Seul le gestionnaire situé en haut de la hiérarchie est visible de l’utilisateur, et ce der- nier a ainsi l’impression d’utiliser une infrastructure IaaS unique (Single System Image) de grande taille, sans nécessairement être conscient du caractère distribué de la fédération. Un tel modèle est intéressant pour mettre en place des mécanismes avancés de haute disponibilité, d’équilibrage de charge entre les sites et de tolérances aux pannes. De la même manière que pour le modèle de fédération de type Broker, si le niveau supérieur subit une panne, les infrastructures sous-jacentes deviennent inaccessibles pour les utili- sateurs extérieurs, rendant indisponible l’infrastructure.
3.3
Du modèle d’Edge Computing au Fog Computing
Le grand succès du modèle de Cloud Computing a permis de mettre en évidence les la- cunes inhérentes à la concentration de la production de ressources de calcul dans quelques grosses infrastructures de Cloud Computing, telles que le fait que la tolérance aux pannes n’était pas naturelle et qu’elle menait à un latence réseau non optimale. Les fédérations d’infrastructures IaaS permettent de résoudre le problème de la tolérance aux pannes en mettant en place des mécanismes de haute disponibilité, cependant elles ne répondent que partiellement au problème de la latence induite par la distance qui peut exister entre l’endroit où un service est hébergé et celui où il est consommé.
Le récent succès de l’informatique mobile, symbolisé par l’invasion des appareils mo- biles(Smartphones) dans le quotidien, a ouvert la voie à un nouveau spectre de problèmes. En effet, ces appareils ayant des ressources informatiques (calcul, stockage) modestes, celles-ci limitent les capacités de traitement des appareils, les rendant incompatibles avec l’exécution de tâches complexes qui apparaissent comme énergivores. Les concepteurs d’applications mobiles se sont donc rapidement appuyés sur les plates-formes de Cloud Computing pour étendre les capacités limitées des Smartphones, en faisant profiter à leurs possesseurs des ressources virtuellement illimitées offertes par le Cloud Computing.
Une des particularités de l’informatique mobile est que les utilisateurs d’applica- tions mobiles peuvent être très nombreux et géographiquement éparpillés, ils ne peuvent donc tous être proches des centres de données qui sont à l’inverse souvent concentrés en quelques endroits. Ce fait peut induire une importante latence réseau entre les utilisateurs mobiles et les centres de données, impactant les échanges entre les applications mobiles et les infrastructures où est déportée une partie de leurs calculs et stockages, baissant la réactivité de ces applications.
Des initiatives se sont développées pour amener les ressources de calcul au plus près des utilisateurs d’applications mobiles en modifiant significativement la façon dont les infrastructures de calcul sont déployées. Ainsi, Cisco propose le paradigme de Fog Com- puting[42] qui étend celui de Cloud Computing en combinant des technologies qui sont arrivées à maturité [43]. L’idée principale du Fog Computing est de rapprocher les res- sources de calcul des utilisateurs finaux, reprenant l’idée du modèle d’Edge Computing [44] en plaçant les ressources de Cloud Computing au niveau des extrémités du réseau :
50 Chapitre 3. Paysage des infrastructures IaaS et Edge Computing form we call Fog Computing, or briefly, Fog, simply because the fog is a cloud close to the ground.– Précisions sur l’origine du nom Fog Computing [42]
Les infrastructures de Fog Computing ont été proposées dans l’objectif de permettre la construction de plate-formes capables de supporter les besoins liés au grand succès des applications mobiles pour appareils mobiles ainsi que l’émergence annoncée de l’Inter- net des objets (Internet of Things - IoT), où jusqu’à 50 milliards d’appareils connectés à Internet deviendraient demandeurs en ressources informatiques [43]. Les consommateurs de ressources de calculs étant amenés à être de plus en plus nombreux et fortement épar- pillés, le Fog Computing propose de migrer les infrastructures de calcul à l’extrémité du réseau, afin de pouvoir permettant de mettre en place des traitements locaux limitant la congestion réseau. Cette approche n’est pas nouvelle et rappelle fortement la technique des réseaux de distribution de contenus (Content Delivery Network - CDN) [45], à ceci prés que l’idée est ici de combiner le modèle de Cloud Computing avec les avancées récentes en termes de “logiciélisation” des fonctions réseau (Network Function Virtua- lisation - NFV) [46] afin de proposer à tous ces nouveaux appareils des ressources de calcul de manière homogène. Pour pouvoir fonctionner au mieux, les plate-formes de Fog Computingsont amenées à mettre l’accent sur le support de propriétés de localité réseau, en étant géographiquement distribuées, en supportant la mobilité des utilisateurs (Churn) et en s’ouvrant à la fédération entre des plate-formes de Cloud Computing situées sur des réseaux différents.
Enfin [47] effectue une revue des infrastructures de Fog Computing et distingue deux concepts orthogonaux qui en les superposant, recouvrent les principes du Fog computing : • Mobile Cloud Computing : regroupe les cas où les applications mobiles déchargent une partie de leurs calculs et de leurs stockages vers des plate-formes de Cloud Computing. Il n’y a pas vraiment de contrainte sur la localisation de ces plate- formes : elles peuvent aussi bien être situées dans des mégas centres de données qu’être plus proche de l’utilisateur mobile.
• Mobile Edge Computing : regroupe les infrastructures dont une partie est hébergée à l’extrémité des réseaux mobile, c’est-à-dire au plus près des antennes mobiles. Cette partie de l’infrastructure héberge des ressources de calcul, qui sont ainsi au plus proche des utilisateurs mobiles, permettant de bénéficier de faibles latences réseau lors de la communication entre les applications mobiles et les ressources de calculs, ce qui n’est pas le cas avec les infrastructures de Cloud Computing classiques.
Une grande partie des propositions qui concernent le Fog Computing s’attaque au pro- blème de la distance entre les services hébergés dans les infrastructures de Cloud Com- putingclassiques et les applications mobiles, en ajoutant un niveau intermédiaire qui ser- virait de "proxy" entre les deux. Les Cloudlets [34] sont la principale implémentation complète du modèle de Fog Computing. Ceux-ci consistent à déployer des serveurs (ou des groupes de serveurs) de manière proche des utilisateurs pour d’absorber une partie de la charge de travail créée par les applications mobiles afin d’améliorer la réactivité, de