HAL Id: dumas-01438429
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Submitted on 17 Jan 2017
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Réalisation d’une plate-forme de supervision
d’instruments analytiques dans les laboratoires à
distance grâce aux nouveaux outils et technologies
Dorine Mazeyrat
To cite this version:
Dorine Mazeyrat. Réalisation d’une plate-forme de supervision d’instruments analytiques dans les laboratoires à distance grâce aux nouveaux outils et technologies. Ingénierie assistée par ordinateur. 2013. �dumas-01438429�
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Les travaux relatifs à ce mémoire ont été effectués à Persistent Systems France S.A.S. sousla direction de M. Laurent Tardif.
Remerc
iements
Jetienstout d’abord à remerciertoutesles personnes qui me fontl’honneur de participer aujury de ce mémoire:
Monsieur Eric Gressier-Soudan, professeur au CNAM Paris et président dujury, Monsieur Claude Genier, responsable régional EICNAM Lyon,
Monsieur Jean-Pierre Giraudin, professeur àl’Université Pierre Mendès France de Grenoble, Monsieur Laurent Tardif,ingénieurlogiciel chez Persistent Systems France,
Monsieur Arnaud Pierrel, responsable du site Persistent Systems France.
Je souhaite particulièrement remercier mon tuteur, Laurent Tardif qui a accepté de me guider par sesconseilset dans un mêmetemps m’afait profiter desesconnaissanceset desonexpérience professionnelle ainsi que pourla confiance qu’il m’a accordée.
Mes remerciements s’adressent également à toutes les personnes de l’équipe GreenLAB, Frédéric, Isabelle, Jean, Sophie, Sylviane, pour leur sympathie, leurs encouragements ainsi que leur coopération professionnelletout aulong de ces neuf mois de stage.
Je n'oublie pas Bruno Orsier poursesrecommandationsetsonsoutien danslaréalisation dece mémoire.
Je remercie aussi Matthieu Ayme, Sébastien Duffournet, Jean-Charles Durand et Nicolas Vignard pourleur soutien etleurs conseils ainsi que parents, amis pourleurs relectures.
Merci également à Arnaud Pierrel del’entreprise Persistent Systems France S.A.S., qui s’est montré compréhensif et m’a encouragée durant mes cinq années de formation au CNAM de Grenoble.
Somma
ire
Liste des figures... vii
Liste des tableaux... ix
Liste des abréviations... xi Chapitre 1 Présentation... 1
1.1 Introduction... 1
1.2 Persistent Systems... 1
1.2.1 Historique ... 1
1.2.2 Secteur d’activité ... 2
1.2.3 Besoins ... 4
1.3 Objectifs du stage... 5
1.4 Plan du mémoire... 5
Chapitre 2 La suitelogicielle GreenLAB... 7
2.1 Contexte... 7
2.2 Présentation... 8
2.2.1 GreenLAB Workflow ... 9
2.2.2 GreenLAB Search ... 9
2.2.3 GreenLAB LabMonitor ... 9
2.3 Spécifications du projet LabMonitor... 10
2.3.1 Eléments supervisés ...10
2.3.2 Utilisateurs ciblés ...11
2.3.3 Interface web etinterface mobile. ...12
2.3.4 Contraintesliées àl’environnement ...12
2.3.5 Contraintes générales ...13
2.3.6 Bilan ...13
Chapitre 3 La supervision... 15
3.1 Présentation... 15
3.1.1 Définition ...15
3.1.2 Objectifs ...16
3.2 Types de supervision existants... 18
3.2.1 Supervision réseau et matérielle ...18
3.2.2 Supervision système ...19
3.2.3 Supervision applicative ...20
3.2.4 Bilan ...20
3.3 Comparaison des outils de supervision existants... 21
3.3.1 Critères de comparaison ...21
3.3.2 Tableau de comparaison ...21
3.4 Architecture globale dégagée... 24
Chapitre 4 Le choix del’architecturelogicielle... 27
4.1 Architecturelogicielle client-serveur... 27
4.1.1 Définition ...27
4.1.2 Architecturelogicielle 2tiers ...28
4.1.4 Architecturelogicielle ntiers ...32
4.1.5 Bilan ...35
4.2 Architecturelogicielle du projet LabMonitor... 36
4.2.1 Proposition ...36
4.2.2 Bilan ...39
4.3 Notions de déploiementlogiciel et matériel... 39
4.3.1 Objectifs ...39
4.3.2 Niveau DNS ...40
4.3.3 Niveau HTTP ...41
4.3.4 Niveau TCP/IP ...41
4.3.5 Bilan ...41
4.4 Déploiement possible du projet LabMonitor... 42
4.4.1 Proposition ...42
4.4.2 Bilan ...43
Chapitre 5 Les choix technologiques... 45
5.1 Couche de données... 45
5.1.1 MySQL ...45
5.1.2 Répartition des charges ...45
5.2 Interface d’accès àla couche de données... 48
5.3 Couche métier... 49
5.4 Interface d’accès àla couche métier... 49
5.4.1 Types de service web existants ...49
5.4.2 Formats d’échange ...50
5.4.3 Bilan ...51
5.5 Couche de présentation... 51
5.5.1 Langages existants ...52
5.5.2 Cadriciels de développement ...52
5.5.3 Bilan ...53
5.6 Application mobile cliente... 53
5.6.1 Systèmes d’exploitation mobile existants ...53
5.6.2 Type de développement mobile ...57
Chapitre 6 Lesimplantationslogicielles... 61
6.1 Gestion du projet... 61
6.1.1 Méthode Kanban ...61
6.1.2 Découpage ...64
6.2 Validation del’architecture et des technologies... 65
6.2.1 Prototypage ...65
6.2.2 Tests de performance ...66
6.2.3 Bilan ...67
6.3 Mise en place del’intégration continue... 67
6.3.1 Objectifs ...67
6.3.2 Outils ...68
6.3.3 Qualitélogicielle ...69
6.4 Premièrelivraison... 71
6.4.1 Objectifs ...71
6.4.2 Définition etinstallation dela base de données. ...72
6.4.3 Implantation dela couche métier ...73
6.4.4 Interfaces graphiques web ...77
6.5 Deuxièmelivraison... 78
6.5.1 Objectifs ...78
6.5.2 Application dela charte graphique ...78
6.5.3 Préparation au déploiement dansl’informatique dématérialisée ...80
6.5.4 Déploiement dansl’informatique dématérialisée ...82
6.5.5 Simulateur Web ...84
6.5.6 Rafraichissement des pages web ...85
6.5.7 Bilan ...86
6.6 Troisièmelivraison... 87
6.6.1 Objectifs ...87
6.6.2 Modifications des services web ...87
6.6.3 Déploiement automatique del’application dansl’informatique dématérialisée ...88
6.6.4 Développement del’application mobile ...88
6.6.5 Déploiement del’application mobile ...91
6.6.6 Bilan ...92
6.7 Quatrièmelivraison... 93
6.7.1 Objectifs ...93
6.7.2 Supervision desinstruments dulaboratoire d’analyses chimiques ...93
6.7.3 Amélioration del’application mobile ...95
6.7.4 Réalisation des rapports destinés au responsable du laboratoire...98
6.7.5 Bilan ...101
6.8 Passage dela preuve de concept au produit... 102
6.8.1 Risques ...102
6.8.2 Mise en production ...102
Chapitre 7 Conclusion... 105
7.1 Rappel des objectifs... 105
7.2 Bilan du stage... 105
7.3 Avenir du projet... 106
7.4 Bilan personnel... 107
Glossaire... 109
L
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des
f
igures
figure 1.1: Acquéreurs successifs du site de Grenoble... 2
figure 1.2: Implantation de Persistent Systems dansle monde... 2
figure 1.3: Quelques partenairestechnologiques de Persistent Systems... 3
figure 2.1: Rôle du projet GreenLAB... 8
figure 2.2: Instruments supervisés... 10
figure 2.3: Supervision desinstruments analytiques vialelogiciel métier... 11
figure 3.1: Formule de calcul dela disponibilité d’un système d’information... 17
figure 3.2: Supervision SNMP... 18
