Cloud computing

Brève

Comparaisons

Le cloud computing est souvent confondu avec d'autres idées :

• calcul en grille : forme de calcul distribué dans laquelle un "super-ordinateur virtuel" est composé d'une grappe d'ordinateurs en réseau, faiblement couplés, travaillant ensemble pour exécuter de très grandes tâches
• l'informatique de service public : l'ensemble des ressources informatiques, telles que le calcul et le stockage, est fourni en tant que service mesuré qui doit être payé de la même manière qu'un service public traditionnel tel que l'électricité
• informatique autonome : systèmes informatiques capables de s'autogérer.

Le cloud computing utilise souvent le grid computing, a des caractéristiques autonomes et est facturé comme les services publics, mais le cloud computing peut être considéré comme la prochaine étape naturelle du modèle de grid utility. Certaines architectures en nuage qui ont du succès n'ont pas ou peu d'infrastructure centralisée ou de systèmes de facturation, y compris les réseaux peer-to-peer comme BitTorrent et Skype.

Architecture

La majorité des infrastructures de cloud computing consistent actuellement en des services fiables fournis par des centres de données qui sont construits sur des technologies de virtualisation des ordinateurs et du stockage. Les services sont accessibles partout dans le monde, le cloud apparaissant comme un point d'accès unique pour tous les besoins informatiques des consommateurs. Les offres commerciales doivent répondre aux exigences de qualité de service des clients et proposent généralement des accords de niveau de service. Les normes ouvertes et les logiciels libres sont également essentiels à la croissance de l'informatique en nuage.

Caractéristiques

Comme les clients ne possèdent généralement pas l'infrastructure ou n'en connaissent pas tous les détails, ils y accèdent ou la louent principalement, de sorte qu'ils peuvent consommer les ressources en tant que service, et peuvent payer pour ce dont ils n'ont pas besoin, au lieu de ce qu'ils ont réellement besoin d'utiliser. De nombreux fournisseurs de cloud computing utilisent le modèle de l'informatique de service, qui est analogue à la façon dont les services publics traditionnels comme l'électricité sont consommés, tandis que d'autres sont facturés sur la base d'un abonnement. En partageant la puissance informatique consommable et "immatérielle" entre plusieurs "locataires", les taux d'utilisation peuvent être améliorés (car les serveurs ne sont pas laissés inactifs), ce qui peut réduire les coûts de manière significative tout en augmentant la vitesse de développement des applications.

Un effet secondaire de cette approche est que "la capacité des ordinateurs augmente considérablement" car les clients n'ont pas à prévoir les charges de pointe. L'adoption de cette approche a été rendue possible par "l'augmentation de la bande passante à haut débit", qui permet de recevoir les mêmes temps de réponse de l'infrastructure centralisée sur d'autres sites.

Fournisseurs

L'informatique dématérialisée (cloud computing) est le fait de fournisseurs tels que Google, Amazon.com et Yahoo ! ainsi que de fournisseurs traditionnels comme IBM, Intel, Microsoft et SAP. Il peut être adopté par toutes sortes d'utilisateurs, qu'il s'agisse de particuliers ou de grandes entreprises. La plupart des internautes utilisent actuellement des services en nuage, même s'ils ne s'en rendent pas compte. Le webmail par exemple est un service en nuage, tout comme Facebook et Wikipedia et la synchronisation des listes de contacts et les sauvegardes de données en ligne.

Histoire

Le nuage est une métaphore de l'Internet, ou plus généralement des composants et des services qui sont gérés par d'autres.

Le concept sous-jacent remonte à 1960, lorsque John McCarthy a exprimé son opinion selon laquelle "le calcul pourrait un jour être organisé comme un service public" et le terme "Cloud" était déjà utilisé commercialement au début des années 1990 pour désigner les grands réseaux de distributeurs automatiques de billets. Au tournant du 21e siècle, les solutions de cloud computing avaient commencé à apparaître sur le marché, même si l'accent était mis à cette époque sur le logiciel en tant que service.

Amazon.com a joué un rôle clé dans le développement de l'informatique en nuage en mettant à niveau ses centres de données après la bulle Internet et en fournissant un accès à ses systèmes par le biais d'Amazon Web Services en 2002 sur la base d'une informatique utilitaire. Ils ont constaté que la nouvelle architecture de l'informatique en nuage a permis d'améliorer considérablement l'efficacité interne.

