8

9 Introduction au Cloud Computing Accès partout Elasticité rapide Utilisation quantifiable Partage des ressources Service à la demande 5 Caractéristiques essentielles du Cloud Computing 3 Modèles du Cloud Computing 4 Modèles de déploiement du Cloud Computing Source: NIST 9

10 Introduction au Cloud Computing Cloud Public Cloud Communautaire Cloud Privé 10

11 Introduction au Cloud Computing Source : Microsoft 11

12 Introduction au Cloud Computing Architecture générale : Cloud privé sur site Source: NIST 12

13 Introduction au Cloud Computing Architecture générale : Cloud privé externalisé Source: NIST 13

14 Introduction au Cloud Computing Source: NIST Architecture générale: Cloud public 14

15 Introduction au Cloud Computing Le Cloud Computing: pourquoi maintenant et pas avant? Source : Orange 15

16 e Comput e Compute Compute Cas d usage favorisant une approche Cloud Introduction au Cloud Computing On et Off Growing Fast Inactivity Average Period Usage Average Usage Time Workloads On & off Time Besoins de services en plus w/scale Des Bursts non prédits Des Bursts prédits Comp ut Average Usage Average Usage Time Des picks de demandes non attendusses Time Services avec une micro saisonnalitétrends Des picks dus à des demandes périodiques et croissantes Source : Microsoft 16

17 IT CAPACITY Ressources (Nbr de serveurs) Introduction au Cloud Computing Adaptation à la charge en mode traditionnel sousprovisionnement Capacités allouées Load Forecast Perte de capacités La charge courante Source : Microsoft TIME Temps 17

18 IT CAPACITY Ressources (serveurs virtuels) Introduction au Cloud Computing Adaptation à la charge en mode Cloud Allocated IT capacities Charge prédite Pas de undersupply Reduction de l over-supply Réduction possible des capacités dans le cas de charge réduite Charge courante TIME Source : Microsoft «Developing for the Cloud» Kurt CLAEYS Temps 18

19 Introduction au Cloud Computing Le Cloud Computing apporte des possibilités jusque là inédites Paiement à l usage Elasticité Partage des ressources Disponibilité Accessibilité Mais il doit être appréhendé comme tout projet d externalisation informatique Réversibilité Intérêt financier 19

20 Introduction au Cloud Computing Principaux acteurs du Cloud Computing Amazon: Fondé en 1995 par Jeff Bezos Lancement en 2002 de Amazon Web Services 20

21 Introduction au Cloud Computing Principaux acteurs du Cloud Computing Google: (10^100) Fondé en 1998 par Larry Page et Sergei Brin Moteur de recherche 21

22 Introduction au Cloud Computing Principaux acteurs du Cloud Computing SalesForce: Fondé en 1999 par Marc Beniof Source: LeMagIT 22

23 Introduction au Cloud Computing L état a investit 225M d euros pour chaqu un des deux acteurs du Cloud Français. AWS, Google, IBM ou HP investissent des milliards de dollars par an. Stratégies de Numergy 23

24 Caractéristiques du Cloud Computing Élasticité 3.2- Disponibilité 3.3- Partage des ressources Caractéristiques du Cloud Computing 3.4- Utilisation quantifiable 3.5- Accessibilité partout 24

25 3.1- Élasticité Élasticité Périmètre Politiques Objectifs Méthodes - Infrastructure - Manuelle - Performances - Réplication - Applications - Automatique - Coûts - Redimensionnement - Énergie - Migration 25

26 3.1- Élasticité EXEMPLE D ÉLASTICITÉ CHEZ AMAZON WEB SERVICES Amazon WS Scalabilité Amazon Auto Scaling - CloudWatch - AutoScaling Group - Load balacers - Manuelle - Automatique - Performances - Coûts - Énergie - Réplication - Redimensionnement - Migration 26

27 3.2- Disponibilité OBJECTIFS Les demandes de ressources en selfservice permettent de répondre rapidement à des millions d'utilisateurs en même temps. Le gain de temps est aussi bien du côté du fournisseur (ressources automatisées) que de l'utilisateur qui peut caractériser, comme il le souhaite, les types et les quantités pour les services qu'il souhaite activer. En passant par la virtualisation des serveurs, applications et réseaux, les demandes en ressources virtuelles se font automatiquement et à la demande. Les ressources sont illimitées, et surtout sont en self-service. La tarification sous-jacente est ainsi en fonction de la consommation (pay-as-you-go) et devient de plus en plus intéressante (AWS à réalisé 23 réductions de prix depuis 2006). 27

28 3.3- Partage des ressources OBJECTIFS Le partage des ressources (CPU, mémoire, stockage, réseaux) permet de répondre d une manière dynamique aux différentes demandes des utilisateurs en leur offrant un pool de ressources libérées par d autres utilisateurs à l instant d avant. Au lieu d investir en CAPEX, la mutualisation nous fait gagner d une manière conséquente. La mutualisation/partage des ressources est indispensable pour une optimisation et une urbanisation de l infrastructure en son contenu (réseau, stockage, etc.). Elle permet à différents utilisateurs de bien se partager l existant en ressources virtuelles afin de garantir une dynamique dans le fonctionnement des services, et de permettre une satisfaction totale dans la qualité de service (disponibilité des ressources). 28

