Virtualisation & Cloud Computing
Guide du coursCe cours s'adresse aux étudiants de la 3ème année licence technologies de
l’informatique, parcours développement des systèmes d’information (DSI) et réseaux et
services informatiques (RSI). Il sera enseigné en tant que élément constitutif de l’unité
d’enseignement optionnelle. Il sera assuré pendant 15 semaines à raison d’une heure et
demie de cours et travaux dirigés par semaine.
I. OBJECTIFS DU COURS
Comprendre les principes de la virtualisation ;
Manipuler les concepts de la virtualisation à travers des outils pratiques ;
Découvrir la notion du cloud computing et ses applications ;
II. PRE-REQUIS
UE : Systèmes et Réseaux ;
UE : Réseaux 1 ;
UE : Services 1 ;
UE : Système d’information 1 & 2
III. REMARQUE
Beaucoup d’illustrations sont issues de l’internet, et une partie de la rédaction de
certains paragraphes est également issue de la même origine. Ces documents sources sont
donc du domaine public. L’étudiant peut donc trouver d’autres illustrations adaptées à ce
support de cours. Néanmoins, on peut recommander aux étudiants quelques références
bibliographiques dans lesquels ils peuvent trouver plus de détails et d’explications.
IV. BIBLIOGRAPHIE CONSEILLÉE
1. « Virtualisation des systèmes d'information avec VMware Architecture », Philippe
GILLET, Edition ENI,2010
2. « Virtualisation avec VMware vSphere 4 », Eric MAILLÉ, Edition ENI, 2011
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
3. « Cloud Computing, Sécurité, stratégie d'entreprise et panorama du marché »,
Guillaume Plouin, Edition DUNOD, 2013
4. « Cloud Computing, Maîtrisez la plateforme AWS, Amazon Web Services », Mathieu
Zarrouk, Edition ENI, 2012
5. « Applications de cloud computing », Christopher Moyer, Edition Pearson, 2011
V. SOMMAIRE DU COURS
Leçon 1 - Principes de la virtualisation
I. Introduction
II. Définition
III. Les domaines de la virtualisation
1. La virtualisation d’applications
2. La virtualisation de réseaux
3. La virtualisation de stockage
4. La virtualisation de serveurs
IV. Avantages & inconvénients de la virtualisation
V. Les différents types de virtualisation
1. la virtualisation complète ;
2. la paravirtualisation ;
3. la virtualisation assistée par le matériel ;
4. le cloisonnement.
Leçon 2 - Virtualisation : Etude de cas
Leçon 3 – Cloud Computing
I. Introduction
II. Définition du « Cloud Computing » ou informatique en nuage
III. Historique du Cloud Computing
IV. Les différents services de Cloud Computing
V. Les différentes typologies de Cloud Computing
Leçon 4 - Cloud Computing : Etude de cas
Références bibliographiques
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
LEÇON 1 - PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION
Objectif général Comprendre les principes de la virtualisation.
Objectifs
spécifiques
Savoir définir le concept de la virtualisation.
Prendre connaissance des domaines de la virtualisation.
Déterminer les avantages et les inconvénients de la virtualisation.
Comprendre les différents types de la virtualisation.
Volume horaire Cours : 6h
Mots clés virtualisation, domaines, application, stockage, serveur, réseaux,
types,…
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
I. Introduction
Lorsqu’on parle d’informatique, on cite généralement deux concepts : Le concept du
matériel et le concept du logiciel. Le premier fournit les équipements physiques, le second
fournit les données et les applications.
L’objectif de la virtualisation est de se libérer au maximum de la couche matérielle de
l'informatique, le matériel étant cycliquement obsolète et tombant régulièrement en panne.
La virtualisation permet de changer exactement l’approche de l’informatique en
repoussant les limites du matériel. Il s’agit d’une technologie à la portée de tous, du
particulier qui souhaite exécuter en toute sécurité une distribution Linux sur sa plate- forme
Windows, aux grandes entreprises qui souhaitent restreindre leur infrastructure
informatique.
Dans ce chapitre, nous commencerons par définir le concept de virtualisation. Puis
nous présenterons brièvement les différents domaines de la virtualisation, pour nous
décortiquerons les avantages et les inconvénients de la virtualisation. Nous terminerons ce
chapitre par aborder les différents types de la virtualisation.