figure 3.3: Architecture globale des outils de supervision... 24
figure 4.1: Architecturelogicielle 2tiers... 29
figure 4.2: Architecturelogicielle 3tiers... 31
figure 4.3: Architecturelogicielle ntiers... 33
figure 4.4: Proposition d’architecturelogicielle du projet LabMonitor... 36
figure 4.5: Intégration del’application mobile dansl'architecturelogicielle... 38
figure 4.6: Répartiteur de charge matériel A10 Networks AX2500... 40
figure 4.7: Déploiement possible del’application LabMonitor... 42
figure 5.1: Réplication MySQL... 46
figure 5.2: Cluster MySQL... 47
figure 5.3: Pilote JDBC... 48
figure 5.4: Répartition des systèmes d’exploitation mobiles en août 2012 dansle monde... 54
figure 5.5: Répartition des systèmes d’exploitation mobiles en août 2012 en Europe... 55
figure 5.6: Evolution dela répartition des systèmes d'exploitation mobiles en Europe... 55
figure 5.7: Evolution dela répartition des systèmes d'exploitation mobiles dansle monde... 56
figure 6.1: Exemple detableau Kanban... 62
figure 6.2: Tableau Kanban du projet GreenLAB LabMonitor... 63
figure 6.3: Calendrier du stage... 65
figure 6.4: Déploiementlogiciel et matériel du prototype... 66
figure 6.5: Intégration continue... 68
figure 6.6: Rapport généré parles greffons CheckStyle et PMD... 70
figure 6.7: Rapport généré parle greffon Cobertura... 71
figure 6.8: Schéma dela base de données... 72
figure 6.9: Simulateur de mesures de supervision réalisé en C#... 73
figure 6.10: Création du serveur d'application embarqué... 74
figure 6.11: Service web utilisantl’API JAX-RS... 75
figure 6.12: Réponse du service web au format JSON... 76
figure 6.13: Description du service web... 76
figure 6.14: Première version del’interface web... 77
figure 6.15: Prototype d'écran pourl'interface Web... 79
figure 6.16: Sélection d'écrans dela seconde version del’interface web... 80
figure 6.17: Schéma dela base de données utilisateurs... 80
figure 6.18: Contenu du fichier robots.txt... 81
figure 6.19: Instance Amazon hébergée en Irlande... 83
figure 6.20: Terminal Unix del’instance Amazon via SSH... 83
figure 6.21: Simulateur web de mesures de supervision... 85
figure 6.22: Rafraichissement desinformations via HTML... 86
figure 6.24: Paramètres d’un service web... 88
figure 6.25: Patron de conception MVC utilisé par Cocoa Touch... 89
figure 6.26: Master-Details ... 90
figure 6.27: Indicateur dela vueinitiale... 90
figure 6.28: Indicateur de relation contrôleur-vue... 91
figure 6.29: Indicateur detransition « push »... 91
figure 6.30: Première version des écrans del’application mobile cliente LabMonitor... 91
figure 6.31: Architecture del'application GreenLAB Workflow... 93
figure 6.32: Page web présentantles analyses d’uninstrument analytique... 94
figure 6.33: Seconde version du Mainstoryboard... 95
figure 6.34: Ecrans successifs dela supervision globale... 96
figure 6.35: Ecrans successifs dela supervision détaillée... 97
figure 6.36: Ecran du détail del’instrument supervisé... 97
figure 6.37: Configuration del'application mobile LabMonitor... 98
figure 6.38: Répartition des statuts d’uninstrument surles 30 derniersjours... 99
figure 6.39: Rapport d’utilisation horaire d’uninstrument moyenné surles 30 derniersjours... 100
Liste
des
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leaux
tableau 3.1: Synthèse de différences entre supervision et surveillance... 15
tableau 3.2: Taux de disponibilité... 17
tableau 3.3: Récapitulatif des différentstypes de supervision... 20
tableau 3.4: Tableau comparatif des outils de supervision existants... 23
tableau 4.1: Tableau comparatif des différents modèles d'architecturelogicielle client-serveur... 35
tableau 5.1: Tableau comparatif des formats de données JSON et XML... 50
tableau 5.2: Tableau comparatif destypes de services web REST et SOAP... 51
tableau 5.3: Langages de programmation utilisés dansle monde web... 52
tableau 5.4: Tableau comparatif des systèmes d'exploitation mobiles... 57
tableau 5.5: Tableau comparatif des développements mobile HTML5, natif et hybride... 58
Liste
des
abrév
iat
ions
AJAX : « AsynchronousJavaScript And XML »est unearchitectureinformatique qui permet de construire des pages HTML dynamiques.
API : « Application Programming Interface » littéralement «interface de programmation » est une interface fournie par une application pour autoriserlesinteractions avec d’autres programmes. BPM : « Business Process Management »littéralement « gestion des processus métier » est un concept visant à modéliser l’ensemble des processus métier d’une entreprise pour offrir une meilleure visibilité aux responsables.
CDS : « Chromatography Data System » désigne unlogiciel dechromatographie quicollecteet analyseles résultats retournés par unintrument analytique.
CSS : « Cascading Style Sheets »littéralement « feuilles destyleencascade »est unlangage de programmation qui décritla présentation des pages HTML.
DAAS : « Data As A Service »littéralement « données entant que service » est un service capable de fournir un accès à un dépôt de données dansl’informatique dématérialisée.
EC2 : « Elastic Compute Cloud »est unservice proposé par Amazon qui permet delouer des serveurs dansl’informatique dématérialisée.
ELN : « Electronic Laboratory Notebook »littéralement « cahier delaboratoireélectronique»est un outil électronique pour gérer au quotidienle suivi des expériences chimiques.
FDA : « Foodand Drug Administration »estl’administrationaméricaine des médicamentset des produits alimentaires.
GC : « Gas Chromatography » littéralement « chromatographie en phase gazeuse » est une technique d’analyse chimique en phase gazeuse.
HTML : « HyperText Markup Language » estle format de données qui représenteles pages web. HTTP : « HyperText Transfer Protocol » littéralement « protocole de transfert hypertexte » est un protocole de communication client-serveur.
IAAS : « Infrastructure As A Service »littéralement « Infrastructureentant queservice »est un service qui met à disposition desinfrastructuresinformatiques matérielles dansl’informatique dématérialisée.
IHM :Interface Homme-Machine désigneles moyens mis àla disposition d’un humain pour communiquer avec une machine ou une application.
ITIL : « Information Technology Infrastructure Library » littéralement « bibliothèque pour l’infrastructure des technologies del’information » est unensemble de bonnes pratiques pourla gestion d’un système d’information.
LC : « Liquid Chromatography » littéralement « chromatographie en phase liquide » est une technique d’analyse chimique en phaseliquide.
LIMS : « Laboratory Information Management System »littéralement « système de gestion de l’information dulaboratoire » est un outil qui fournitlatraçabilité des échantillons chimiques analysés au sein dulaboratoire.
