master cloud

Ecole Doctorale Sciences et Technologies

Mmoire de MASTERE

NTSID

N dordre: 2011 63

Rpublique Tunisienne Ministre de lEnseignement Suprieur,

Et de la Recherche Scientifique

Universit de Sfax cole Nationale dIngnieurs de Sfax

MEMOIRE

Prsent

Lcole Nationale dIngnieurs de Sfax

en vue de lobtention du

MASTERE

Nouvelles Technologies des Systmes Informatiques Ddis

Par

Meriam MAHJOUB (Ingnieur Informatique)

tude et exprimentations du Cloud Computing pour le monitoring des applications orientes services

Soutenu le 03 septembre 2011, devant le jury compos de :

M. Maher BEN JEMAA Prsident

M. Maher KHEMAKHEM Rapporteur

M. Mohamed JMAIEL Encadreur

M. Riadh BEN HALIMA Invit

Mlle. Afef MDHAFFAR Invite

A mes parents Zouhaier et Samia

A mes surs Wafa et Rania

A mon frre Mohamed

A tous ceux qui comptent pour moi

Je vous aime !

i

Remerciements

C'est avec un grand plaisir que je rserve cette page en signe de gratitude et

de profonde reconnaissance tous ceux qui ont bien voulu apporter l'assistance

ncessaire au bon droulement de ce travail.

Je veux d'abord remercier mon encadreur M. Mohamed Jmaiel, professeur

l'Ecole Nationale d'Ingnieurs de Sfax, pour la conance qu'il m'a accord en accep-

tant de diriger mes travaux de mastre. Qu'il trouve dans ce travail l'expression de

ma profonde gratitude.

Mes vifs remerciements s'adressent galement M. Riadh Ben Halima, assistant

l'Ecole Nationale d'Ingnieurs de Sfax, pour la qualit de son co-encadrement,

ses remarques pertinentes et ses encouragements continus. J'apprcie ses grandes

qualits morales et son extrme modestie. Qu'il trouve dans ce travail l'expression

de mon profond respect et mon innie reconnaissance.

Je remercie vivement Mlle. Afef Mdhaar pour son assistance et ses encourage-

ments tout au long du mastre.

Je tiens remercier M. Maher Ben Jemaa, matre de confrences l'Ecole Na-

tionale d'Ingnieurs de Sfax pour l'honneur qu'il m'a fait en acceptant de prsider

le jury de mon mastre.

Je remercie galement M. Maher Khemakhem, matre de confrences l'Institut

Suprieur de Gestion de Sousse, d'avoir accept de juger mes travaux de mastre.

Je n'oublierais pas remercier les membres de l'unit de recherche ReDCAD,

pour la bonne ambiance.

Je remercie particulirement mes parents, mes surs et mon frre pour leur

patience et leur soutien tout au long de ce mastre. Ainsi je tiens leur ddier ce

modeste travail.

ii

Table des matires

Introduction gnrale 1

1 Etat de l'art 3

1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 Le Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2.1 Les types de Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2.2 Les services de Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3 La virtualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.3.1 Dnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.3.2 Techniques de virtualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.3.3 Solutions de virtualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.4 Solutions IaaS open source de Cloud Computing . . . . . . . . . . . 14

1.4.1 Eucalyptus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

1.4.2 OpenNebula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.4.3 Nimbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.4.4 Xen Cloud Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.4.5 AbiCloud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.4.6 OpenStack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.4.7 Synthse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.5 Les acteurs du march du Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . 27

1.5.1 Amazon Web Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.5.2 Microsoft Azure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.5.3 Google App Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.5.4 Google Apps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

iii

TABLE DES MATIRES TABLE DES MATIRES

1.5.5 Force.com . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.5.6 OVH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.5.7 Synthse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

1.6 Cloud Computing et techniques de virtualisation . . . . . . . . . . . . 31

1.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2 Le Cloud Computing et les services Web 34

2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.2 Les couches du Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.3 Les services Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.3.1 Dnition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.3.2 Cycle de vie d'un service Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.3.3 Les concepts associs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.4 Performance des services Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.5 Techniques de mesure de la QdS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.5.1 Le Timer insr dans le code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.5.2 Utilisation de l'approche oriente aspect . . . . . . . . . . . . 39

2.5.3 Autres techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.6 Architecture de mesure de la qualit de service . . . . . . . . . . . . . 40

2.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3 Exprimentations et validation d'AOP4CSM sur le Cloud 43

3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.2 Mise en place d'AOP4CSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.2.1 Couche infrastructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.2.2 Couche plateforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.2.3 Couche software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.3 Environnement de dploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.3.1 MiniCloud d'OVH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.3.2 Conguration et dploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.4 Exprimentations d'AOP4CSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.4.1 Rsultats exprimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

iv

Table des matires

3.4.2 Surcot d'AOP4CSM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.4.3 Synthse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Conclusion gnrale et perspectives 55

Bibliographie 57

annexe 61

.1 Etapes d'installation d'Eucalyptus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

.1.1 Etape 1 : Prparation du front end . . . . . . . . . . . . . . . 62

.1.2 Etape 2 : Prparation du nud . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

.1.3 Etape 3 : Enregistrement et intgration des composants d'Eu-

calyptus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

.1.4 Etape 4 : Utilisation d'Eucalyptus . . . . . . . . . . . . . . . . 67

v

Table des gures

1.1 Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2 Les dirents niveaux des services du Cloud Computing . . . . . . . . 6

1.3 Isolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.4 Paravirtualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.5 Virtualisation complte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.6 Architecture d'Eucalyptus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.7 Architecture d'OpenNebula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.8 Architecture de Nimbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.9 Architecture de Xen Cloud Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.10 Architecture d'AbiCloud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.11 Architecture d'OpenStack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.1 Architecture gnrale du Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.2 Cycle de vie d'un service Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3 Architecture de mesure de la QdS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.4 Architecture de dploiement d'AOP4CSM . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.1 Composants d'Eucalyptus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.2 Architecture de dploiement sur le Cloud . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.3 Evolution du temps de rponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.4 Evolution du temps d'excution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.5 Evolution du temps de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.6 Reprsentation des requtes servies en fonction du nombre de clients . 52

3.7 Mesure de la disponibilit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

vi

Table des figures

3.8 Evolution du temps de rponse avec et sans AOP4CSM . . . . . . . . 54

vii

Liste des tableaux

1.1 Techniques de virtualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.2 Solutions de virtualisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.3 Solutions IaaS open source de Cloud Computing . . . . . . . . . . . . 24