II. Définition
Selon le site Wikipédia, La virtualisation consiste à faire fonctionner un ou plusieurs
systèmes d'exploitation ou applications comme un simple logiciel, sur un ou plusieurs
ordinateurs ou serveurs et système d'exploitation, au lieu de ne pouvoir en installer qu'un
seul par machine. Ces ordinateurs virtuels sont appelés serveur privé virtuel (Virtual Private
Server ou VPS) ou encore environnement virtuel (Virtual Environment ou VE)1.
La virtualisation permet d’ajouter une couche d'abstraction qui sépare le système
d'exploitation du matériel afin de délivrer une meilleure utilisation et flexibilité des
ressources de traitement.
1 Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Virtualisation
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
La virtualisation repose sur trois éléments importants :
L’abstraction des ressources informatiques ;
La répartition des ressources par l’intermédiaire de différents outils, de manière à ce
que celles-ci puissent être utilisées par plusieurs environnements virtuels ;
La création d’environnements virtuels.
Historique de la virtualisation :
Apparaît dans les 1960's avec VM/CMS ;
Répandu sur les mainframes avec des technologies propriétaires ;
1990's explosion de l'émulation sur x86 - VMWare popularise la machine virtuelle ;
2000's développement des solutions logicielles de virtualisation, aidées par les
évolutions matérielles (Intel/AMD).
III. Les domaines de la virtualisation
1. La virtualisation d’applications
La virtualisation d’application est une technologie logicielle qui va permettre
d’améliorer la portabilité et la compatibilité des applications en les isolant du système
d’exploitation sur le quel elles sont exécutées. Elle consiste à encapsuler l’application et son
contexte d’exécution système dans un environnement cloisonné.
La virtualisation d’application va nécessiter l’ajout d’une couche logicielle
supplémentaire entre un programme donné et le système d’exploitation ; son but est
d’intercepter toutes les opérations d’accès ou de modification de fichiers ou de la base de
registre afin de les rediriger de manière totalement transparente vers une localisation
virtuelle.
Application Application Application Application
Couche virtuelle
Système d’exploitation
Matériel
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Virtualisation & Cloud Computing
Figure 1 : Virtualisation d’applications
En analysant la figure ci-avant, on peut dire que la couche virtuelle va ajouter des
avantages au système virtualisé en permettant d’exécuter des applications conçues pour
d’autres systèmes.
Exemple :
Wine est un logiciel qui permet d'exécuter certains programmes Windows sous
Ubuntu. http://www.winehq.org/
On peut aussi citer l’avantage gagné au niveau de la protection du système
d’exploitation hôte en s’assurant que l’application virtualisée ne viendra pas interagir avec
les fichiers de configuration du système.
2. La virtualisation de réseaux
De manière générale, la virtualisation des réseaux consiste à partager une même
infrastructure physique (débit des liens, ressources CPU des routeurs,...) au profit de
plusieurs réseaux virtuels isolés. Un VLAN (Virtual Local Area Network) est un réseau local
regroupant un ensemble de machines de façon logique et non physique. Puisqu’un VLAN est
une entité logique, sa création et sa configuration sont réalisées de manière logicielle et non
matérielle.
On distingue plusieurs types de réseaux virtuels :
Les réseaux virtuels de niveau 1, appelés réseaux virtuels par port (port-based VLAN):
ils définissent un réseau virtuel en fonction des ports de raccordement sur le
commutateur (switch). Ainsi, chaque port du commutateur est associé à un réseau
virtuel, indépendamment de la machine qui y est physiquement raccordée. Le
principal inconvénient d’un VLAN de niveau 1 est sa rigidité : si une station se
raccorde physiquement au réseau par l’intermédiaire d’un autre port du
commutateur, alors il est nécessaire de reconfigurer ce commutateur afin de
réintégrer la station dans le bon réseau virtuel.
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Virtualisation & Cloud Computing
Les réseaux virtuels de niveau 2, appelés réseaux virtuels par adresse MAC (MAC
address-based VLAN) : ils consistent à définir un réseau virtuel sur base des adresses
MAC des stations. Une adresse MAC est un identifiant unique implémenté dans
chaque adaptateur réseau. Ce type de VLAN est beaucoup plus souple que le
précédent car il est indépendant de la localisation de la machine.