MIB : « Management Information Base »littéralement « base d’information pourla gestion du réseau » est un ensemble d’information stocké sur une entité réseau.
MS : « Mass Spectrometry »littéralement « spectrométrie de masse » est un procédé physique d’analyse en phase gazeuse qui permet d’identifier des molécules en mesurantleur masse
MVC : Modèle Vue Contrôleur est un patron de conceptionlogicielle.
PAAS : «Plate-forme As A Service » littéralement « plate-forme en tant que service » désigne un environnement d’exécution mis à dispositon dansl’informatique dématérialisée.
PHP : « Hypertext Preprocessor » est unlangage de script pour générer des pages web dynamiques via un serveur web.
POC : « Proof Of Concept »littéralement « preuve de concept » estla réalisation d’une méthode ou d’uneidée pour démontrer sa faisabilité.
REST : « Representational State Transfer » est un style d’architecture destiné au web.
RIA : « Rich Internet Application » littéralement « application internet riche » est une application web accessible viale navigateur.
RDA : « Rich Desktop Application » littéralement « application de bureau riche » est une applicationlancée parle navigateur mais exécutée parle poste detravail.
SGBD : Système de Gestion de Bases de Données désignelelogicielchargé dustockageet du partage desinformations dans une base de données.
SQL : « Structured Query Language »littéralement «langage de requête structurée » est unlangage pour effectuer des opérations sur des bases de données relationnelles.
SAAS : « Software As A Service » littéralement «logiciel en tant que service » est un service qui fournit un accès à une application hébergée dansl’informatique dématérialisée.
SDMS : « Scientific Data Management System »littéralement « système de gestion de données scientifiques » est untype delogiciel quistockeet partageles donnéesscientifiquesissues du laboratoire d’analyses chimiques.
SNMP : « Simple Network Management Protocol» littéralement « protocole simple de gestion de réseau » est un protocole de communication pour gérer des équipementsinformatiques.
SOAP : « Simple Object Access Protocol »est un protocole deservice web basésurlelangage XML.
SSH : « Secure Shell » est un protocole de communication sécurisé.
URI : « Uniform ResourceIdentifier »littéralement «identifiant uniforme deressource »est une chaîne de caractère quiidentifie une ressource sur un réseau.
XML : « eXtensible Markup Language »littéralement «langage de balisageextensible »est un langageinformatique de balisage.
Présentation - Introduction
Chap
itre
1
Présentat
ion
1
.1
Introduct
ion
Le domaine del’analysechimiqueest unenvironnementcomplexe quiréclamel’utilisation de nombreuxlogicielsetinstrumentsanalytiques. De manièreà garantirsonactivité, unlaboratoire d’analyses chimiques a besoin de visibilité sur l’ensemble de ses processus métier afin d’identifier les problèmes techniques, d’automatiser et d’ordonner les tâches afin de maximiser sa production pour un meilleur rendement.
Les outilsinformatiquesfacilitent grandementles activités de nombreuses entreprises.Ilssont devenusincontournables etindispensables. Parmi ceux-ci, on peut distinguerles solutions de supervisions qui assument lasurveillance des processus métier et desressources matérielles et fournissent desrapports spécifiques et détaillés afin d’optimiserla gestion des processus. Ces logiciels augmentent ainsila disponibilité des ressources et garantissentles activités del’entreprise. Leur utilisation dansle domaine del’analyse chimique et plus particulièrement pourla supervision des instruments analytiques dans les laboratoires de contrôle qualité pharmaceutique et pétrochimique n’est pas encore pleinement exploitée. Ils ne sont pas adaptés enl’état aux différents acteurs du domaine métier.
Cestagesuggéré par monemployeur Persistent Systems Francea donc pourfinalité d’appliquer une solution de supervision adaptée au domaine de l’analyse chimique. Cette solution se doit plus particulièrement de proposer uneinterface accessible depuis unterminal mobile.
1
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Pers
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Systems
1
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H
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Le site de Fontaine en Isère, oùje suistechnicienne-développeuse depuis bientôt six ans, développe depuis de nombreuses années deslogiciels scientifiques.
LasociétéfrançaiseJMBS Développement a été créée en 1991. Elle était spécialisée dansle pilotage d’instruments d’analyses chimiques ainsi que dansl’acquisition etletraitement de données chromatographiques.
Présentation - Persistent Systems
Rachetée successivement parles fabricants américains d’instruments Varian fin 2001, puis Agilent Technologies en 2010, elle a été finalement vendue en 2011 à Persistent Systems, une Société de Service en Ingénierie Informatique (SSII)indienne en pleine expansion (cf. figure 1.1).
FIGURE1.1 :ACQUEREURS SUCCESSIFS DU SITE DEGRENOBLE
La principale force du site français est la composition mixte de ses équipes. Elles sont à la fois composées de développeurs informatiques, mais également de chimistes aux expériences professionnelles riches dansle domaine analytique. Cette mixité fait depuistoujours sa réputation. Persistent Systems a donc choisi de fonder un centre d’excellence en rachetant le site français de l’entreprise américaine Agilent Technologies.
1
.2
.2
Secteur
d’act
iv
ité
Persistent Systems, entreprise mondiale spécialisée dans le développement logiciel et l’innovation technologique, a été fondée en 1990 à Pune, Inde. La société compte à ce jour 7000 employés et plus de 300 clients surles continents européen, américain et asiatique (cf. figure 1.2).
Présentation - Persistent Systems Persistent Systems est depuis plus d’une vingtaine d’annéesle partenaire d’importants acteurs technologiques mondiaux connus (cf. figure 1.3).
FIGURE1.3 :QUELQUES PARTENAIRES TECHNOLOGIQUES DEPERSISTENTSYSTEMS
Persistent Systems appuie principalement son développement sur quatre axestechnologiques.
Informat
ique
dématér
ia
l
isée
ou «
C
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comput
ing »
Persistent Systems est un investisseur précurseur dans les technologies de l’informatique dématérialisée. Lasociétéa développésa premièreapplication utilisantcettetechniqueen 2007. Elle aacquis desconnaissancesreconnues danslestechnologiessous-jacentesàl’informatique dématérialisée. L’entreprise a ainsi établi des centres de compétence dédiés aux plates-formes d’informatique dématérialiséeles plusconnues: Amazon Web Services, Google Apps, Microsoft Azure et Salesforce [per13a].
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L’informatique décisionnelle permet d’exploiter un ensemble de données métier afin d’obtenir une aide àla décision concernantl’activitétraitée. Cetype d’applicationimpliquel’utilisation de données massives ou « big data » qui désignent desensembles de donnéestrop volumineux pour être administrés par des outils de gestion de bases de données classiques [per13b].
P
lates-formes
de
co
l
laborat
ion
Les plates-formes de collaboration sont des espaces detravail virtuel qui centralisenttousles outils liés à la conduite d’un projet. Elles sont de plus en plus employées dans les entreprises. Persistent Systems participe au développement de plusieurssolutions créées par des éditeurs delogiciels indépendants [per13c].
Présentation - Persistent Systems
Mob
i
l
ité
Persistent Systems détient également de solides connaissances en développement mobile. En effet, la société initialise et participe à de nombreux développements d’application mobile sur la plupart des plates-formesexistantes: Android de Google,iOS d’Apple, BlackBerry OS de BlackBerry, Windows Phone de Microsoft [per13d]…
Pô
le
sc
iences
de
la
v
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Le pôlesciences dela vie ou « Life Sciences » de Persistent Systemsregroupe 600ingénieurset experts métier dansle monde entier quiinterviennent surles marchés suivants:
Instrumentation en chimie analytique, Bio-informatique,
Appareils médicaux,
Bases de données pour essais cliniques, Dossiers médicauxinformatisés,
Gestion des parcours de soin.
