L’architecture du Cloud computing

Le Cloud computing est composé de cinq caractéristiques essentielles, de trois modèles de service et de quatre modèles de déploiement. La figure 2.2 montre l'architecture du Cloud. Desktop PC 1980 -1990 Web 1.0 1990 -2000 Static Web Web 2.0 2000 -2010 Social Web Web 3.0 2010 -2020

Semantic Web

Web 4.0

WebOS/ MetaWeb 2020 -2030 Intelligent Web

Figure 2.2 : Architecture du Cloud.

4.1. Les différents modèles de services de Cloud computing

Il existe trois modèles de service pour le Cloud Computing (voir figure 2.3), selon la façon dont un service est fourni à l'utilisateur, le degré de contrôle que l'utilisateur a sur les ressources et le type de ressources que l'utilisateur a demandé. Ceux-ci sont [10, ALZ 16, MEL 11]:

L’Infrastructure as a Service (IaaS) fournit des serveurs virtuels et physiques ainsi que

Modèles de service Infrastructure as a Service (IaaS) Platform as a Service (PaaS) Software as a Service (SaaS) Modèles de

déploiement Privé Communautaire Public Hybride

Caractéristiques essentielles

Libre-service à la demande Large accès au réseau

Mise en commun des ressources

Élasticité rapide Service mesuré Éléments fondamentaux / catalyseurs Virtualisation Informatique distribuée Systèmes autonomes Technologie de grille

Réseaux haut débit Web 2.0

Architectures orientées services Logiciels libres et open source Cadres d'applications Web Navigateur comme plate-forme Accords de Niveau de Service Informatique utilitaire

n'a pas accès à l'infrastructure Cloud sous-jacente comme le type et la puissance des serveurs, mais il peut mettre en service autant de ressources qu'il le souhaite en termes de stockage et de puissance de calcul. Il a également le choix d'exécuter le système d'exploitation de son choix. par exemple : les clusters Amazon EC2 et Microsoft Azure (qui fournit à la fois Linux et Windows VM). De même, le stockage en nuage est un exemple spécial d'IaaS où les consommateurs ne sont concernés que par l'espace de stockage.

La Platform as a Service (PaaS) offre à l'utilisateur la possibilité de développer, déployer et gérer sur l'infrastructure Cloud des applications créées ou acquises par le consommateur et créées à l'aide de langages de programmation, de bibliothèques, de services et d'outils pris en charge par le fournisseur. Le fournisseur de services PaaS contrôle généralement des ressources telles que la puissance de stockage et de calcul. Le consommateur n'a aucun contrôle sur l'infrastructure sous-jacente comme les serveurs, le stockage, le système d'exploitation et le nombre de processeurs, mais contrôle les applications déployées et éventuellement les paramètres de configuration de l'environnement d'hébergement d'applications. Par exemple : les services d'hébergement Web tels que Microsoft Azure Web Services [11], Amazon Web Services [12] et la plate-forme d'hébergement d'applications [13].

Le Software as a Service (SaaS) : les consommateurs ont la possibilité d'accéder et d'utiliser les applications du fournisseur de services fonctionnant sur une infrastructure Cloud. Les applications sont accessibles à partir de divers périphériques clients via une interface client léger, telle qu'un navigateur Web (par exemple, un courrier électronique basé sur le Web) ou une interface de programme. Les utilisateurs s'abonnent normalement à ces services sur une base mensuelle ou annuelle, et ils ont peu de contrôle sur ces applications. Par exemple : Microsoft Office 365 [14], Microsoft Skype [15], Google Apps [16] et Sales force [17].

Figure 2.3 : Les trois modèles de service Cloud.

4.2. Modèles de déploiement du Cloud computing

Il existe quatre modèles de déploiement du Cloud Computing(voir figure 2.4). Ceux-ci sont [ALZ 16, MEL 11]:

Cloud privé : l'infrastructure Cloud est provisionnée pour une utilisation exclusive par une seule organisation comprenant plusieurs consommateurs (par exemple, des unités commerciales). Il peut être détenu, géré et exploité par l'organisation, un tiers ou une combinaison de ceux-ci, et il peut exister dans ou hors des locaux. Le principal avantage de ce déploiement est que la sûreté et la sécurité des données de l'entreprise et d'autres informations vitales sont assurées car personne du monde extérieur n'a accès au Cloud. Cloud communautaire : dans le Cloud communautaire, l'infrastructure Cloud est partagée par une communauté d'organisations qui ont des objectifs communs et travaillent sur des projets similaires (par exemple, mission, exigences de sécurité, politique et considérations de conformité). Donc, dans ce cas, il est logique d'avoir un environnement partagé accessible à toutes les personnes concernées avec des privilèges spécifiques qui leur sont attribués. L'infrastructure peut être détenue, exploitée et gérée par une ou plusieurs des organisations de la communauté, un tiers ou une combinaison de ceux-ci, et il peut exister dans ou hors des locaux.