Les réseaux virtuels de niveau 3. On distingue principalement deux types de VLAN de
niveau 3 :
o Les réseaux virtuels par adresse de sous-réseau (Network address-based
VLAN) : ils déterminent les réseaux virtuels sur base de l’adresse IP source des
segments. Ce type de réseau virtuel est très flexible puisque les
commutateurs adaptent automatiquement leur configuration lorsqu’une
station est déplacée.
o Les réseaux virtuels par protocole (Protocol-based VLAN). Dans ce cas, les
réseaux virtuels sont créés sur base des protocoles utilisés (TCP/IP, IPX,...) et
les stations sont regroupées en réseaux virtuels suivant le protocole qu’elles
utilisent.
Les avantages qu’offrent les réseaux virtuels sont les suivants :
Une réduction du traffic de diffusion, puisque celui-ci est à présent contenu au sein
de chaque réseau virtuel ;
Une sécurité accrue puisque l’information est encapsulée dans une couche
supplémentaire ;
Une meilleure flexibilité puisqu’une modification de la structure des réseaux peut
être réalisée en modifiant la configuration du commutateur.
3. La virtualisation de stockage
Dans une machine virtuelle, les données sont stockées sur un disque dur virtuel. Ce
disque dur se présente sous forme de fichier dans le système de fichiers de l'hôte :
VHD chez Microsoft
VDI chez Oracle
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VMDK chez VMWare
OVF pour le format ouvert
Tous les formats de disques durs virtuels (VDI, VHD, VMDK, OVF) sont transformables
dans d'autres sans difficulté particulière.
Figure 2 : Fenêtre de choix de type de disque virtuel lors de la création d’une nouvelle
machine virtuelle
Les disques virtuels peuvent être statiques ou dynamiques. Dans le cas où le disque est
statique, si on crée un disque de 50 Go, le fichier de disque virtuel fera 50 Go sur le système
hôte. Avec un disque dynamique, le fichier de disque virtuel se remplit au fur et à mesure
qu'il est utilisé. Un disque de 50 Go dans lequel il n'y a pas de données ne pèsera dans le
système de fichiers hôte grande chose.
La virtualisation de stockage permet :
d’adjoindre un périphérique de stockage supplémentaire sans interruption des
services;
de regrouper des unités de disques durs de différentes vitesses, de différentes tailles
et de différents constructeurs ;
Par : Ben Mahmoud
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de réallouer dynamiquement de l’espace de stockage. Ainsi, un serveur nécessitant
un espace de stockage supplémentaire pourra rechercher des ressources non
allouées sur le disque logique. Inversement, un serveur nécessitant moins d’espace
de stockage pourra libérer cet espace et le rendre disponible pour d’autres serveurs.
4. La virtualisation de serveurs
D’une manière générale, la virtualisation de serveur est un principe permettant de
faire fonctionner simultanément, sur un seul serveur physique, plusieurs serveurs
virtuels. Cette technique permet aux entreprises d’utiliser des serveurs virtuels en lieu et
place de serveurs physiques. Si cette virtualisation est faite au sein de la même entreprise, le
but est de mieux utiliser la capacité de chaque serveur par une mise en commun de leur
capacité.
La virtualisation de serveur permet de :
Regrouper plusieurs serveurs physiques sous-employés sur un seul hôte qui exécute
des systèmes virtuels ;
Réduire la surface au sol, la consommation électrique, le besoin de climatisation et le
nombre d'administrateurs ;
Réaliser des économies (locaux, consommation électrique, personnel).
Figure 3 : Virtualisation des serveurs
La partie virtualisation de ce cours concerne plus particulièrement la virtualisation des
serveurs.
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IV. Avantages & inconvénients de la virtualisation
Comme toute technologie, la virtualisation offre aux particuliers et aux entreprises des
gains sur tous les plans. Cependant, des inconvénients et mêmes des risques sont soulevés
suite à l’utilisation de cette technologie.
Quels sont les intérêts de la virtualisation ?