En 2007, on a observé une activité accrue, notamment de la part de Google, d'IBM et d'un certain nombre d'universités qui ont lancé un projet de recherche à grande échelle sur le cloud computing, à peu près au moment où le terme a commencé à gagner en popularité dans la presse grand public. C'était un sujet brûlant à la mi-2008 et de nombreux événements sur le cloud computing avaient été programmés.

En août 2008, Gartner a observé que "les organisations passent des biens matériels et logiciels appartenant aux entreprises à des modèles basés sur des services à l'utilisation" et que "le passage prévu au cloud computing entraînera une croissance spectaculaire des produits informatiques dans certains domaines et des réductions importantes dans d'autres".

Questions politiques

Les nuages traversent les frontières de nombreux pays et "peuvent être la forme ultime de la mondialisation". En tant que tel, il fait l'objet de questions géopolitiques complexes, dans le cadre desquelles les prestataires doivent satisfaire à de nombreuses restrictions juridiques pour pouvoir fournir des services sur un marché mondial. Cela remonte aux premiers jours de l'Internet, où les penseurs libertaires estimaient que "le cyberespace était un lieu distinct nécessitant des lois et des institutions juridiques propres" ; l'auteur Neal Stephenson l'a envisagé comme un havre de données sur une île minuscule dans son roman de science-fiction classique Cryptonomicon.

Bien que des efforts aient été faits pour s'adapter à l'environnement juridique (comme la sphère de sécurité États-Unis-UE), des fournisseurs comme Amazon Web Services traitent généralement avec les marchés internationaux (généralement les États-Unis et l'Union européenne) en déployant une infrastructure locale et en permettant aux clients de choisir leur pays. Toutefois, des inquiétudes subsistent quant à la sécurité et à la protection de la vie privée des individus à différents niveaux gouvernementaux (par exemple le USA PATRIOT Act et l'utilisation de lettres de sécurité nationale et le titre II de l'Electronic Communications Privacy Act, le Stored Communications Act).

Questions juridiques

En mars 2007, Dell a déposé une demande de marque pour le terme "cloud computing" aux États-Unis. Elle a reçu un "Notice of Allowance" en juillet 2008, qui a ensuite été annulé le 6 août, entraînant un rejet formel de la demande de marque en moins d'une semaine.

En novembre 2007, la Free Software Foundation a publié la licence publique générale Affero (en abrégé Affero GPL et AGPL), une version de la GPLv3 destinée à combler une faille juridique perçue comme étant associée aux logiciels libres conçus pour être exécutés sur un réseau, en particulier les logiciels en tant que service. Selon la licence AGPL, les fournisseurs de services de demande de licence sont tenus de publier toute modification qu'ils apportent à un code source libre AGPL.

Architecture

L'architecture en nuage est l'architecture des systèmes logiciels impliqués dans la fourniture de l'informatique en nuage (par exemple, le matériel, les logiciels) telle que conçue par un architecte en nuage qui travaille généralement pour un intégrateur en nuage. Elle implique généralement plusieurs composants du nuage qui communiquent entre eux via des interfaces de programmation d'applications (généralement des services web).

Cela ressemble beaucoup à la philosophie d'Unix qui consiste à avoir plusieurs programmes qui font bien une chose et qui travaillent ensemble sur des interfaces universelles. La complexité est contrôlée et les systèmes qui en résultent sont plus faciles à gérer que leurs homologues monolithiques.

L'architecture en nuage s'étend au client où les navigateurs web et/ou les applications logicielles sont utilisés pour accéder aux applications en nuage.

L'architecture de stockage dans le nuage est vaguement couplée où les opérations de métadonnées sont centralisées, ce qui permet aux nœuds de données de se multiplier par centaines, chacun d'eux fournissant indépendamment des données aux applications ou aux utilisateurs.