Danslecadre desonexpansioneuropéenne, Persistent Systemsa doncfondé Persistent Systems France, uncentre d’excellence pourle pôle « Life Sciences », baséà Fontaineenrégion Rhône-Alpes pôle de recherche français reconnu au niveau européen, grâce àl’acquisition d’une équipe de 30 personnes, spécialisée dans le développement agile de logiciels scientifiques depuis de nombreuses années.
Le domaine de la chimie analytique est vaste et diversifié, l’équipe française travaille plus particulièrement dans le domaine de la chromatographie qui est une méthode d’analyse de séparation. C’est l’une des techniques d’analyse les plus usitées qui peut être employée aussi bien dansle monde pétrochimique que pharmaceutique. Galaxie « Chromatography Data System » (CDS) était lelogiciel phare du site de Fontaine. J’ai étéintégrée àl’équiperesponsable du développement de celogiciellors de mon embauche.
1
.2
.3
Beso
ins
Le site de Fontaine a toujours travaillé dans le domaine de la chromatographie. Lors du rachat de l’entreprise par Persistent Systems,les droitssurlelogiciel Galaxie CDS ontétéconservés par Agilent Technologies. Lesitefrançais ne peut donc plusl’exploiter directementet doits’orienter vers de nouveaux projets. Le développement d’un nouveaulogiciel de chromatographie ne présente pas beaucoup d’intérêt au regard de Persistent Systems car cela créerait une concurrence avec un de ses plus gros clients du pôle sciences dela vie, à savoir Agilent Technologies. De plus,le développement decetype delogicielestlong, donccoûteuxet de nombreusessolutionsexistent déjà surle marché.
Lelogiciel de chromatographie utilisé enlaboratoire est au cœur de processus métier complexes. De nombreux acteurs, ressources et applications interviennent pour préparer les échantillons qui doivent être analysés. Les résultats obtenus sont ensuite étudiés, validés parla hiérarchie et ensuite enregistrés pour une exploitation future. Les processus métier propres à chaque entreprise peuvent être modélisés par des outils de gestions de processus métier ou « Business Processus
Présentation - Objectifs du stage Management »(BPM). Cetype delogicielfavorisela visualisation globale del’ensemble de ces processus et permet d’automatiser, voire optimiserles différentes étapes de production.
Persistent Systems a donc choisi de développer une nouvelle ligne de produits intitulée GreenLAB articulée autour d’un outil BPM destiné spécifiquement au domaine de l’analyse chimique. L’objectif principal de cet ensemble d’applications est donc de simplifier, d’automatiser et d’optimiser la gestion d’un laboratoire. Parmi ces applications, on distingue une solution de supervision d’instruments analytiques.
1
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Object
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du
stage
L’objectif dustageest deconcevoiret d’implanterl’architecture d’unesolution desupervision d’instruments delaboratoire d’analyses chimiques. La mise en production del’application n’est pas lafinalité dustage. Celui-ci vise plutôtàfournir une preuve deconcept ou « proof ofconcept» (POC) qui démontrelafaisabilité dulogiciel. Cetteapplicationfait partieintégrante delasuite logicielle GreenLAB et se nomme LabMonitor. Montravail s’est déroulé entrois étapes:
J’ai élaboréla conception del’architecturelogicielle. Dans un premiertemps,j’ai réalisé un état de l’art de la supervision des systèmes d’information. J’ai ensuite effectué une comparaison d’un échantillon d’outils de supervision afin de dégager une architecture globale de cetype d’outils. Enfin,j’ai étudiéles différentes architectureslogicielles en couche pour concevoir celle qui sera employée parl’application LabMonitor,
J’ai définilestechnologies utilisées. Grâceàl’architecture déterminéeauparavantetaux spécifications du projet LabMonitor,j’ai puidentifierles différents besoins de chaque couche logicielle. Ainsi, j’ai comparé et sélectionné celles qui sont utilisées lors du développement,
J’aiimplanté et déployél’architecture choisie del’outil de supervision. Cettetâche a entraînélacréation deservices web,le développement d’uneinterface webainsi quela réalisation d’une application mobile. Ces nouvelles technologies m’étaient jusqu’alors inconnues.
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Ce premier chapitre a donc été consacré àla présentation del’entreprise Persistent Systems, de son orientation et de ses aspirations.
Le second chapitre décrit en détaille projet GreenLAB et plus particulièrementl’application LabMonitor. Les différents objectifsetcontraintesenvironnementales oulogiciellessont misen évidence.
Un troisième chapitre présente un état de l’art de la supervision. Il traite des différents desseins de la supervision ainsi que des diverses applications déjà existantes dans plusieurs secteurs d’activités autres quela chimie analytique.
Présentation - Plan du mémoire
Le quatrième chapitre exposeles choix de conception en fonction des contraintes précédentes quant à l’architecture logicielle de l’application. Il est constitué d’une étude préliminaire des différentes architectures ettechniques de déploiements possibles et dela proposition finale.
Pourcontinuer, uncinquièmechapitreargumenteles différentschoixtechniques quej’aiadoptés pourle développement del’application GreenLAB LabMonitor.
Le sixième chapitre retracelesimplantationslogicielles quej’ai effectuéestout aulong du stage. Il décrit la mise en place de la nouvelle architecture de l’application ainsi que la réalisation des deux interfaces disponibles sur poste detravail classique etterminal mobile.
Enfin, un dernier chapitre conclut ce mémoire en présentant une synthèsetechnique des réalisations puisévoquel’avenir du projet GreenLAB.J’aiensuite dressé un bilan personnelrelatifàcette expérience de stage.
La suitelogicielle GreenLAB - Contexte
Chap
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La
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GreenLAB
Dans ce chapitre, on aborde la suite logicielle GreenLAB et plus particulièrement le projet LabMonitor. Les spécifications de ce dernier que nous avons recensées y sont décrites ainsi queles différentes contraintesliées àl’environnement dela chimie analytique.
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Contexte
Les laboratoires d’analyses chimiques sont des environnements complexes. Ils nécessitent l’utilisation de nombreux instruments analytiques et logiciels métier différents. Parmi ces derniers on peut citer:
Système de gestion de l’information du laboratoire ou « Laboratory Information Management System » (LIMS). Il fournit la traçabilité des échantillons chimiques analysés enlaboratoire,
Logiciel de chromatographie ou « Chromatography Data System » (CDS). C’est l’application centrale dulaboratoire en charge d’acquérir, detraiter et d’interpréterles résultats générés parlesinstruments d’analyses,
Cahier de laboratoire électronique ou « Electronic Laboratory Notebook » (ELN). Cet outil est utilisé au quotidien pour favoriserle suivi d’expériences chimiques,
Système de gestion de donnéesscientifiques ou « Scientific Data Management System » (SDMS).Il permet de stockertoutesles données scientifiquesissues dulaboratoire et propose des fonctionnalités de recherche avancées.
Ces logiciels issus d’éditeurs différents sont utilisés quotidiennement par les nombreux acteurs du laboratoire.