29 3.4- Utilisation quantifiable OBJECTIFS Les offres de services du Cloud sont à la demande des utilisateurs et surtout sont sur mesure. Le Cloud Computing permet aux utilisateurs d avoir des services sur mesure. Ceci permet de contrôler, superviser et de générer des rapports sur l utilisation des services et des ressources. Par conséquent, les services sur mesure, sont à la fois bénéfiques aux fournisseurs Cloud, leur permettant de bien urbaniser leurs ressources, et aux utilisateurs leur permettant d optimiser leurs coûts en ne payant que ce qu ils consomment. 29

30 3.5- Accessibilité partout OBJECTIFS Le Cloud permet un large accès aux ressources via différents mécanismes et équipements standards. Un utilisateur, qui se connecte à ses données et/ou applications, ne se préoccupe pas de la façon dont le réseau est géré, ni même de la technologie qui est utilisée pour garantir un accès fiable et sécurisé ; il souscrit à un service de Cloud Computing avec une garantie de service. 30

31 Infrastructure physique du Cloud Data-Centers 4.2- Serveurs Infrastructure physique du Cloud 31

32 Data-Centers Les baies d un des Data-Centers de Google 32

33 Data-Centers Classes des Data-Centers: Tier I: une seule source d énergie et de climatisation, sans redondance disponibilité %, soit 28 h de coupure par an Tier II: une seule source d énergie et de climatisation, sans redondance disponibilité %, soit 22 h de coupure par an Tier Ill: plusieurs sources d énergie et de climatisation, mais une seule active, redondance (N+1). disponibilité %, soit 1,6 h de coupure par an Tier IV: plusieurs sources d énergie et de climatisation actives, redondance (2N+1) disponibilité %, soit 0,4 h de coupure par an Tier V: Data-Center «Green» 33

34 Data-Centers POURQUOI A-T-ON BESOIN DE DATA-CENTERS DISTRIBUÉS? Les raisons des Data-Centers distribués: - Eviter la concentration de l ensemble des données sur un seul Data-Center. - Permettre une disponibilité importante des applications. - Accorder le load balancing avec le passage à l échelle (scalability) des ressources - Meilleur temps de réponse et routage optimal : à proximité des demandes des utilisateurs. 34

35 Data-Centers QUELQUES SCÉNARIOS DE PANNES D UN DATA-CENTER Panne réseau Une panne réseau peut provenir de l extérieur, en occurrence du réseau internet, mais elle peut aussi être locale, causée par une rupture du réseau LAN. Panne d équipement C est une panne d équipement qui peut toucher soit les connecteurs réseaux du type routeurs ou switch, mais aussi des équipements d hébergement. Problème sur le stockage Les pannes sur les emplacements de stockage (les disques) sont de plus en plus rares à cause de la fiabilité croissante des produits d aujourd hui. Néanmoins ces pannes sont réellement problématiques lorsqu elles surviennent. Perte d un site Ce type de panne peut être dû soit à des catastrophes naturelles (Tsunamis, etc.), ou à des attaques terroristes, etc. Ce type de panne cause le dysfonctionnement total du site complet. C est l une des raisons les plus importantes de disposer de plusieurs Data- Centers. 35

36 Data-Centers SÉLECTION DE SITE: PARTAGE DE CHARGE(LOAD BALANCING) Mécanismes de selection de sites: Routage utilisé État des serveurs ou des applications Charge du réseau ou du site. 36

37 Data-Centers EXEMPLE D ARCHITECTURE D UN DATA-CENTER NET ZERO ENERGY (HP) Architecture de Data-Center à Net Zero Energy: Optimisation de 30% de la consommation énergétique Réduction de 80% des coûts et des dépendances des fournisseurs d énergie. Composition du DC Net Zero Energy: Module de prédiction: prévoir la disponibilité et les coûts des ressources. Module de planification: équilibrer la charge de travail sur les ressources disponibles. Module d exécution: optimisation de l utilisation des ressources sur des périodes bien choisies. Module de validation: vérification et reporting. 37

38 Data-Centers Refroidissement des Data-Centers : exemple de Google Ces tuyaux colorés transportent de l'eau. Trois des centres de données de Google, comme celui-ci en Finlande, fonctionnent essentiellement avec des eaux non traitées ou usées. L'idée sousjacente est simple : au lieu de dépendre d'une eau propre et potable, Google utilise des ressources en eau alternatives et les purifie pour les utiliser pour le refroidissement. Bien qu'un traitement soit encore nécessaire pour une utilisation en centre de données, il est bien plus simple à mettre en œuvre qu'un traitement visant à rendre l'eau potable 38

39 Serveurs Définition d une baie Définition d un serveur Une baie est l espace dédié aux serveurs hébergeant les applications et données des clients. Elles prennent des formes d armoires. Une serveur est un dispositif informatique physique ou logiciel permettant de fournir un service aux utilisateurs. Exemples de services d un serveur: Partage de fichiers, messagerie électronique, e-commerce, logiciels applicatifs, etc. 39

40 Merci de votre Attention! 40