1.4 Acteurs du Cloud Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

1.5 Cloud Computing et techniques de virtualisation utilises . . . . . . . 32

3.1 Conguration matrielle ncessaire pour la mise en place d'un Cloud

avec Eucalyptus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.2 Conguration matrielle et logicielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.3 Les mesures de la QdS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.4 Comparaison des rsultats avec et sans AOP4CSM . . . . . . . . . . 54

viii

Introduction Gnrale

Avec la gnralisation d'Internet, le dveloppement des rseaux haut dbit, la

location d'application et le paiement l'usage rsultent de l'apparition d'un nouveau

concept : Le "Cloud Computing". Celui-ci consiste en une interconnexion et une

coopration de ressources informatiques, situes dans diverses structures internes,

externes ou mixtes et dont le mode d'accs est bas sur les protocoles et standards

Internet. Le Cloud Computing est devenu ainsi, le sujet le plus dbattu aujourd'hui

dans le secteur des technologies de l'information. Le consensus qui se dgage est que

le Cloud Computing jouera un rle de plus en plus important dans les oprations

informatiques des entreprises au cours des annes venir. C'est pour cela que ce

travail de mastre s'intresse au concept du Cloud Computing. Ainsi, nous avons

men une tude exhaustive sur les alternatives open-sources des plateformes du

Cloud Computing. Ceci nous a permis d'avoir et de prsenter une ide riche sur les

techniques disponibles pour la cration d'un environnement du Cloud.

En outre, le succs de la technologie d'Internet a apport une nouvelle branche

de composants logiciels, connue sous le nom de services Web. Les services Web

demeurent aujourd'hui un acteur majeur dans la mise en uvre des applications

distribues. Outre leur capacit d'interconnecter diverses donnes dans des milieux

htrognes, ils sont caractriss par leur rutilisabilit ainsi que leur indpendance

de la plateforme de dploiement. Avec la prolifration du Cloud Computing, les

fournisseurs de service ont tendance dployer leurs services sur ce nouvel environ-

nement.

Cependant, les services Web ne peuvent tre considrs comme ecaces que

s'ils rpondent temps aux contraintes des utilisateurs naux tels que le temps

de rponse. Ainsi, toute augmentation du temps de rponse d'un service Web est

1

Introduction Gnrale

considre comme une dgradation de ses performances, voire mme une panne.

Le monitoring de la Qualit de Service (QdS) constitue donc une tape primor-

diale pour la satisfaction des besoins des clients. Plusieurs solutions de monitoring

existent actuellement. Parmi les quelles, nous citons AOP4CSM [39], une approche

de monitoring dveloppe au sein de l'quipe ReDCAD. Il s'agit d'une approche non

invasive, conue principalement pour les services du Cloud et permettant la collecte

des paramtres de la QdS. L'objectif de ce travail est d'exprimenter sur les envi-

ronnements du Cloud Computing l'approche AOP4CSM [39] et de montrer par la

suite son ecacit.

Pour ce faire, nous avons opt pour une solution IaaS commerciale du Cloud

Computing pour mette en place notre propre environnement du Cloud savoir le

MiniCloud d'OVH. Ainsi, nous avons ralis des exprimentations l'chelle du

Cloud Computing (MiniCloud d'OVH) pour valider AOP4CSM [39]. En se basant

sur des mesures rptes plusieurs fois, nous avons dgag les courbes de variation

de la QdS qui peuvent tre utilises par la suite comme rfrences soit lors de la

dcouverte soit lors d'une analyse de l'tat du service.

Le prsent travail s'articule autour de trois chapitres : Dans le premier chapitre,

nous expliquons, d'une part, quelques gnralits propos du Cloud Computing et

d'autre part, tudions et prsentons des solutions du Cloud Computing existantes.

Le deuxime chapitre dtaille la notion de la qualit de service dans les services Web

ainsi que les techniques existantes pour les observer. De plus, il prsente les dtails de

notre propre contribution savoir notre architecture d'exprimentation sur le Cloud

Computing. Le dernier chapitre est consacr la description des exprimentations

eectues ainsi que l'analyse et l'interprtation des rsultats obtenus. Ce rapport est

cltur par une conclusion et des perspectives.

2

Chapitre

1

Etat de l'art

1.1 Introduction

Le Cloud Computing est un concept qui regroupe plusieurs technologies servant

dlivrer dirents services. Il peut tre schmatis par un ensemble indtermin

de ressources informatiques interconnectes dans un rseau bien dni (gure 1.1).

L'accs aux services se fait la demande par une application standard facilement

disponible savoir, un navigateur Web. Il est devenu un concept majeur faisant

rfrence l'utilisation de la mmoire et des capacits de calcul des ordinateurs et

des serveurs rpartis dans le monde entier.

Cloud

Figure 1.1 Cloud Computing

Le Cloud Computing est un passage de l'informatique vers Internet. Les utilisa-

teurs ne sont plus propritaires de leurs serveurs informatiques mais peuvent accder

de manire volutive de nombreux services en ligne sans avoir grer l'infrastruc-

ture sous-jacente, souvent complexe. Les entreprises, dans ce cadre, n'auraient plus

besoin de salles blanches ni de serveurs ni d'informaticiens. Toutes les applications

3

Chapitre 1. Etat de l'art

sont loues et excutes au travers des navigateurs ou des serveurs d'applications.

1.2 Le Cloud Computing

1.2.1 Les types de Cloud Computing

Nous distinguons trois types de Cloud Computing. Le Cloud publique, galement

le premier apparu, le Cloud priv et le Cloud hybride qui est en fait la combinaison

des deux premiers.

Le Cloud publique

Le principe est d'hberger des applications, en gnral des applications Web, sur

un environnement partag avec un nombre illimit d'utilisateurs. La mise en place de

ce type de Cloud est gre par des entreprises tierces (exemple Amazon, Google, etc.)

et est accessible selon le modle pay-as-you-go (payer selon la consommation) [15].

Les fournisseurs du Cloud publique les plus connus sont Google et Amazon.

Le Cloud priv

C'est un environnement dploy au sein d'une entreprise. Ainsi, elle doit grer

toute seule son infrastructure. Dans ce cas, implmenter un Cloud priv signie

transformer l'infrastructure interne en utilisant les technologies telles que la virtua-

lisation pour enn dlivrer, plus simplement et plus rapidement, des services la

demande. L'avantage de ce type de Cloud par rapport au Cloud publique rside

dans l'aspect de la scurit et la protection des donnes [15]. En eet, l'ensemble du

matriel est conserv au sein de votre propre emplacement. De ce fait, les ressources

sont dtenues et contrles par votre propre dpartement informatique.

Eucalyptus, OpenNebula et OpenStack sont des exemples de solution pour la mise

en place du Cloud priv.

4


Le Cloud hybride

En gnral, on entend par Cloud hybride la cohabitation et la communication

entre un Cloud priv et un Cloud publique dans une organisation partageant des

donnes et des applications (Par exemple, un Cloud ddi pour les donnes et un

autre pour les applications) [15].

1.2.2 Les services de Cloud Computing

Le Cloud Computing permet aux entreprises de consommer des services la

demande. Les fournisseurs du Cloud distinguent trois services.