Caractéristiques principales

• Les dépenses d'investissement sont réduites au minimum, ce qui constitue une faible barrière à l'entrée puisque l'infrastructure appartient au fournisseur et n'a pas besoin d'être achetée pour des tâches informatiques intensives ponctuelles ou peu fréquentes. Les services sont généralement disponibles ou spécifiquement destinés aux consommateurs et aux petites entreprises.
• Indépendance des appareils et des lieux qui permet aux utilisateurs d'accéder aux systèmes indépendamment du lieu ou du dispositif qu'ils utilisent (par exemple, PC, mobile, ... etc.).
• Multitenancy permettant le partage des ressources (et des coûts) entre un grand nombre d'utilisateurs, ce qui permet
• La centralisation des infrastructures dans les zones à moindre coût (par exemple, l'immobilier, l'électricité)
• Augmentation de la capacité de charge de pointe (les utilisateurs n'ont pas besoin de concevoir des niveaux de charge plus élevés)
• Utilisation et amélioration de l'efficacité de systèmes qui ne sont souvent utilisés qu'à 10-20 %.
• Les performances sont surveillées et constantes, mais peuvent être affectées par une bande passante insuffisante ou une charge de réseau élevée.
• Fiabilité grâce à la redondance de plusieurs sites, ce qui la rend adaptée à la continuité des activités et à la reprise après sinistre, mais les responsables informatiques et commerciaux ne peuvent pas faire grand-chose en cas de panne. Les données historiques sur les pannes de cloud computing sont suivies dans la base de données des incidents liés au cloud computing.
• Une évolutivité qui permet de répondre rapidement aux demandes changeantes des utilisateurs, sans avoir à prévoir des charges de pointe. L'extensibilité massive et les grandes bases d'utilisateurs sont courantes mais ne constituent pas une exigence absolue.
• La sécurité qui s'améliore généralement grâce à la centralisation des données, à l'augmentation des ressources axées sur la sécurité, etc. mais qui suscite des inquiétudes quant à la perte de contrôle de certaines données sensibles. Les accès sont généralement enregistrés, mais il peut être difficile, voire impossible, d'accéder aux journaux d'audit eux-mêmes.
• Durabilité grâce à une meilleure utilisation des ressources, à des systèmes plus efficaces et à la neutralité carbone.

Composants

Candidature

Une application en nuage influence le modèle d'architecture logicielle en nuage, éliminant souvent la nécessité d'installer et d'exécuter l'application sur le propre ordinateur du client, ce qui réduit la maintenance des logiciels, les opérations courantes et l'assistance. Par exemple :

• Calculs entre pairs et bénévoles (Bittorrent, SETI@home, Skype)
• Application web (Facebook)
• Logiciel en tant que service (Google Apps, Salesforce)
• Logiciels et services (Microsoft Online Services)

Client

Un client en nuage est un matériel informatique et/ou un logiciel qui dépend de The Cloud pour la fourniture d'applications, ou qui est spécifiquement conçu pour la fourniture de services en nuage, et qui est dans les deux cas essentiellement inutile sans un nuage. Par exemple :

• Mobile (Android, iPhone, Windows Mobile)
• Client léger (CherryPal, systèmes basés sur Zonbu gOS)
• Client lourd/navigateur web (Google Chrome, Mozilla Firefox)

Infrastructure

L'infrastructure en nuage (par exemple l'infrastructure en tant que service) est la fourniture d'une infrastructure informatique (généralement un environnement de virtualisation de plate-forme) en tant que service. Par exemple :

• Virtualisation complète (GoGrid, Skytap)
• Calcul en grille (Sun Grid)
• Gestion (échelle de droite)
• Paravirtualisation (Amazon Elastic Compute Cloud)

Plate-forme

Une plate-forme en nuage (par exemple, Platform as a service) (la fourniture d'une plate-forme informatique et/ou d'une pile de solutions sous forme de service) facilite le déploiement d'applications sans le coût et la complexité de l'achat et de la gestion des couches matérielles et logicielles sous-jacentes. Par exemple :

• Cadres d'applications web
• Python Django (Google App Engine)
• Ruby on Rails (Heroku)
• Hébergement web (Mosso)
• Propriétaire (Azure, Force.com)

Service

Un service dans les nuages (par exemple, un service web) est un "système logiciel conçu pour prendre en charge l'interaction interopérable de machine à machine sur un réseau" auquel peuvent accéder d'autres composants de l'informatique dans les nuages, des logiciels (par exemple, des logiciels plus des services) ou des utilisateurs finaux directement. Par exemple :

• Identité (OAuth, OpenID)
• Intégration (Amazon Simple Queue Service)
• Cartographie (Google Maps, Yahoo ! Maps)
• Paiements (Amazon Flexible Payments Service, Google Checkout, PayPal)
• Recherche (Alexa, Google Custom Search, Yahoo ! BOSS)
• Autres (Turc mécanique d'Amazonie)