Dansle but de développer une nouvelleligne de produits dansle monde deslaboratoires d'analyses chimiques et donc de s’ouvrir vers de nouveaux marchés, Persistent Systems a décidé d’appliquer l’utilisation d’un outil BPM au domaine de la chimie analytique. Cette approche consiste à modéliserinformatiquementles différentesétapes des processus métier dulaboratoire. Elle prend égalementencompteles différentesressources matérielles,applicatives ou humainesafin deles piloter. La suitelogicielle GreenLAB se propose donc de modéliserles processus métier du laboratoireenfournissant unesolution universelle de gestion delaboratoire. Ellecible plusieurs objectifs:
Visualisation globale des étapes des processus métier dulaboratoire ainsi queles différentes ressources associées,
Automatisation du laboratoire: une gestion automatisée du laboratoire permet de diminuer lesinterventions humaines et donc delimiterles erreurs qui enrésulteraient. On peut
La suitelogicielle GreenLAB - Présentation
mentionner parexemplela générationetl’archivageautomatique d’unrapportconcernant une analyse dans un SDMS,
Optimisation dulaboratoire:c’estlafinalité detouslesenvironnements de production. Cette optimisation améliore l’utilisation des ressources et donc réduit les coûts de production.
FIGURE2.1 :ROLE DU PROJETGREENLAB
GreenLAB propose donc un accès unique aux différents utilisateurs du laboratoire pour gérer leur travail quotidien (cf. figure 2.1).
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Présentat
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La suitelogicielle GreenLAB s’organise entrois parties distinctes:
Workflow: Cœur de la solution GreenLAB, il modélise les processus métier et automatise certaines étapes de ces derniers,
Search : de nosjours,lacapacité de production de données d’analyseschimiquescroît de façonexponentielle. Danscecontexte,cet outil doit dans un premiertemps permettreà l’utilisateur deretrouver des données dans un grand volume destockageet defaçontrès rapide, puis deuxièmement offrirla possibilité d’extraire dela connaissance, dela valeur de ces données produites,
LabMonitor: c’est l’application de supervision qui fournit l’état de santé en temps réel des instruments analytiques dulaboratoire.
La suitelogicielle GreenLAB - Présentation
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GreenLAB
Workf
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GreenLAB Workflow est une application qui vise à améliorerla productivité d’unlaboratoire. Elle automatiseentièrementl’analysechimique d’échantillon. Lorsqu’unéchantillonestreçu par un laboratoire,il est enregistré dansle LIMS. Ce dernier génère un ordre d’analyse et Workflow entre enjeu. Il se charge d’exécuterles analyses surles différentsinstruments dulaboratoire en fonction de la disponibilité de chacun. Dès qu’un instrument est disponible, l’analyse est réalisée. L’application Workflow gère également la collaboration entre les différents acteurs du laboratoire pour valider les rapports générés à la fin de l’analyse. A l’issu de ce processus de validation, il les stocke dansle SDMS. Ce projet est basé sur une solution BPM.
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GreenLAB
Search
GreenLAB Search est une application qui dans un premier temps indexe un nombre important de données scientifiques. Puis dans un second temps, elle autorise l’utilisateur à effectuer des recherches sur ces données via uneinterface complète etintuitive.
La particularité dece projetest de proposer unsystème derechercheidentiqueaux moteurs de recherches Internet (exemple: Google). Il suggère deux types de recherches: la recherche simple grâce à un unique champ de saisie et la recherche avancée avecla création de requêtes spécifiques. Laréponse graphique desrésultats permet àl’utilisateur de convergertrèsfacilement versles données cibles, d’extraire également del’information et d’agréger de grandes quantités de données pour produire dela connaissance.
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GreenLAB
LabMon
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GreenLAB LabMonitor est un programme qui informe l’utilisateur du laboratoire en temps réel de l’état defonctionnement desinstruments. Accessible depuis un poste detravailclassique ou un terminal mobile, cette application permet également aux responsables du laboratoire d’optimiser la productivité de son laboratoire. Elle affiche en effet sous forme graphique des données statistiques surl’utilisation desinstruments. Ils peuvent ainsiidentifier:
Lesinstrumentsles plus souvent en panne, Lesinstrumentsles moins utilisés,
Lesinstruments surlesquelsil y atrop d’attente.
Le recoupement de ces informations favorise les décisions nécessaires à l’optimisation du laboratoire.
Bien queles trois applications précitéessoient complémentaires dans la gestion dulaboratoire d’analyses, GreenLAB LabMonitor est étudié pour pouvoir fonctionnerindépendamment.
La suitelogicielle GreenLAB - Spécifications du projet LabMonitor
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Spéc
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du
projet
LabMon
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L’étape préliminaireindispensableavant de démarrerle développement d’uneapplicationest une étude précise des besoins des utilisateurs finaux du système ainsi que des contraintes de l’environnement ciblé. Dansle cas présent, ce dernier estlelaboratoire d’analyses chimiques.
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E
léments
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Instruments
ana
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Unlaboratoire est composé de plusieurstypes d’instruments d’analyses chimiques (voir figure 2.2). On peut nommer par exemple:
Les chromatographes en phase gazeuse (GC), Les chromatographes en phaseliquide (LC), Les spectromètres de masse (MS).
Chromatographe GC Spectromètre GC-MS Chromatographe LC
FIGURE2.2 :INSTRUMENTS SUPERVISES
Tous ces instruments sont issus de constructeurs différents: Agilent Technologies, Thermo Fisher Scientific, Waters, … Ils utilisent des protocoles de communication spécifiques qui n’autorisent pas plusieurs communications en parallèle. En effet lorsque le logiciel métier communique avec l’instrument,ilrendimpossiblelarécupération d’information comme son statut par une autre application. L’objectif principal de ce projet étant de superviserles différentsinstruments du laboratoire,il faut donctrouver une alternative.
Comme évoqués précédemment, ces instruments sont pilotés par des logiciels métier. La supervision pourra doncs’effectuereninteragissant directementavecceslogiciels qui possèdent
La suitelogicielle GreenLAB - Spécifications du projet LabMonitor des interfaces de programmation ou « Application Interface Programming » (API) comme le montrela figure 2.3.
FIGURE2.3 :SUPERVISION DES INSTRUMENTS ANALYTIQUES VIA LE LOGICIEL METIER
On peut citer entre autresleslogiciels d’analyses chimiques suivants: Logiciels de chromatographie:
- « OpenLAB CDS EZChrom Edition » par Agilent Technologies, - « Galaxie CDS » par Agilent Technologies,
- « Chromeleon » par Thermo Fisher Scientific, - « Empower » par Waters.
Logiciels de spectrométrie:
- « MassHunter Workstation » par Agilent Technologies, - « Xcalibur » par Thermo Fisher Scientific,
- « MassLynx » par Waters.
Chaquelogiciel nécessitera donc un développementspécifique pourautoriserlasupervision des instruments d’analyses chimiques.
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Les deux principauxtypes d’utilisateurs ciblés par ce projet sontles responsables etlestechniciens delaboratoire. Tous deuxtravaillent en collaboration.
La suitelogicielle GreenLAB - Spécifications du projet LabMonitor
Le responsable delaboratoire estle gestionnaire dulaboratoire. Il est chargé dela gestion des coûts, desinvestissements ainsi que des plannings d’analyse. Il doit égalementidentifierles améliorations possibles afin d’optimiserles performances dulaboratoire et de réduire ses frais de fonctionnement. Letechnicien delaboratoire est, quant àlui, en charge des différentstravaux planifiés parle responsable. Il doit analyserles échantillons, vérifier et contrôler chaque étape du processus d’analyse, validerles différentes analyses auprès desa hiérarchie etsurtout,il doit assurerla maintenance desinstruments.