Infrastructure as a Service (IaaS)

Il s'agit d'une mise disposition, la demande, de ressources d'infrastructures

(stockage, machines virtuelles, systme d'exploitation (SE), etc.) dont la plus grande

partie est localise distance dans des Datacenter

1

. Dans ce type de service, seul le

matriel est dmatrialis

2

[5].

Amazon EC2 (Amazon Elastic Compute Cloud) est un exemple d'IaaS qui per-

met de louer des machines virtuelles de tailles prdnies pour excuter des appli-

cations.

Plateforme as a Service (PaaS)

Le PaaS dispose d'environnements spcialiss au dveloppement comprenant les

langages, les outils et les modules ncessaires. Dans ce type de service le matriel,

l'hbergement et le Framework d'application sont dmatrialiss [5].

Hadoop est un exemple de PaaS destin aux applications distribues et la

gestion intensive des quantits immenses de donnes.

1. Centre de traitement des donnes : lieu o se trouvent dirents quipements lectroniques,

surtout des ordinateurs et des quipements de tlcommunications

2. Plutt que d'investir dans des serveurs, le Cloud Computing permet de disposer de tout ses

serveurs virtuels hbergs sur Internet

5


Software as a Service (SaaS)

Sans aucune installation d'application sur l'ordinateur, le logiciel (Software) est

directement utilisable travers le navigateur Web comme service nal. Ainsi, l'utili-

sation reste transparente pour les utilisateurs, qui ne se soucient ni de la plateforme

ni du matriel. Le matriel, l'hbergement, le Framework d'application et le logiciel

sont dmatrialiss [5].

Amazon S3 (Amazon Simple Storage Service) est un exemple de SaaS qui est une

plateforme de stockage en ligne. Il utilise une interface Web pour stocker et extraire

les donnes.

La gure 1.2 montre les trois couches du Cloud Computing ainsi que leurs acteurs

en donnant un compromis exibilit/simplicit.

En Cloud, la exibilit est obtenue grce la virtualisation des systmes d'ex-

ploitation. La plateforme est excute via des machines virtuelles et les ressources

peuvent tres alloues et dlibres la demande. Ainsi, l'IaaS est considr le ser-

vice le plus exible. D'autre part, l'IaaS est le service le plus simple mettre en

place.

Figure 1.2 Les dirents niveaux des services du Cloud Computing

Les principes du Cloud Computing incluent :

- La virtualisation et l'automatisation ;

6


- Une administration centralise des ressources.

1.3 La virtualisation

1.3.1 Dnition

La virtualisation est l'ensemble de techniques et d'outils permettant de faire

tourner plusieurs systmes d'exploitation sur une mme machine physique an de

dlivrer une meilleure utilisation des ressources. Cette technologie vient pour r-

pondre certains problmes tels que :

- La sous exploitation des serveurs physiques : il est estim que dans un

Datacenter priv, le taux d'utilisation moyen est de 10%. Celui-ci passe 35%

sur une architecture virtuelle [27].

- La croissance du nombre de serveurs physiques : les ressources physiques

d'un serveur seront partages entre dirents serveurs virtuels ce qui permet

de ne pas acheter plusieurs serveurs physiques.

- La scurit et la abilit : isoler les services sur des serveurs dirents.

Dans les systmes de virtualisation, il faut noter les notions suivantes :

- SE hte : le systme d'exploitation install sur la machine physique ;

- SE invit : les systmes d'exploitation des machines virtuelles ;

- Partage des ressources physiques : les direntes machines virtuelles ins-

talles sur le serveur partagent ces ressources savoir le processeur, les disques

durs et d'autres priphriques ;

- Isolation : les machines virtuelles sont considres comme des ordinateurs

physiques et donc possdent chacune sa propre adresse IP ;

- Manipulation des machines virtuelles : une machine virtuelle est un chier

situ sur un disque du serveur.

1.3.2 Techniques de virtualisation

La virtualisation permet de cohabiter plusieurs systmes d'exploitation compl-

tement isols dans un mme hte [9].

7


On distingue plusieurs techniques de virtualisation savoir : l'isolation, la para-

virtualisation et la virtualisation complte. Ces trois techniques sont dtailles dans

ce qui suit.

L'isolation

L'isolation permet de diviser un systme d'exploitation en plusieurs espaces m-

moires ou encore contextes. Chaque contexte est gr par le SE hte. Cette isolation

permet de faire tourner plusieurs fois la mme application prvue pour ne tourner

qu'une seule fois par machine.

Les programmes de chaque contexte ne sont capables de communiquer qu'avec

les processus et les ressources associes leur propre contexte [9]. L'isolation est

uniquement lie aux systmes Linux.

La gure 1.3 prsente l'architecture de la technique d'isolation.

Figure 1.3 Isolation

La paravirtualisation (virtualisation type 1)

La paravirtualisation est une technique de virtualisation qui prsente la machine

invite une interface logicielle similaire mais non identique au matriel rel. Ainsi, elle

permet aux systmes d'exploitation invits d'interagir directement avec le systme

d'exploitation hte et donc ils seront conscients de la virtualisation [9].

La gure 1.4 prsente l'architecture d'une virtualisation type 1.

La virtualisation complte (virtualisation type 2)

La virtualisation complte (en anglais full-virtualization) est une technique de

virtualisation qui permet de crer un environnement virtuel complet. En utilisant

8


Figure 1.4 Paravirtualisation

cette technique, le systme d'exploitation invit n'interagit pas directement avec le

systme d'exploitation hte et donc il croit s'excuter sur une vritable machine

physique.

Cette technique de virtualisation ne permet de virtualiser que des SE de mme

architecture matrielle que l'hte [9].

La gure 1.5 prsente l'architecture d'une virtualisation type 2.

Figure 1.5 Virtualisation complte

Dans certaines architectures matrielles, le support de virtualisation est intgr

avec le processeur. Les exemples les plus connus du march sont : AMD-V et Intel

VT.

Synthse

Nous venons d'tudier trois techniques de virtualisation savoir l'isolation, la

paravirtualisation et la virtualisation complte. Chaque technique possde ses points

forts et ses points faibles. De ce fait, le choix d'un systme de virtualisation adapt

9


ses besoins apparait assez complexe. Pour essayer de guider l'utilisateur choisir

la solution la plus convenable son contexte, nous avons dress le tableau 1.1.

Table 1.1 Techniques de virtualisation

Isolation Paravirtualisation Virtualisation complte

Type des SE

invits

Mme type (Linux)

Type dirent mais avec une

architecture identique (doit

tre adapte la couche de

virtualisation > conscient

d'tre virtualiss)

Type dirent mais avec une

architecture identique (n'est

pas adapte la couche de

virtualisation > croit dialo-

guer directement avec le ma-

triel)

Performance

++ (Faible sur-

cot)

+++ (SE invits fonc-

tionnent en ayant conscience

d'tre virtualiss)

+ (L'unit centrale de cal-

cul, c'est--dire le CPU, la

RAM ainsi que la mmoire

de stockage sont directement

accessibles aux machines vir-

tuelles)

Simplicite +++ + ++

Exemples OpenVZ Xen, HyperV KVM, VirtualBox

En conclusion, nous pouvons dire que :

- L'isolation est considre comme la solution la plus performante. Cependant

son inconvnient rside sur le fait qu'elle est incomplte ainsi, le SE doit tre

le mme et de type Linux.