Optimisation des ressources (répartition des machines virtuelles sur les machines
physiques en fonction des charges respectives) ;
Installation, sauvegarde, déploiement et migration faciles des machines virtuelles ;
Economie sur le matériel par mutualisation (consommation électrique, entretien
physique, etc.) ;
Sécurisation et/ou isolation d’un réseau ;
Diminution des risques liés au dimensionnement des serveurs lors de la définition de
l’architecture d’une application, l’ajout de ressources étant alors transparent ;
Une reprise automatique lors des incidents. La virtualisation permet d’améliorer la
prévention et la gestion des pannes ainsi que le plan de reprise de l’activité du
système. En effet, les équipements virtuels étant constitués d’un ensemble de
fichiers, il est très simple de les sauvegarder.
Quels sont les inconvénients de la virtualisation ?
Plusieurs environnements virtuels s’exécutent sur une unique machine physique, si
cette machine tombe en panne, alors les services fournis par les environnements
virtuels sont interrompus.
Un recours à des machines puissantes. La virtualisation permet de réaliser des
économies puisque moins de machines physiques sont nécessaires. Néanmoins, les
outils de virtualisations sont des applications très gourmandes en ressources et
nécessitent des machines puissantes. Il est évidemment possible d’utiliser la
virtualisation sur des machines plus modestes, mais un manque de mémoire ou de
capacité CPU peut faire chuter les performances de manière dramatique.
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Une dégradation des performances. Bien qu’elle soit implémentée sur des machines
puissantes, la virtualisation peut réduire les performances des applications. Suivant le
type de virtualisation envisagé, cette perte de performances peut ou non être
significative.
V. Les différents types de virtualisation
Tout d’abord, il existe plusieurs catégories de virtualisation, utilisant chacune des
technologies différentes. Les technologies les plus répandues sont :
la virtualisation complète ;
la paravirtualisation ;
la virtualisation assistée par le matériel ;
le cloisonnement.
On peut classer les différents types de virtualisation selon le modèle suivant :
Figure 4 : Types de Virtualisation
1. Virtualisation complète
La virtualisation complète (full virtualization), dénommée ainsi par opposition à la
paravirtualisation définie page 16, consiste à émuler l’intégralité d’une machine physique
pour le système invité. Le système invité « croit » s’exécuter sur une véritable machine
Par : Ben Mahmoud
virtualisation
système
modifiés paravirtualisation
non modifiés
V. complète
V. assistée par le matériel
processus cloisonnement
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physique. Le logiciel chargé d’émuler cette machine s’appelle une machine virtuelle, son rôle
est de transformer les instructions du système invité en instructions pour le système hôte.
Applications Machine virtuelle
Système invité
Système hôte
Matériel
Figure 5 : Modèle de virtualisation complète
Le système s’exécutant dans la machine virtuelle est un système d’exploitation à part
entière, tel qu’on pourrait en installer sur une machine physique : Microsoft Windows,
GNU/Linux, Mac OS X, etc. Cette particularité est la caractéristique principale de la
virtualisation complète : les systèmes invités n’ont pas à être modifiés pour être utilisés dans
une machine virtuelle utilisant une technologie de virtualisation. Dans la pratique, c’est le
cas pour les systèmes d’exploitation et les machines virtuelles les plus répandus.
Exemples :
Microsoft VirtualPC et Microsoft VirtualServer : propriétaire, émulateur de
plateforme x86
Parallels : propriétaire, superviseur x86 pour MAC OSX(Intel)
VirtualBox : émulateur de plateforme x86
VMware : propriétaire, émulateur de plateforme x86 (VMware Server, VMware
Player, VMware Workstation, VMware Fusion)
2. la paravirtualisation ;
La paravirtualisation est très proche du concept de la virtualisation complète, dans le
sens où c’est toujours un système d’exploitation complet qui s’exécute sur le matériel émulé
par une machine virtuelle, cette dernière s’exécutant au dessus d’un système hôte.
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Toutefois, dans une solution de paravirtualisation, le système invité est modifié pour être
exécuté par la machine virtuelle.
La para-virtualisation évite d'utiliser un système hôte complet pour faire la virtualisation.
A la place, un noyau très léger de système d'exploitation hôte est utilisé. Les performances
sont bien meilleures en para-virtualisation qu'en virtualisation complète.