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Interface
web
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interface
mob
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Comme les besoins des utilisateurs ciblés sont différents, il faut adapter les interfaces de l’application à chacun. En effet,le responsable dulaboratoire doit pouvoir visualiserles différentes statistiques calculées par l’application afin de pouvoir prendre des décisions. L’interface qui s’adaptele mieux danscecas estl’interface web. Elleestconsultable depuis un poste detravail classiqueconnectéauréseau. L’écran deceterminal possède unécranassezlarge pourafficher plusieurs graphiques et permettre une bonne visibilité del’ensemble desinformations.
Letechnicien delaboratoire qui a en outrela charge dela maintenance desinstruments doit pouvoir quant à lui être prévenu lorsqu’une panne se produit. Son travail journalier implique des déplacementsconstantsausein dulaboratoire.Il n’est donc pasconstammentfaceà unseulet même poste detravail. Uneinterface mobile est particulièrement adaptée à son rôle et plus fonctionnelle. Ellelui permet d’êtrealertéentempsréelet donc d’intervenir plusrapidement. Le gain detemps peut être considérable en optimisant ainsiletemps detravail.
La mobilité est un point important de ce projet. En effet, ce type de technologie présente un grand potentiel, mais n’est pas pleinement exploité dansle domaine del’analyse chimique.
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Contra
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Hétérogéné
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des
laborato
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De même queles utilisateurs,leslaboratoires sont hétérogènes. En effet,ils sonttous différentsles uns des autres, de parleurtaille dans un premiertemps, puis de parleur organisation. En effet, une entreprise peut posséder plusieurs laboratoires localisés dans différentes villes voire même différents pays. L’application LabMonitor a pour finalité d’être utilisée dans tous ces environnements. Il doit donc pouvoir être déployé et utilisélocalement comme dansle web.
Sécur
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système
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Dansla majorité desentreprises,lesystème d’informationestréglementé. Lescommunications entresuperviseuretsupervisés peuventêtre bloquées parles pare-feu,lesantivirus,lesserveurs mandataires,l’existence desous-réseau outoutsimplement parla politique desécurité miseen placeausein del’entreprise.Ilest donc nécessaire quele oules protocoles decommunication utilisésimpactentau minimumlesystème d’informationsupervisé. On peutciter parexemplela
La suitelogicielle GreenLAB - Spécifications du projet LabMonitor réglementation 21 CFR Part 11 émise par la « Food and Drug Administration » (FDA) qui impose des contraintes de sécurité auxlaboratoires pharmaceutiques [fda13].
Sécur
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des
données
Danslesecteur d’activité del’industriechimique,lasécuritéetlaconfidentialitésont derigueur. L’accès aux données doit être particulièrement sécurisé. En effet, même si chaque donnée collectée individuellement n’a pasréellement uncaractèreconfidentiel,l’ensemble deces donnéesetles statistiques qui en découlent (indicateurs dela performance dulaboratoire) possèdent, quant à elles, un caractèretout à fait confidentiel.
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Contra
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Au-delà desspécificationset desastreintesassociéesàl’environnement dulaboratoire dechimie analytique, des contraintes générales applicables au logiciel doivent être respectées pour assurer sa fonction. L’application LabMonitor doitêtrerésistanteaux pannes pour garantir une qualité de service aux utilisateurs. Elle doit être performante pour fournir destemps de réponse rapides et être extensible pour résister àla charge en cas d’utilisationintensive.
De même,lasolution desupervision doitrésister et s’adapterrapidementauxchangements de l’environnement. Pourrester compétitif,lelogiciel doit nécessiter peu de développement pour s’adapter aux nouvelles exigences dulaboratoire d’analyses, que ce soit un nouvelinstrument ou un nouveauterminal mobile.
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Le projet GreenLAB LabMonitorestspécifiquement destinéàl’univers delachimieanalytique. Cet environnement est particulier et implique donc de nombreuses contraintes comme l’hétérogénéité desélémentssuperviséset deses utilisateurs. De plus, desexigences de qualité logicielle s’appliquent également à ce projet. En effet, dansle but de satisfaireles besoins des futurs utilisateurs del’application LabMonitor, ce programme se doit d’être fiable, performant, sécurisé et évolutif.
Lafinalité du projet GreenLAB LabMonitorest de proposer un outil desupervision parfaitement adapté au domaine dela chimie analytique. De nombreuses solutions dansle domaine dela supervision informatique existent déjà sur le marché et offrent actuellement de nombreuses possibilités. Grâce àl’épreuve TEST réalisée en 2012,il a été démontré qu’un outil existant pouvait tout àfaits’adapter à cetype d’environnement en élaborant quelques modifications. Pourson fonctionnement,lasupervision desinstrumentsanalytiques viale CDS nécessitelacréation de greffons. Le développement de nouvellesinterfacesestégalementindispensableafin des’adapter aux exigences des utilisateurs dulaboratoire d’analyses chimiques.
La supervision - Présentation
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Cechapitre,scindéen quatre parties, dresse unétat del’art delasupervision. La première partie définit le terme supervision en le différenciant du terme surveillance qui lui est souvent associé et présenteses objectifs. La deuxièmes’intéresseaux différentstypes desupervisionexistants. La troisième compare ces différents outils de supervision afin de dégager une architecture globale qui sera énoncée dansla quatrième partie.
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Déf
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Dansle dictionnairefrançais,le motsupervisionsignifie:surveillanceet mesure d’uneactivité. Mais dansle monde del’informatique, on faitla distinction entrele mot surveillance (plus souvent appelé « monitoring ») etle mot supervision.
La surveillance recueille en permanence tous les signaux issus du système à contrôler, elle reconstituel’état réel du système et faittoutesles corrélationslocales nécessaires pour produireles données quiseront utilisées plustard parlasupervision. Elleest donclimitéeauxactivités de collecte, d’historisation d’informations et de corrélation sans agir réellement. On peut donc définir son rôle comme passif par rapport au système à superviser [laa13].
La supervision, contrairement à la surveillance, possède un rôle actif. Elle est capable de prendre des décisions vis-à-vis des données collectées par les différentes surveillances mises en place. En temps normal, son rôle se limite à ordonnancer et optimiser les différentes commandes de surveillance. Mais en cas d’erreur, c’est elle qui va prendretoutesles décisions nécessaires pour un retour àla normale dela situation [laa13].
Le tableau 3.1, ci-dessous, récapituleles différences entrela surveillance etla supervision.
Surveillance (« Monitoring ») Supervision
Local, proximité, courte portée Regroupement, global,longue portée Précision Concentration, concaténation, consolidation
Temps réel Temps différé
Orienté diagnostic Orienté présentation, pilotage
TABLEAU3.1 :SYNTHESE DE DIFFERENCES ENTRE SUPERVISION ET SURVEILLANCE
La supervision - Présentation
La supervision centralise donc la surveillance locale des systèmes. Elle est capable d’effectuer une surveillance ciblée à distance. Elle collecte des informations sur l’état d’un système, les analyse et les organise de manière à rendre visibles aux personnes compétentes l’infrastructure et les entités qui y sont reliées.