- La paravirtualisation suppose que le noyau du SE invit soit lgrement mo-

di. De ce fait, si le systme ne dispose pas de fonctions ddies la para-

virtualisation dans son noyau, cette technique devient inutilisable. L'objectif

majeur de cette technique est d'orir un accs quasi identique aux ressources

matrielles entre systme hte et systme invit.

- La virtualisation complte permet d'excuter le SE invit de manire native

sans modication. En revanche, cette solution est considre comme la moins

performante puisque le systme invit ne participe pas au processus de virtuali-

sation et doit traverser la couches de virtualisation pour accder aux ressources

matrielles.

10


1.3.3 Solutions de virtualisation

Dans cette section, nous prsentons les outils de virtualisation les plus utilis qui

sont : OpenVZ, Xen, KVM, VirtualBox, VMware et HyperV.

OpenVZ

OpenVZ est une solution de virtualisation de type isolation base sur le noyau

linux et permettant un serveur physique d'excuter plusieurs instances de systmes

d'exploitation isols. OpenVZ ore moins de exibilit dans le choix du systme

d'exploitation. En eet, le systme d'exploitation invit et hte doivent tre de type

Linux.

Xen

Xen est une solution libre de virtualisation permettant de faire tourner plusieurs

systmes d'exploitation sur une mme machine physique. Il est de type hyperviseur,

c'est dire qu'il vient s'insrer entre le matriel et le noyau. Xen est considr

comme une solution base de paravirtualisation, car les systmes invits doivent

tre modis pour cohabiter [28].

KVM

KVM est un projet de virtualisation complte qui est actuellement en dveloppe-

ment pour un module de paravirtualisation. Il est intgr depuis le noyau Linux2.6.20

et permettant une virtualisation matrielle des processeurs. Ainsi, il ne fonctionne

que sur un processeur de type Intel VT ou AMD-V [12].

VirtualBox

VirtualBox est une solution de virtualisation permettant d'muler le comporte-

ment d'un ordinateur rel auprs du systme invit [24]. Il est considr comme une

solution de virtualisation complte.

11


VMware Server

VMware est une socit qui ore des produits propritaires lis la virtualisation

d'architectures x86. Elle est leader dans le march de la virtualisation pour PC. Son

produit de virtualisation VMware Server est de type virtualisation complte pour

serveur sous GNU/Linux et/ou Microsoft Windows [25].

HyperV

HyperV est une solution de virtualisation base sur la virtualisation 64 bits pour

Microsoft. Il est considr comme une solution de paravirtualisation [14].

Synthse

Le tableau 1.2 montre une tude comparative de ces direntes solutions de

virtualisation.

12


Table1.2Solutionsdevirtualisation

OpenVZ[3][20][36]Xen[23][28][3][36]KVM[12][3][36]VirtualBox[3][3][24][35]VMwareServer[24][32]HyperV[32]

DveloppparSWsoftUniversitdeCambridgeQumranetenIsralInnotek(rachetparSun)VMwareMicrosoft

Systmesd'ex-

ploitationhtes

TouteslesdistributionsLi-

nux

Linux(certainesversions

spciques)

Linux(intgrerdansle

noyau)

TouteslesversionsWin-

dowsetLinux,Macintosh

etOpenSolaris

Laplupartdesversions

Windows,LinuxetMacOS

-WindowsXP,Vista,7

-SUSELinuxEntreprise

Server

-RedHadLinuxEntre-

prise

Systmesd'ex-

ploitationinvi-

tscompatibles

Linux(mmetypequece-

luidusystmehte)

TouteslesversionsWin-

dows,LinuxetSolaris

Toutsystmed'exploita-

tion

-Touteslesversions

WindowsetLinux

-Solaris

-WindowsXP

-OpenSolaris

-OpenBSD

-Windows2000,XP,

Vista,7

-Linux(2.4and2.6)

-Solaris

-FreeSDB

-WindowsXP,vista,7

-SUSELinuxEntreprise

Server

-RedHadEntrepriseLi-

nux

Typedevirtua-

lisation

Isolateur

-Paravirtualisation(SE

modi)

-Virtualisationcomplte

(surdesprocesseurs

supportantlestech-

nologiesInetlVTet

AMD-V)

-Paravirtualisation(SE

modi)

-Virtualisationcomplte

(encoursdedveloppe-

ment)

Virtualisationcomplte

(SEnonmodi)

Virtualisationcomplte

(SEnonmodi)

Paravirtualisation

Plateforme

-x86(processeur32bits)

-AMD64/Intel64(pro-

cesseur64bits)

-x86(processeur32

bits),x64(processeur

64bits)

-PowerAMC(processeur

architecturepower)

-ARM

X86(processeur32bits)

-x86(processeur32bits)

-AMD64/Intel64(pro-

cesseur64bits)

x64(processeur64bits)x64(processeur64bits)

Contrainte

matrielle(vir-

tualisation

enabled)

Avec/sansAvec/sansAvecAvec/sansAvec/sansAvec

Migration

chaudde

machinesvir-

tuelles

33

33

38

Utilisationdans

leCloud

Amazon,Cloud.com,Go-

Grid,Rackspace

Google,SalesforceMicrosoftAzure

Gratuit-PayantGratuit(LicenceGPL)Gratuit(LicenceGPL)Gratuit(LicenceGPL)Gratuit(LicenceGPL)PayantPayant

13


Ces solutions utilisent des techniques de virtualisation varies. Certaines parmis

elles permettent de faire cohabiter plusieurs SE dans un seul serveur physique (Xen,

KVM, VMware, VirtualBox). D'autres solutions permettent un unique systme

d'tre excut plusieurs fois dans un mode multi-instance (OpenVZ). Certaines s'ap-

puient sur les capacits du matriel (KVM) alors que d'autres ncessitent un systme

d'exploitation modi pour cohabiter avec la solution de virtualisation (Xen).

Parmi les solutions tudies :

- Xen s'avre la solution la plus complexe de point de vue technique mais c'est

la solution la plus performante et la plus complte du march. Elle est aussi

la solution la plus utilise dans le Cloud.

- KVM est plus simple utiliser que Xen mais, il est moins performant. Le point

faible de cette solution de virtualisation est le fait qu'il exige un matriel ddi

la virtualisation.

- OpenVZ est une solution performante mais elle prsente des problmes de

compatibilit. En eet, OpenVZ ne fonctionne que sur des machines supportant

un systme d'exploitation Linux.