Apps Apps Apps
S.E. privilégié Système invité Système invité
Drivers drivers drivers
Hyperviseur
Matériel
Figure 6 : modèle de paravirtualisation
Exemples :
Xen : projet Opensource précurseur dans le monde du libre, version commercialisée
par Citrix
KVM : projet hyperviseur intégré dans le noyau linux (Développé par Qumranet,
racheté par RedHat)
ESX/ESXi : hyperviseur leader de VMWare
Hyper-V : hyperviseur de Microsoft
3. la virtualisation assistée par le matériel ;
4. le cloisonnement.
Dans le domaine de la virtualisation, le cloisonnement vise à séparer fortement les
processus s’exécutant sur un même système d’exploitation et ce en isolant chaque
processus dans un conteneur dont il est théoriquement impossible de sortir. Un processus
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
isolé de la sorte ne saura pas quels autres processus s’exécutent sur le même système, et
n’aura qu’une vision limitée de son environnement. Le but principal de cette technologie est
d’améliorer la sécurité du système d’exploitation et des applications.
Le cloisonnement, ou aussi appelé la virtualisation d'environnement, concerne
uniquement la partie applicative. Il n'y a qu'un système d'exploitation utilisé mais
l'application ou l'environnement utilisateur ou logiciel est cloisonné de sorte que les
processus soient indépendants.
Environnement
Ou Conteneur
Application
Environnement
Ou Conteneur
Application
Environnement
Ou Conteneur
Application
Système hôte
Matériel
Figure 7 : modèle de cloisonnement
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Virtualisation & Cloud Computing
LEÇON 2 – VIRTUALISATION : ETUDE DE CAS
Objectif général Manipuler pratiquement des outils de virtualisation.
Objectifs spécifiques Etudier et comparer des outils de virtualisation.
Créer et configurer une machine virtuelle.
Volume horaire Cours : 3h
Mots clés virtualisation, virtual box, vmware, réseaux, types,…
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Institut Supérieur des Études Technologiques de TozeurDépartement Technologies de l’Informatique
Module : Virtualisation & Cloud Computing Groupes : DSI 3, RSI 3Enseignant : Ben Mahmoud
Durée : 3hNombre de pages : 2
Activité Pratique 1 : Virtualisation
Objectifs :
Etudier et comparer des outils de virtualisation ;
Créer et configurer une machine virtuelle ;
Contexte générale :
Après avoir étudié théoriquement les principaux concepts liés à la virtualisation ; nous
allons essayer, à travers cette activité, d’étudier et de manipuler quelques outils de
virtualisation.
Cette activité comporte deux parties. La première partie est purement théorique dans
laquelle vous allez réaliser une étude comparative des principaux outils de virtualisation.
Tandis que la deuxième est consacrée à une utilisation pratique de ces outils.
Conditions de réalisation:
Durée de réalisation : 2 semaines partie 1 : 1 semaine ; partie 2 : 1 semaine
Exposés théoriques et pratiques : 2 séances = 3 heures
Travail à réaliser en binôme
Livrables :
1 rapport théorique de la 1ère partie
1 manuel de création, de configuration et d’utilisation des machines virtuelles
Partie 1 :
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Il s’agit de répondre aux questions suivantes :
1. Rechercher sur Wikipédia les définitions de « Machine virtuelle » et « Hyperviseur ».
2. Quelles sont les principaux outils pratiques de virtualisation se trouvant sur le
marché ?
Pour chaque outil de virtualisation, donner sa définition, son histoire, ses
fonctionnalités et ses utilisations.
3. Réaliser un bilan et un tableau comparatif des différents outils recherchés en se
basant sur des critères tels que : types de virtualisation, OS supporté, sécurité,…
Partie 2 : (les deux sous parties sont indépendantes)
I. Créer, avec Oracle Virtual Box, deux machines virtuelles appelée Windows7 et
ubuntu 13 avec les paramètres suivants :
Paramètres Machine 1 Machine 2
Nom de la machine Windows 7 Ubuntu 13
Mémoire RAM 512 MO 512 MO
Disque dur 10 GO 10 GO
Carte réseaux Host Only Host Only
II. Installer un serveur de virtualisation VMWare Esxi
Matériel requis : Un PC servant de serveur hôte (de préférence doté d’une RAM de 4GO) et
un ordinateur portable client servant à l'administration des machines virtuelles.