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Object
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Siles systèmes d’information sonttous différents parleur nature,leurtaille ouleur criticité,ils ont pourtant un point commun, celui d’être victime d’incidents à un moment ou à un autre. Ils peuvent être parfaitement configurés, mis à jour régulièrement et gérés par les meilleurs administrateurs, la loi de Murphy est immuable: « Si quelque chose peut mal tourner alors cette chose finira par mal tourner » [mur13]. La supervision est là pour détecter ces incidents, alerter les personnes concernées, leur permettre d’identifier le problème et de le réparer pour rendre à nouveau disponiblele système d’information. C’est ce que nous allons préciser ci-après.
Prév
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des
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lèmes
Certaines pannes sont précédées de signaux avant-coureurs. Repérer ces derniers est un atout majeur des outils de supervision. Cela peut permettre de réglerle problème avant même qu’il ne se produise. Être proactif face aux pannes, voire même automatiser certains comportements préventifs est une demande grandissante pourtouslessystèmes d’information. Les outils desupervision permettent ainsi de gagner untemps précieux afin de mieux pouvoir se concentrer sur des actions à véritable valeur ajoutée [Gab09].
A
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Unsystème d’information est auservice des utilisateurs. Lorsque ces derniersrencontrent des difficultés,ils ne manquent pas delesignalerauxadministrateurs. Mais quandcelasurvient, les utilisateurs sontsouventincapables deretranscrire précisémentl’anomalie et peuventfaire perdre dutemps aux administrateurslors dela résolution de celle-ci [Gab09].
La solution de supervision intervient justement pour éviter ce genre de situation. Elle prévient en tempsréell’administrateur d’unétatanormal dusystème d’information.Il disposealors d’une source d’informationcomplèteet pertinenteet peut doncs’atteler directementàlarésolution du problème. En effet, plusles erreurs sont détectéestôt, pluslesinterventions sont courtes. La crédibilité du serviceinformatique ou del’entreprise n’en est donc que meilleure [Gab09].
Ident
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Les entités d’un système d’information sont de plus en plus liées entre elles, une simple erreur sur l’une d’elles peut déclencher une multitude d’autres problèmes et paralyser tout un pan de l’architecture réseau de l’entreprise. C’est dans ce genre de situation que la rapidité de détection et de correction d’erreurs s’avèreindispensable [Gab09].
L’historisation des alertes détectées par la solution de supervision donne le moyen à l’administrateur defairelelien entreles différents évènements survenus et donc deremonter facilement àl’origine dela panne [Gab09].
La supervision - Présentation
Amé
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du
système
La disponibilité d’un système est l’enjeu le plus important de la supervision. Elle se calcule de la façonlibellée dansla figure 3.1.
Disponibilité = (MTBF/ (MTBF + MTTR)) X 100
FIGURE3.1 :FORMULE DE CALCUL DE LA DISPONIBILITE D’UN SYSTEME D’INFORMATION
Pour estimer cette disponibilité,il faut mesurerles deux éléments suivants:
Moyenne des Temps de Bon Fonctionnement (MTBF) qui estla durée moyenne d’exécution del’application avant une défaillance [msd13a],
Moyenne des Temps pourla Tâche de Réparation(MTTR) qui estla durée moyenne nécessaire au service de réparation et de restauration pour résoudre une défaillance [msd13a].
Le tableau 3.2 détailleles différentstaux de disponibilitéainsi queleurtemps d’indisponibilité respectif. Destaux de 99 % sont facilement atteignables dansla plupart des systèmes d’information, mais pour ensuite réduirel’indisponibilité, certains choixtechnologiques sont cruciaux [msd13a].
Disponibilité
en % Indparispon annéeibilité
90 % 36,5jours 95 % 18,25jours 99 % 3,65jours 99,9 % 8,76 heures 99,99 % 52,56 minutes 99,999 % 5,26 minutes 99,9999 % 31,5 secondes
TABLEAU3.2 :TAUX DE DISPONIBILITE
Source : [mon13]
Lasupervisionidentifieles différents niveaux decriticitéet met enavantce quiestessentielau rétablissement du bonfonctionnement du système d’information. Lors d’une panne,toutesles parties de soninfrastructure ne sont paslogées àla même enseigne. Les administrateurs se doivent
La supervision - Types de supervision existants
detraiteren prioritéles partiescritiques,carle maintienen production del’entrepriseestleur objectif principal [Gab09].
Mais la supervision ne se limite pas à de simples détections de pannes, elle favorise l’amélioration continue du système. Toutes les mesures collectées mettent en évidence des parties de l’infrastructure plus sensibles que d’autres qui devront être optimisées pour augmenter la disponibilité du système d’information. Il existe différents types de supervision pour permettre de surveillertoutesles entités del’infrastructure del’entreprise.
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Types
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ex
istants
Les entités à superviser dans un système d’information sont hétérogènes. Il peut s’agir aussi bien d’un équipement réseau, d’un terminal, d’un instrument industriel ou encore même d’une application. A chaquetype d’entité est associé untype de supervision dont voiciles particularités.
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Superv
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réseau
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matér
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L’équipementréseau estla base detoutsystème d’information. Les outils desupervisionsont capables de superviser un bon nombre de ces entités:
Les commutateurs réseau (couramment appelé « switch » en anglais), Les routeurs,
Les serveurs, Etc.
Tous ces matériels sont équipés parleur constructeurrespectif d’uneinterface autorisantleur supervision. Ils possèdent par défaut une base d’information pour la gestion du réseau ou « Management Information Base » (MIB) qui stocke des informations matérielles, des paramètres de configuration ou encore des statistiques de performance qui sont directement liés au comportement en cours del'équipement en question [tec13].
Ces informations peuvent être collectées au travers d’agents SNMP (« Simple Network Management Protocol », protocolesimple de gestion deréseauenfrançais) parla plate-forme de supervision [igm13a].
FIGURE3.2 :SUPERVISIONSNMP
La supervision - Types de supervision existants Commeillustré danslafigure 3.2,lesuperviseur peutcollecterlesinformations del’équipement réseau en l’interrogeant via une requête SNMP. Elle est alors interprétée par l’agent SNMP qui se charge d’envoyerles données nécessairesstockées dansla base d’information MIB[igm13a]. On peut collecterletype d’information suivant:
La bande passante, Lalatence,
Le nombre de pertes de paquets, Etc.
Ce sont desindicateurs de performance du réseau. Leurs variations peuventindiquer des problèmes ou des pannes exclusivement matérielles [igm13b]. Ce type de supervision permet donc de superviserlesinfrastructuresréseau dulaboratoire, mais n’autorise paslasupervision directe des instruments analytiques.
Néanmoins le réseau n’est pas le seul niveau de l’infrastructure du système d’information qui peut être supervisé, on peut égalementinterrogerles serveurs,les postes detravail utilisateurs ou encore lesinstrumentsindustriels.
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Superv
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système
Cette technique de supervision vise à surveiller principalement les terminaux ou les serveurs via le système d’exploitation qu’ils possèdent et plus particulièrementleurs ressources:
Les disques durs, Les processeurs, La mémoire vive, Etc.
L’accèsauxinformations des différentesressources deces matérielsinformatiquesest possible grâceaustandard CIM(« CommonInformation Model », modèle de données unifiéenfrançais) [dmt13]. Les données qui peuvent être collectées sontles suivantes:
L’espace disponible sur un disque dur, La charge du ou des processeurs, La mémoire vive utilisée,
L’état d’un ou plusieurs services, Etc.
Ce type de supervision signale bien sûr les pannes, mais identifie également les goulets d’étranglement d’une ou d’unensemble de machines. On peutainsicibler plusjudicieusement l’attribution deressources supplémentaires afin d’augmenter efficacementles performances du système d’information [igm13a].