- VirtualBox est une solution complte qui peut fonctionner sur tout systme

d'exploitation y compris les systmes Macintosh.

- VMware Server est la premire solution utilise dans le domaine de Cloud

Computing .

1.4 Solutions IaaS open source de Cloud Computing

Le Cloud Computing reprsente un nouveau d dans le monde informatique.

Plusieurs solutions sont proposes : des solutions propritaires et des solutions open-

sources. La mise en place d'un environnement du Cloud Computing pour des buts

de recherche ncessite initialement le choix d'une solution open source et puis son

installation. La dcision est souvent trs dicile prendre puisque chaque solution

possde ses propres caractristiques.

Une comparaison des solutions du Cloud Computing reprsente donc un bon

point de dpart. Voici un panorama de six outils open-sources de Cloud Compu-

14


ting orant une infrastructure comme service et permettant une gestion simplie

d'architectures matrielles complexes.

1.4.1 Eucalyptus

Prsentation

Eucalyptus est un outil open source issue d'un projet de recherche de l'univer-

sit de Californie. Cette solution est la plus connue, car elle est intgre dans les

distributions Ubuntu Server et Debian [8].

Eucalyptus est crit en C, Java et Python et permet de crer des Clouds IaaS

de type priv ou hybride. Il supporte les machines virtuelles Linux ainsi que les hy-

perviseurs Xen et KVM. Son avantage majeur est le fait qu'il est compatible avec

Amazon EC2. Il possde galement une version entreprise (payante) de la socit Eu-

calyptus Systems qui apporte des fonctionnalits supplmentaires comme le support

de VMware.

Architecture

Eucalyptus comporte cinq composants principaux (gure 1.6) :

- Cloud Controller : c'est l'unique point d'entre (Front end) pour tous les

utilisateurs et les administrateurs d'Eucalyptus. Il est responsable de la gestion

de tout le systme.

- Cluster Controller : il conserve les informations relatives aux ressources

physiques.

- Node Controler : il interagit avec l'hyperviseur pour grer les machines vir-

tuelles. Lors d'une demande d'allocation de ressources physiques par le Cloud

Controller, c'est le Cluster Controller qui alloue les ressources en sollicitant

les Nodes Controllers.

- Walrus : c'est le composant qui gre l'accs aux services de stockage.

- Storage Controller : ce composant fonctionne avec le composant Walrus

et permet de stocker les images des machines virtuelles et les donnes des

utilisateurs.

15


Figure 1.6 Architecture d'Eucalyptus

1.4.2 OpenNebula

Prsentation

Il s'agit d'une plateforme purement open-source permettant de dployer des

Clouds privs, hybrides et publiques [18]. Elle est crite en C++, Ruby et Shell

et elle supporte les hyperviseurs Xen, KVM et VMware. Le support de Virtualbox

est prvu partir de la vrsion 4.0 de VirtualBox. Sa puissance consiste dans ses

connecteurs vers des fournisseurs d'IaaS sur les Clouds publiques tels que : Amazon

EC2 Web Service, Nimbus WSRF, ElasticHosts REST, etc.

OpenNebula est soutenu par le projet europen RESERVOIR

3

, qui propose une

architecture complte pour la gestion de Datacenter et la cration de services Cloud.

Architecture

L'architecture interne d'OpenNebula peut tre divise en trois couches (gure 1.7) :

- Tools : c'est l'ensemble des outils de gestion pour OpenNebula ;

- Core : il se compose d'un ensemble de composants pour contrler les machines

virtuelles, le stockage et le rseau virtuel ;

- Drivers : l'interaction entre OpenNebula et l'infrastructure de Cloud est ef-

3. http ://www.reservoir-fp7.eu/

16


fectue par des pilotes spciques qui sont les drivers.

Les machine Front end et Node sont relis entre eux travers un rseau priv.

Figure 1.7 Architecture d'OpenNebula

1.4.3 Nimbus

Prsentation

Issu du monde de la recherche, Nimbus permet de dployer un Cloud de type

IaaS [17]. Cette plateforme supporte les hyperviseurs Xen et KVM, et peut s'inter-

facer avec le Cloud Amazon EC2. Elle est associe au projet Cumulus

4

, qui permet

de dployer des services de stockage en Cloud, compatible avec le Cloud Amazon S3.

Architecture

Nimbus comprend plusieurs composants qui peuvent tre regroups selon trois

contextes comme le montre la gure 1.8. Ces composants sont relis entre eux

travers un rseau priv.

4. http ://www.roehampton.ac.uk/cumulus/

17


- Client-supported modules : il est utilis pour grer les clients du Cloud. Il

comprend le context client module, le Cloud client module, le reference client

module et l'EC2 client module.

- Service-supported modules : il fournit tous les services du Cloud. Il com-

prend le context brocker module, le Web service resource Framework module.

- Backgroud resource management modules : son rle est de grer les res-

sources physiques du Cloud. Il comprend dierents modules savoir : works-

pace service manager module, IaaS gateway module, EC2 module, workspace

pilot module, workspace resource management module et workspace controller.

Figure 1.8 Architecture de Nimbus

18


1.4.4 Xen Cloud Platform

Prsentation

Xen Cloud Platform (XCP) est une plateforme open-source du Cloud Computing

dveloppe par la communaut Xen et distribue sous licence GPL

5

. Elle a pour but

de proposer une plateforme open-source gratuite pour construire et faire dialoguer

des services du Cloud Computing [29].

Architecture

Les composants principaux de Xen Cloud Platform sont :

- XCP Host : il consiste en un systme d'exploitation Xen.

- Master XCP Host : il gre les XCP hosts.

- Shared storage : c'est un composant optionnel o sont stockes les machines

virtuelles. Ce composant permet aux administrateurs de dplacer des machines

virtuelles d'un XCP host un autre.

La gure 1.9 montre l'architecture de Xen Cloud Platform.

Figure 1.9 Architecture de Xen Cloud Platform

5. Une licence qui xe les conditions lgales de distribution des logiciels libres du projet GNU

19


1.4.5 AbiCloud

Prsentation

AbiCloud, principalement dvelopp par Abiquo, est la plateforme du Cloud Com-

puting permettant de crer et de grer des Cloud publiques, privs et hybrides [1].

Architecture

AbiCloud se compose principalement de trois lments (gure 1.10) :

- AbiCloud server : il consiste en un systme d'exploitation Xen.

- AbiCloud WS (AWS) : il est responsable de la gestion des machines vir-

tuelles.

- Virtual System Monitor (VSM) WS : c'est le composant qui permet de

suivre toute l'infrastructure virtuelle du Cloud.