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Suivez les étapes suivantes :
1. Télécharger l'OS de virtualisation Esxi sur le site web de
VMWare http://www.vmware.com/fr/products/esxi/
2. Graver l'image iso
3. Installer Esxi sur la machine serveur, en rebootant sur le CD-ROM
4. Attribuer un mot de passe pour l'utilisateur « root » ainsi qu'une adresse IP pour la
machine (ex : 192.0.0.1) et préciser l'adresse de la passerelle (gateway)
5. Installer le client VMWare
Depuis un poste client, se connecter en http au serveur hôte de virtualisation
(ex : http://192.0.0.1).
Accepter le certificat du serveur hôte, en " poursuivant avec ce site Web ".
S'authentifier en root
On arrive sur la page d'accueil du site web du serveur hôte.
6. Télécharger le client VMWare (VMWare Infrastructure Client ou VMi) pour piloter
à distance les machines virtuelles
On clique sur le lien "Download VMWare Infrastructure Client" Parfois le lien fonctionne mal,
même en utilisant un navigateur alternatif. Dans ce cas, télécharger le package en version
d'évaluation VM Infrastructure Management sur le site de VMWare
(http://www.vmware.com/download/vi/). Il suffira pour nos tests
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
7. Lancer l'installeur
8. Sélectionner l'outil VMWare Infrastructure Client, qui nécessite le framework
Microsoft .Net 2.0.
9. Accepter les propositions, en cliquant à chaque fois sur " Next ", pour finaliser
l'installation.
Cette étape installe le client pour gérer le serveur hôte. Le serveur hôte contient un mini
serveur web (probablement Apache). Très léger, l'hyperviseur laisse donc le soin au poste
client de gérer son administration au quotidien, pour dédier toute la puissance matérielle du
serveur aux machines virtuelles.
10. Configurer une machine virtuelle
11. Une fois VMWare infrastructure Client installé, se loguer en root.
12. Lancer la configuration d'une nouvelle machine virtuelle. Choisir une configuration
typique pour la machine virtuelle.
13. Attribuer un nom si possible évocateur (en rapport avec l'OS ou la fonction du
serveur par exemple) pour la machine virtuelle.
14. Préciser le système d'exploitation qui sera exécuté sur la machine virtuelle.
L'intérêt est ici de permettre à VMWare de proposer des paramètres adaptés à
l'OS.
15. Attribuer suffisamment de RAM pour que l'OS virtualisé tourne confortablement :
2Go semble correcte.
16. Valider la configuration
17. Pour pouvoir installer l'OS de la machine virtuelle, à partir d'une image ISO
18. Il suffit alors de connecter l'image ISO de l'installeur de notre OS, ici une
distribution Ubuntu, après avoir démarré la machine virtuelle.
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
LEÇON 3 – CLOUD COMPUTING
Objectif général Découvrir la notion du cloud computing et ses applications.
Objectifs
spécifiques
Savoir définir le concept du cloud computing.
Connaître les différents services relatifs au cloud computing.
Déterminer les quatre typologies du cloud computing.
Découvrir et manipuler des exemples de cloud computing.
Volume horaire Cours : 3h
Mots clés Cloud computing, service, IaaS, PaaS, SaaS, usage, gestion …
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
I. Introduction
Ce chapitre présente l’apparition du cloud computing comme une suite logique de
l’histoire de l’informatique. Les évolutions successives des systèmes informatiques et
l’ouverture des entreprises vers l’Internet aboutissent logiquement au cloud computing. Le
contexte actuel avec volonté de réduction des coûts, nouveaux terminaux, etc., constitue un
cadre idéal pour le cloud computing.
Ce chapitre débutera évidemment par définir le terme du cloud computing ainsi
qu’une brève retraçage des dates historiques. Puis, nous allons présenter l’application du
cloud computing sur le modèle de service constitué de trois couches : infrastructure,
plateforme et service. Ensuite, nous allons déterminer les quatre types de cloud computing
selon le type d’usage (ouvert ou privé) et la manière de gérer le cloud (interne ou externe).
Nous terminons par donner quelques utilisations pratiques du cloud computing.