Lasupervisionsystèmecollecteégalement des donnéessur des machinesindustrielles. Mais une interfacespécifiqueestalors nécessairesices dernièressontincompatiblesaveclestandard CIM pour communiquer avecles outils de supervision.
En dehors del’infrastructure et des systèmes,il existe un autretype d’élément à superviser,il s’agit des applications métier quitournent surles serveurs ou postes detravail.
La supervision - Types de supervision existants
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La surveillance des applications et des processus métier de l’activité de l’entreprise vérifie le bon fonctionnement d’une application lancée sur un terminal en rassemblant des informations concernant:
L’application en elle-même, Les donnéesissues del’application.
Grâce à cette surveillance, on peut récolter des donnéestelles que: La disponibilité de ou des applications,
La cohérence des données produites,
Les performances del’ensemble del’activité, Etc.
Son but est de superviserles processus métier afin d’identifierles problèmes qui pourraient ralentir l’activité del’entreprise [igm13a].
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Les différentstypes desupervision nesont pasforcémenttous utilisés dans uneseuleet même entreprise, mais ontle mérite d’être complémentaires comme on peutle voir dansletableau 3.3.
Supervision
réseau et matérielle Supervsystèmeision Supervapplicatisionive Cibles supervisées Matériel réseau travaServeursil e,t posinstrumentes dets
industriels Applications métier Mesures effectuées Vréseauitesse et qualité du éEtalément courants supervt desisés l’acEtat courantivité mét detier Problèmes détectés Problèmes de réseau Goud’étrangletslement l’acProbtlèmesivité méliéstier à
TABLEAU3.3 :RECAPITULATIF DES DIFFERENTS TYPES DE SUPERVISION
Source : [igm13a] [igm13b]
Cestroistechniques, si elles sont mises en place dansla solution de supervision utilisée, assurent la surveillancetotale del’architecture d’un système d’information qu’il appartienne à une société dont l’activité est purement orientéeinformatique ou orienté analyses chimiques [Maz12].
L’objectif principal del’application LabMonitor est de superviserlesinstruments analytiques. Comme mentionnée précédemment (cf. 2.3.1 ), une communication ne peut être directement établie avecl’instrument.Ilest donc nécessaire d’interagirà un niveausupérieur : lelogiciel métier. Le
La supervision - Comparaison des outils de supervision existants type de supervision applicative est donc utilisé pourla supervision desinstruments analytiques avec l’application LabMonitor.
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Compara
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superv
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Le nombre delogiciels de supervision surle marché esttrèsimportant, ce qui est au premier abord un peu déconcertantlorsquel’oncherche un outil desupervision. Maiscette grande diversitéa pourtant son avantage. En effet, chacun de ces outils possède ses particularités qui aident à choisir une solution qui correspond pleinement aux besoins de chaque entreprise. Avant toute décision, il est nécessaire d’identifierles critères qui vont nous permettre de fairela sélection.
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Cr
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Unregroupement de bonnes pratiques, nomméITIL(«Information TechnologyInfrastructure Library », bibliothèque pour l’infrastructure des technologies de l’information en français) spécifie les grandeslignesafin dechoisirson outil desupervision.Ilfauten premierlieurecenserles exigences concernantl’outil quel’on veut utiliser, puisleur accorder une priorité [KBS09].
Un outil de supervision est défini par sa capacité à collecter ettraiter des données sans perturber ou modifierle comportement du système d’information observé. Le choix de celogiciel dépend essentiellement del’environnement quel’on veut superviser. Voici uneliste des principaux critères requis qui vont nous permettre de choisirl’outil adapté au domaine del’analyse chimique:
Letype desupervision géré: pourrépondre àla contrainte d’hétérogénéité dusystème d’information,l’outil doitêtrecapable desuperviserlesentitésréseau,lesterminaux,les données de production et enfinles applications. Les protocoles utilisés pourl’échange d’information entre superviseur et supervisés sont standards comme SNMP ou CIM et sont facilement applicables dans des environnements sécurisés,
Le développement de greffon(couramment appelé « plug-in ») possible: dufait dela présence d’instruments d’analyses chimiques dansleslaboratoires queleslogiciels de supervision sont nativement incapables de surveiller, il est nécessaire de pouvoir personnaliserl’outil grâceà de nouveaux modules decollecte de données. Ceux-ci sont capables de contrôlerlesinstruments d’analyses del’entreprise,
Cescritères nous ont permis deconstruire untableau decomparaison des outils desupervision existants.
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Lors del’épreuve TEST, nousavionssélectionné un panel desolutions desupervisionissues de différents horizons. Désormais, nous avons affiné notre recherche pour nous concentrer sur quatre outils potentiellement utilisables entant que moteur de supervision pourl’application LabMonitor:
La supervision - Comparaison des outils de supervision existants
Nagios: le plus populaire et le plus utilisé dans le monde, sa richesse vient de son importante communauté de développeurs qui lui ajoutent sans cesse de nouvelles fonctionnalités via des modules d’extension,
Zenoss: un outiltrès complet qui possède également une communauté motivée, Zabbix: unlogiciel de supervision open source similaire à Nagios,
OpenNMS : une solution de supervision complète sous licence open source. Elle est développée en Java. Elle peut être redistribuée gratuitement.
Bien que le type de supervision adapté soit orienté applicatif à cause des contraintes de communication avec les instruments analytiques, il est préférable de se diriger vers des outils qui proposentle plus de fonctionnalités. L’application LabMonitor se doit d’être évolutive. En effet,la solution LabMonitor peutéventuellementévoluer vers unesupervision globale del’infrastructure informatique dulaboratoire.Le tableau 3.4 surla page suivante décritles quatre outils sélectionnés.
La supervision - Comparaison des outils de supervision existants
TABLEAU3.4 :TABLEAU COMPARATIF DES OUTILS DE SUPERVISION EXISTANTS
La supervision - Architecture globale dégagée
3
.4
Arch
itecture
g
loba
le
dégagée
Au cours de l’épreuve TEST, nous avons été amenés à étudier un échantillon delogiciels de supervision déjà présents surle marché. Nous avons ainsi dégagé une architecture globale présentée par lafigure 3.3.
FIGURE3.3 :ARCHITECTURE GLOBALE DES OUTILS DE SUPERVISION
Source : [Maz12]
En général, l’architecture des outils de supervision se décompose en plusieurs couches logicielles qui vont permettre la collecte, l’exploitation puis l’affichage des données du système d’information:
Les greffons: ce sont des modules spécialisés dansla collecte de données. Ils envoient ensuiteles mesures relevées au moteur d’exécution,
Le moteur d’exécution: c’estlui qui ordonnancetoutesles requêtes de collecte de données ainsi quele stockage desinformations,
La configuration: elle permet d’appliquer des paramètres spécifiques àtousles autres niveaux del’architecture del’outil de supervision,
L’historisation: c’estle système de stockage del’outil de supervision qui stocke et organise les données collectées en fonction dutemps,
La supervision - Architecture globale dégagée L’analyse etla corrélation: elles permettent d’interpréterles données collectées parles
greffons afin de déclencher et d’afficher des alertes aux administrateurs concernés,
L’affichage:l’utilisateur peutla consulter pour vérifierl’état courant oules performances de son système d’information.
L’architecture globale ainsi dégagée nous permet de concevoir celle qui seraimplantée pour l’application LabMonitor.
Le chapitre suivant traite en détail différents types d’architectures logicielles en couches existantes et dévoile celle choisie pour le projet. Les notions de déploiement matériel sont également abordées.