Figure 1.10 Architecture d'AbiCloud

20


1.4.6 OpenStack

Prsentation

Cr en juillet 2010 par la NASA et l'hbergeur amricain Rackspace, OpenStack

est une ore d'IaaS 100% open-source encore en dveloppement qui a livr son code

source rcemment et qui permet aux socits de dvelopper leurs propres solutions

d'infrastructure du Cloud Computing [19].

Plus que trente fournisseurs soutiennent ce projet tels que : AMD, Intel, Dell

et Citrix. OpenStack devrait galement tre intgr dans les prochaines versions

d'Ubuntu comme c'est le cas pour Eucalyptus. Il comprend le logiciel OpenStack

Compute pour la cration automatique et la gestion de grands groupes de serveurs

privs virtuels et le logiciel OpenStack Stockage pour optimiser la gestion de sto-

ckage, rpliquer le contenu sur dirents serveurs et le mettre disposition pour une

utilisation massive de donnes.

Architecture

- OpenStack Compute : c'est le contrleur du Cloud. Il est utilis pour d-

marrer des instances virtuelles et congurer le rseau pour chaque instance.

- OpenStack Object Storage : c'est un systme pour stocker des objets de

capacit massivement volutive.

- OpenStack Imaging Service : il permet de rcuprer les machines virtuelles.

La gure 1.11 montre les relations fondamentales entre ses dirents composants.

An de caractriser chaque solution et permettre le choix adquat pour la construc-

tion d'un Cloud, nous avons ralis une tude comparative de ses six solutions en se

basant sur dirents critres de classication :

- Produit par : la socit qui a produit la solution.

- But : l'objectif viser par la cration de la solution.

- Le domaine d'utilisation : le Cloud Computing est prsent dans plusieurs

domaines d'utilisation. Ainsi, il serait important de prsenter le contexte de

chaque solution an d'aider les fournisseurs bien choisir celle qui rpond le

plus leurs besoins.

21


Figure 1.11 Architecture d'OpenStack

- L'architecture : c'est la structure du systme qui comprend les ressources

matrielles et logicielles et l'interaction entre eux.

- Systmes d'exploitation supports : pour construire un Cloud Com-

puting, on doit disposer d'un systme d'exploitation qui gre les ressources

physiques en permettant leur allocation et leur partage.

- Langage de programmation : il reprsente le langage de programmation

avec lequel la solution est implmente.

- Stockage : pour grer des grands volumes de donnes, la solution la plus

conomique, qui connat galement l'heure actuelle un vif succs, est le Cloud

Computing.

- Rseau : dans le Cloud Computing, nous entendons par rseau, le rseau des

machines virtuelles.

- L'interface utilisateur : l'interface utilisateur reprsente l'interface de

communication entre l'utilisateur et le Cloud.

- Scurit : le Cloud Computing apparait comme une opportunit formidable

pour les entreprises mais, pose logiquement la question de scurit. Il est donc

essentiel de protger les ressources et de contrler l'accs des utilisateurs et des

administrateurs au systme du Cloud Computing.

22


- Equilibrage de charge : un des aspects les plus importants est la capacit

de rpondre aux requtes dans un temps acceptable, mme en cas d'auence

massive. L'quilibrage de charge consiste alors distribuer une tche un

ensemble de serveurs ou de priphriques an de rpartir la charge globale

vers dirents quipements et de s'assurer de leur disponibilit.

- Tolrance aux pannes : c'est la capacit d'un systme fonctionner malgr

une dfaillance d'un de ses composants.

- Migration des machines virtuelles : c'est le fait de dplacer des ma-

chines virtuelles d'un serveur physique un autre. On distingue deux types

de migration, savoir la migration chaud qui se fait lors de l'excution des

machines virtuelles et la migration froid qui ne peut tre ralise qu'aprs

l'arrt de la machine virtuelle dplacer.

- Emplacement des machines virtuelles : savoir l'emplacement des ma-

chines virtuelles permet de garantir une utilisation optimale des ressources.

- Compatibilit avec Amazon EC2 : Amazon EC2 est la solution d'infra-

structure du Cloud Computing la plus connue et la plus utilise. Ainsi, il serait

intressant d'tudier la compatibilit des solutions d'IaaS du Cloud Computing

par rapport Amazon EC2.

- Utilisation dans le march : l'ensemble des solutions du Cloud Computing

du march qui utilisent chacunes des solutions IaaS du Cloud dj tudi. Cette

information permet de bien mettre en valeur ces solutions IaaS.

1.4.7 Synthse

Le tableau 1.3 montre une tude comparative entre les direntes solutions IaaS

open-sources de Cloud Computing.

23


Table1.3SolutionsIaaSopensourcedeCloudComputing

Eucalyptus

[41][40][42][43][37][34]

OpenNebula

[41][40][42][43][37]

Nimbus

[41][40][42][43][37][34]

XenCloudPlatform

[28][29][31][40][42]

AbiCloud

[1][41][31][43][37][34]

OpenStack[19]

Produitpar

-Apparuaudbutpar

l'universitSantaBarbara

del'universitdeCalifor-

nie

-EucalyptusSystemCom-

pany

L'unionEuropenne

Chercheursdel'univer-

sitdeChicago

CitrixXenServerAbico

Rackspace,NASA,Dell,Ci-

trix,Cisco,Canonicaletplus

que50autresorganisations

But

Unerponseopensource

pourleCloudcommerciale

EC2

UnCloudprivpure

Solutionscientique

duCloudComputing

-EvolutiondeCitrixXenServer

-Congurationautomatiqueet

maintenancedesCloudCompu-

ting

LagestiondesCloudspubliques

etprivsdansdesenvironne-

mentshtrognes

Creretorirdesfonction-

nalitsdeCloudComputing

enutilisantunlogicielopen-

sourcefonctionnantsurdu

matrielstandard

Architecture

-Hirarchique

-Cinqcomposants

-Supportemultiplecluster

-Minimumdeuxserveurs

-Centralis

-Troiscomposants


-Centralis

-Troiscomposants

-Minimumdeuxser-

veurs

-Centralis

-Troiscomposants


-Centralis

-Troiscomposants


Intgrationdesdeuxcompo-

santsOpenStackobjectet

OpenStackcompute

Domained'uti-

lisation

Lesentreprises

Leschercheursdansledo-

mainedeCloudComputing

etdelavirtualisation

Lescommunauts

scientiques(moins

intresssparlestech-

niquesinternesdu

systme)

Lesentreprisesquiveulent

construireleurspropreCloudet

delerendreinteroprableavec

ceuxdesprincipauxfournisseurs

deservicesCloud

Lesentreprisesquiveulentcrer

leurpropreCloudComputing

Lessocits,lesfournisseurs

deservices,leschercheurset

lescentresdedonnesmon-

diauxquicherchentd-

ployergrandechelleleurs

Cloudprivsoupubliques

Systmesd'ex-

ploitationsup-

ports

Linux(Ubuntu,Fedora,

CentOS,OpenSUSEetDe-

bian)