Stockage

Le stockage dans le nuage est la fourniture de stockage de données en tant que service (y compris les services de type base de données), souvent facturé sur la base d'un calcul utilitaire (par exemple par gigaoctet par mois). Par exemple :

• Base de données (Amazon SimpleDB, le magasin de données BigTable de Google App Engine)
• Stockage en réseau (composant iDisk de MobileMe, Nirvanix CloudNAS)
• Synchronisation (composant Live Mesh Live Desktop, fonctions de push MobileMe)
• Service web (Amazon Simple Storage Service, Nirvanix SDN)

Les fournisseurs de stockage traditionnels ont récemment commencé à proposer leur propre type de stockage dans le nuage, parfois en association avec leurs produits logiciels existants (par exemple, le stockage en ligne de Symantec pour Backup Exec). D'autres se concentrent sur la fourniture d'un nouveau type de stockage back-end conçu de manière optimale pour le stockage dans le nuage (Atmos d'EMC), connu sous le nom de "Cloud Optimized Storage".

Rôles

Fournisseur

Un fournisseur d'informatique en nuage ou un fournisseur de services d'informatique en nuage possède et exploite des systèmes d'informatique en nuage au service de quelqu'un d'autre. En général, il faut pour cela construire et gérer de nouveaux centres de données. Certaines organisations profitent des avantages du cloud computing en devenant des fournisseurs de cloud computing "internes" et en assurant elles-mêmes leur service, bien qu'elles ne bénéficient pas des mêmes économies d'échelle et qu'elles doivent toujours prévoir des charges de pointe. La barrière à l'entrée est également beaucoup plus élevée, car des dépenses d'investissement sont nécessaires et la facturation et la gestion entraînent des frais généraux. Toutefois, même les petites entreprises peuvent obtenir des avantages considérables en termes d'efficacité opérationnelle et de rapidité, et la consolidation des serveurs et le déploiement de la virtualisation sont déjà en cours. Amazon.com a été le premier fournisseur de ce type, modernisant ses centres de données qui, comme la plupart des réseaux informatiques, n'utilisaient pas plus de 10 % de leur capacité à un moment donné, juste pour laisser la place à des pics occasionnels. Cela a permis à de petits groupes en mouvement rapide d'ajouter de nouvelles fonctionnalités plus rapidement et plus facilement, et ils ont ensuite ouvert le site à des tiers sous le nom d'Amazon Web Services en 2002, sur la base d'un système informatique utilitaire.

Les entreprises énumérées dans la section "Composants" sont des fournisseurs.

Utilisateur

Un utilisateur est un consommateur de cloud computing. La protection de la vie privée des utilisateurs dans le cadre de l'informatique dématérialisée est devenue une préoccupation croissante. Les droits des utilisateurs sont également une question qui est traitée dans le cadre d'un effort communautaire visant à créer une déclaration des droits (actuellement en cours de rédaction).

Vendeur

Un vendeur vend des produits et des services qui facilitent la fourniture, l'adoption et l'utilisation de l'informatique en nuage. Par exemple :

• Matériel informatique (Dell, HP, IBM, Sun Microsystems)
• Stockage (3PAR, EMC, MogileFS)
• Infrastructure (systèmes de solitude, technologies de la couche 7, réseaux F5)
• Logiciels informatiques (3tera, GigaSpaces, Hadoop)
• Systèmes d'exploitation (Windows Azure, Linux et Solaris)
• Virtualisation des plates-formes (Citrix, Microsoft, VMware, Sun xVM)

Normes

Une norme de nuage est l'une des nombreuses normes ouvertes (généralement légères) existantes qui ont facilité la croissance de l'informatique dans les nuages, notamment :

• Candidature
• Communications (HTTP, XMPP)
• Sécurité (OAuth, OpenID, SSL/TLS)
• Syndication (Atome)
• Client
• Navigateurs (AJAX)
• Hors ligne (HTML 5)
• Infrastructure
• Virtualisation (OVF)
• Plate-forme
• Piles de solutions (LAMP, Architecture basée sur l'espace)
• Service
• Données (XML, JSON)
• Services Web (REST)
• Stockage