Cloud public: le Cloud public est ouvert à l'accès au grand public et il peut appartenir à une entreprise, une université ou une institution gouvernementale. Un Cloud public

Interfaces Web 2.0

Applications destinées aux utilisateurs finaux Applications scientifiques

Bureautique, retouche photo CRM et réseautage social

Exemples: Google Documents, Facebook, Flickr, Salesforce SaaS

Environnement d'exécution pour les applications

Plateformes de développement et de traitement de données Exemples: Windows Azure, Hadoop, Google AppEngine, Aneka

PaaS

Serveurs virtualisés Réseau de stockage

Exemples: Amazon EC2, S3, Rightscale, vCloud

appartient au fournisseur de services Cloud à ses propres locaux. La plupart des fournisseurs de SaaS utilisent ce déploiement pour servir leurs consommateurs, par exemple tous les fournisseurs de stockage Cloud utilisent un modèle de Cloud public pour allouer du stockage à partir d'un pool de ressources partagées. C'est également le modèle le plus commun rencontré par les gens, et la plupart des gens pensent que c'est le seul modèle Cloud.

Cloud hybride: le modèle de Cloud hybride est une composition de deux ou plusieurs infrastructures Cloud distinctes (privées, communautaires ou publiques) qui restent des entités uniques, mais sont liées par une technologie standardisée ou propriétaire qui permet la portabilité des données et des applications (par exemple, l'éclatement du Cloud pour l'équilibrage de charge entre des Clouds). Ces modèles sont généralement utilisés lorsque les entreprises ont besoin d'une infrastructure sécurisée pour leur stockage, mais d'autres tâches peuvent être effectuées sur des infrastructures Cloud publiques ou communautaires.

Figure 2.4 : Modèles de déploiement. Cloud hybride Entreprise Services de calcul Services de base de données Services de stockage Cloud privé Intranet Cloud Public Services de calcul Services de base de données Services de stockage Cloud Public Services de calcul Services de base de données Services de stockage Internet Internet Internet Internet

4.3. Les Cinq caractéristiques essentielles du Cloud computing

L’institut national des normes et de la technologie (NIST : National Institute of Standards and Technology) a définit cinq caractéristiques principales que chaque technologie Cloud devrait intégrer. Elles sont [ALZ 16, MEL 11]:

Libre-service à la demande : Un consommateur peut fournir unilatéralement des capacités informatiques, comme le nombre de clusters Cloud, l'heure du serveur et le stockage réseau, selon les besoins, sans l'intervention d'un fournisseur de services humains.

Large accès au réseau: les services Cloud devraient être facilement disponibles via des mécanismes Internet standard sur tous types d'appareils tels que les téléphones mobiles, les tablettes, les ordinateurs de bureau, les ordinateurs portables, les postes de travail, etc.

Mise en commun des ressources : Les ressources informatiques du fournisseur sont regroupées pour servir plusieurs consommateurs à l'aide d'un modèle multi-locataire, avec des différentes ressources physiques et virtuelles attribuées et réaffectées dynamiquement en fonction de la demande des consommateurs de manière sécurisée (Des exemples de ressources : le stockage, le traitement, la mémoire et la bande passante réseau).

Élasticité rapide: les ressources doivent être provisionnées et libérées à la demande, et à tout moment, le consommateur doit disposer exactement de la quantité de ressources dont il a besoin pour son produit. En substance, le consommateur devrait être en mesure d'augmenter ou de réduire les ressources, supprimer ou ajouter des utilisateurs, prévoir plus de machines ou de stockage de manière transparente, et pour lui, les ressources devraient sembler infinies, dont toute quantité peut être provisionnée à tout moment de temps.

Service mesuré : Les systèmes Cloud contrôlent et optimisent automatiquement l'utilisation des ressources en tirant parti d'une capacité de mesure à un certain niveau d'abstraction approprié au type de service (par exemple, stockage, traitement, bande passante et comptes d'utilisateurs actifs). L'utilisation des ressources peut être surveillée, contrôlée et signalée, offrant une transparence pour le fournisseur et le consommateur du service utilisé.