Linux(Ubuntu,RedHatEn-

terpriseLinux,Fedoraet

SUSELinuxEnterpriseSer-

ver)

Laplupartdesdistri-

butionsLinux

-Linux(Fedora,RedHat,CentOS

etSuseLinuxEnterpriseServer)

-Windows7

-Linux(UbuntuetCentOS

-MacOS

-WindowsXP

-LinuxetrcemmentWin-

dows

-Exigex86processor

Langagede

programmation

Java,C,etPythonJava,Ruby,C++Python,JavaCamlJava,Ruby,C++,PythonPython

StockageWalrus

-GridFTP,Comulus(version

rcentedeGridFTP

-XCP

-SCP

-SQLite3

VastSkyHDFSOpenStackStorage

Rseau

ServeurDHCPinstallsur

leclustercontroller

Congurationmanuellepar

l'administrateur

ServeurDHCPinstall

surchaquenud

OpenvSwitchWSManagementOpenStackCompute

Interfaceutili-

sateur

3EC2WSAPI

3Outilstelque:Hybrid-

Fox,ElasticFox

3EC2WSAPI

3OCCIAPI

3EC2WSAPI

3NimbusWSRF

8Lignedecommande"XE"

3XenCenteretVersiera(applica-

tioncommercialepourWindows)

3InterfaceWebimplmente

avecAdobeFlex

3InterfaceWeb

Scuritniveau

utilisateur

-Fichierziptlchargeable

traversl'interfaceWeb

quicontientcerticats

-ConnexionHTTPS

-Authentication-CerticatX509

-Authentication

-ConnexionSSH

-Authentication(motsde

passestocksenformatMD5)-CerticatX509

Scuritniveau

administrateur

-ConnexionSSH

-Rootexig

-Rootseulementsincessaire

(selonlesdroitsd'accs

-ConnexionSSL

-IntgreGlobus(certi-

cation)

-ConnexionSSH-Authentication-ConnectionSSH

Equilibragede

charge

LeCloudControllerNginxLecontextbrokerXAPIAbiServerLeCloudController

Tolranceaux

pannes

Sparationdesclusters

controllers

Databasebackend(enregistre

lesinformationsdesmachines

virtuelles)

Vricationpriodique

desnudsduCloud

Synchronisationtransactionnelle

chauddestatsdesmachines

virtuellesentreserveursphysiques

8Replication

Migration

froiddesVMs

33

33

33

Migration

chauddesVMs

83SharedFS

83-OpenVirtualizationFormat

-SharedStorage

88

Emplacement

desVMs

NodecontrollerClusternodePhysicalnodesXCPHostCloudsnodesOpenStackCompute

Compatibilit

avecEC2

33

33

88

Utilisationdans

lemarch

NASA

LeprojetRESERVOIR,

NUBA

STARPrincipalementactifenEspagne

24


- Le domaine d'utilisation : OpenNebula semble tre la solution la plus

convenable pour les chercheur dans le domaine du Cloud vu qu'elle est conue

d'tre une solution scientique du Cloud computing. Eucalyptus, XCP et Abi-

Cloud intressent plutt les fournisseurs des entreprises qui souhaitent construire

leur propre Cloud.

OpenStack est principalement mis en place pour intgrer ces deux services :

OpenStack Compute et OpenStack Storage an de permettre direntes orga-

nisations (chercheurs, fournisseurs, socits, etc.) de dployer grande chelle

leurs Clouds privs ou publiques.

Nimbus est utilis souvent par les communauts scientiques qui pourraient

tre moins intresss par les techniques internes du systme.

- L'architecture : dans le Cloud, il n'y a pas un type d'architecture mais

plusieurs. Gnralement, chaque fournisseur propose la sienne (centralis ou

hirarchique).

- Le systme de stockage : stocker des donnes dans le Cloud est gr par

des outils spciques :

Walrus : le service de stockage inclus dans Eucalyptus qui permet de stocker

les donnes persistantes ;

SCP (Secure Copy) : une ligne de commande utilise pour transfrer des chiers

travers le rseau en s'appuyant sur le protocole SSH ;

SQLite : une bibliothque crite en C qui propose un moteur de bases de

donnes relationnelles accessibles par le langage SQL ;

GridFTP : un protocole de transfert de donnes performant et scuris ;

VastSky : un systme de stockage pour XCP ;

HDFS (Hadoop Distributed File System) : un systme de chiers qui propose

un accs haut dbit pour les donnes et est adapt pour les applications qui

ont des donnes massives ;

OpenStack Storage : le service de stockage d'OpenStack qui permet d'optimiser

la gestion de stockage, rpliquer le contenu sur dirents serveurs et le mettre

disposition auprs d'un grand nombre d'utilisateur.

- Le rseau :

25


Avec OpenNebula, il faut congurer manuellement le rseau de machines

virtuelles. Cette tche de conguration est totalement automatise avec Eu-

calyptus et Nimbus et est gre par le serveur DHCP .

Xen Cloud Platform s'appuie sur le logiciel Open vSwich propos par [28] et

qui permettra la cration des commutateurs virtuels.

WS-Management est le protocole de communication permettant l'adminis-

tration des serveurs utiliss avec AbiCloud .

OpenStack Compute est le service de gestion de grands groupes de serveurs

privs virtuels d'OpenStack .

- L'interface utilisateur : la plupart des solutions orent une interface

Web pour assurer une interaction facile avec le Cloud. Xen Cloud Platform

ore plutt la ligne de commande "XE". Toutefois, il existe des solutions

commerciales telles que Versiera et XenCenter (seulement pour Windows) qui

sont proposes pour grer XCP l'aide d'une interface graphique.

- L'quilibrage de charge : chaque solution possde sa faon mettre en

uvre cet aspect :

Eucalyptus : le Cloud Controller, le contrleur principal du Cloud, est res-

ponsable de la gestion de tout le systme ;

Nimbus : le Context Broker, un composant de Nimbus, qui permet aux clients

de coordonner de grands lancements de machines virtuelles automatique-

ment et de faon rpte. AbiServer est le responsable de la gestion de tout

le systme ;

OpenNebula : Nginx, un est un logiciel de serveur Web, permet de grer

plusieurs connexions en mme temps ;

Xen Cloud Platform : XAPI est une interface qui assure la conguration et

le contrle des instances virtualises ;

OpenStack : le Cloud Controller du composant OpenStack Compute est le

responsable de la gestion des tous les composants du systme.

- La tolrance aux pannes : plusieurs mthodes sont mises en uvre pour

assurer cette proprit :

La sparation des clusters controllers pour Eucalyptus rduit la chance de

26


dfaillance. En eet, ce composant gre plusieurs Nodes Controllers et il est

responsable de la gestion du cycle de vie (cration, utilisation, suppression,

etc.) des instances virtuelles ;

OpenNebula utilise une base de donnes persistante o les informations sur

les machines virtuelles sont stockes. Cette solution garantit une grande

protection des donnes mais, elle ncessite un personnel spcialis (adminis-

trateur de donnes, administrateur du SGBD) et un cot d'acquisition assez

lev ;

Nimbus assure un contrle rgulier des nuds (Checkpointing). Ainsi, une

image des VMs en cours d'excution sera stocke priodiquement an qu'elle

puisse tre reprise en cas d'une dfaillance ;

Xen Cloud Platform prend en charge la synchronisation transactionnelle

chaud des tats des machines virtuelles entre les serveurs physiques ce qui

permet de garantir un grand degr de abilit ;

La tolrance aux pannes par rplication est le principe utilis avec OpenS-

tack. Cette approche permet de masquer les pannes ventuelles : lorsqu'une

machine tombe en panne, une des copies de cette machine prend sa place

dans le systme. Cependant, cette approche ncessite la disponibilit d'un

nombre important de ressources.

1.5 Les acteurs du march du Cloud Computing

Dans cette section, nous citons les solutions les plus connues dans le monde du

Cloud Computing.

1.5.1 Amazon Web Services

Amazon a t la premire socit proposer une plateforme du Cloud Computing

avec Amazon Web Services [2]. Il s'agit d'un outil simple et facile manipuler qui

permet le dveloppement des applications dans un environnement du Cloud Com-

puting. Il est noter que la technologie utilise est issue l'origine des systmes de

virtualisation de Xen. Les services d'Amazon Web Services sont :

27


- Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) : il fournit un stockage bas sur les

services Web ;

- Amazon Simple Storage Service (S3) : Amazon S3 ore une simple interface

de services web utiliser pour stocker et rcuprer n'importe quelle quantit

de donnes, tout moment, de n'importe quel endroit sur le web ;

- Amazon CloudFront : il permet de distribuer des objets stocks sur S3 vers un

emplacement proche de l'appelant ;

- Amazon SimpleDB : il permet aux dveloppeurs d'excuter des requtes sur

des donnes structures ;

- AWS Management Console (AWS Console) : c'est une interface Web pour g-

rer et surveiller les infrastructures Amazon, incluant Amazon EC2 et Amazon

S3.

Selon [7], Amazon exploite quatorze Datacenter : huit aux tats-Unis, quatre en

Europe, et deux en Asie.

1.5.2 Microsoft Azure

Windows Azure, la seconde ore commerciale propose par Microsoft aprs SQL

Azure, peut tre vue comme la base d'une solution PaaS [13]. Avec Windows Azure,

Microsoft assure une couche qui aura comme rle de structurer l'ensemble des tech-

nologies associes, que ce soit SQL, .NET, etc. Mais encore et toujours, Windows

Azure reste "clairement destin aux entreprises" selon [6].

1.5.3 Google App Engine

Google App Engine est une plateforme de dveloppement et d'hbergement d'ap-

plications Web. Il permet d'excuter des applications Web sur l'infrastructure de

Google [10]. Il est lanc en 2008 et est disponible seulement en Cloud publique sous

la forme d'une ore gratuite. Sa grande force rside dans le fait qu'il soit purement

gratuit [6].

28


1.5.4 Google Apps

Une suite bureautique (Gmail, Google Agenda, Google Documents, etc.) de la

socit Google qui est accessible par les particuliers, les entreprises, les tablisse-

ments d'enseignement et les organisations [11]. Il existe direntes versions de Google

Apps :

- Google Apps for Groups : pour tout le monde mais limit 50 utilisateurs ;

- Google Apps for Education : pour le primaire, le secondaire et l'universit ;

- Google Apps for Governement : pour les oces gouvernementaux ;

- Google Apps for Business : il s'agissait anciennement de Google Apps Premier

Edition ;

1.5.5 Force.com

C'est une plateforme du Cloud Computing dstine pour les applications d'en-

treprise [22]. Force.com est un acteur PaaS qui fournit une plateforme pour crer et

dployer des applications la demande telle que la planication des ressources d'en-

treprise (ERP), gestion des ressources humaines (GRH) et la gestion de la chane

d'approvisionnement (SCM). Force.com interopre avec la plateforme de Google App

Engine.

1.5.6 OVH

OVH est une socit franaise indpendante, orient grand public. Elle est le

numro un de l'hbergement en France et se positionne comme le deuxime hber-

geur europen (d'aprs [16]). Elle propose des serveurs privs ddis, des ressources

de stockage, des ressources de bande passante, des ressources, de CPU, de RAM,

de SQL, du HTTP, des Emails etc. En 2010, OVH dmarre une ore du Cloud

Computing assez agressive se qui fait son succs [21].

1.5.7 Synthse

Le tableau 1.4 est un comparatif de ses acteurs du Cloud Computing.

29


Table1.4ActeursduCloudComputing

OVHCloudComputing[21]

IaaS

AmazonWebServices[2][42]

EC2(Iaas)

S3

(PaaS)

Force.com[33][42]

PaaS

Google

AppEn-

gine[10][42]

PaaS

MicrosoftAzure[13][42]

Microsoft

Azure(Paas)

SQLAzure

(SaaS)

Google

Apps[11][42]

SaaS

Service

UneinfrastructureCloudpri-

veexternalise

Petite

Ins-

tance

(par

dfaut)

Grande

ins-

tance

Trs

grande

ins-

tance

RAMRAMRAM

1,7GO7,5GO15GO

StockageStockageStockage

160GO850GO1690GO

Plateforme

Plateforme

Platefor-

me

32GO64GO64GO

Stockage

illi-

mitde

donnes

ApplicationspourlesRH,applica-

tionsdestock,applicationsiPhone,

iPad,AndroidetBlackBerry.

Gnrerdes

applications

Webconues

pouruntra-

clevsans

avoirgrer

l'infrastructure

correspondante

-Permetde

raliserpuis

exploiterdes

applications

Web

-Comprend

desser-

vicesCloud

d'hberge-

ment(Azure

Compute)

etdesto-

ckage(Azure

Storage)

Permetde

rpliqueret

d'enrichir

lesbases

dedonnes

d'entreprise

defaon

simple

-Gmail

-GoogleDocu-

ments

-Google

Groupes

-Google

Agenda

-GoogleSites

-GoogleVidos

-GoogleTalk

Cot

256MO0.014$parheure

512MO0.028$parheure

768MO0.042$parheure

1224MO0.057$parheure




2048MO0.11$parheure

WindowsWindowsWindows

0,12$

par

heure

0,48$

par

heure

0,96$

par

heure

Linux

LinuxLinux

0,085$

par

heure

0,34$

par

heure

0,68$

par

heure

0,15$

par

mois

Edition

gratuite

Edition

d'entre-

prise

Edition

illimi-

te

Gratuit

75,0438$

parmois

111,176$

par

mois

Gratuitsipas

dedpassement

depourcen-

tageprdni

(stockage