II. Définition du « Cloud Computing » ou informatique en nuage
Le cloud computing est un concept qui consiste à déporter sur des serveurs distants
des stockages et des traitements informatiques traditionnellement localisés sur des serveurs
locaux ou sur le poste de l'utilisateur. Selon le National Institute of Standards and
Technology (NIST), le cloud computing est l'accès via le réseau, à la demande et en libre-
service, à des ressources informatiques virtualisées et mutualisées.2
Le terme cloud computing est traduit en français aux termes suivants : informatique en
nuage, informatique dématérialisée, stockage dans les nuages, stockage à distance ou
encore infonuagique.
2Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/CloudComputing
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Figure 8 : Facteurs principaux du cloud computing
Pour le groupe de travail de CIGREF3, qui a publié un rapport sur le fondamentaux du
cloud computing, un cloud est avant tout une solution de stockage d’informations (au sens
large du terme…) sur une ou plusieurs machines qui n’ont pas d’attribution fonctionnelle
particulière : elles peuvent se substituer les unes aux autres.
Selon le même rapport, un cloud computing est caractérisé par quatre points :
Un cloud est toujours un espace virtuel.
Un cloud contient des données qui sont fragmentées.
Les fragments de données sont toujours dupliqués et répartis dans cet espace
virtuel.
Un cloud possède une fonction de restitution permettant de reconstituer les
données.
3 CIGREF : réseaux de grandes entreprises en France, Rapport Fondamentaux du cloud computing : le point de vue des grandes entreprises, Mars 2013
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Figure 9 : les quatre points permettant d’identifier un cloud
III. Historique du Cloud Computing
Les premières applications Web 2.0 à avoir migré dans les nuages sont la messagerie,
les outils collaboratifs, le CRM, les environnements de développement et de test.
Historiquement, Amazon Web Services, orientés vers les entreprises, et Google,
orienté vers les utilisateurs grand public, sont premiers qui ont fait émerger le marché du
cloud computing ; les éditeurs de logiciel traditionnels ont été contraints de suivre cette
dynamique portée par les opérateurs de télécommunications.
Longtemps avant que ne naisse l'expression « Cloud computing », les concepteurs de
réseaux schématisaient Internet par un nuage dans leurs images. En anglais, l'on parlait alors
de « the cloud », ce qui signifiait à peu de choses près l'Internet que nous connaissons.
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
IV. Les différents services de Cloud Computing
Le concept de cloud a apparu principalement pour répondre aux exigences de
continuité et de qualité du service. Pour approcher de ces objectifs, des travaux ont été
commencé afin de trouver des méthodes dans tous les niveaux impliqués afin d'établir un
service entre un client final et un fournisseur de service :
l'application, qui est en contact avec le client ;
la plate-forme, qui exécute l'application ;
l'infrastructure, qui est le support de la plate-forme ;
Comme solution, le cloud est la mise en disponibilité de ces niveaux. Le modèle de
cloud computing est capable de traiter indifféremment les trois niveaux souvent utilisées du
modèle de service :
Software as a Service : SaaS ;
Platform as a Service : PaaS ;
Infrastructure as a Service : IaaS ;
En résumé, un cloud est donc une solution qui fournit un espace dans lequel il est
possible de placer, de manière virtuelle, des infrastructures serveur ou réseau, des
plateformes de développement ou d’exécution, etc. Un cloud est ainsi capable de traiter les
différentes couches du modèle « as a service », de l’infrastructure jusqu’à l’utilisateur.
1. IaaS : Infrastructure as a Service
Le IaaS concerne essentiellement le cloud d’infrastructure qui est un service rendu par le
cloud. C’est une infrastructure virtuelle sur laquelle il est possible de bâtir une solution
applicative.
En d’autres termes, les clouds d’infrastructure fournissent à la demande un ensemble de
services de niveau bas, c'est-à-dire des serveurs, réseaux, etc. Cela permet ainsi à une
entreprise cliente de pouvoir bénéficier de la puissance d’une infrastructure sans devoir
investir beaucoup.
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Exemple : Un prestataire propose la location de composants informatiques comme des
espaces de stockages, une bande passante, des unités centrales et des systèmes
d’exploitation.
2. PaaS : Plateform as a Service
Le cloud de niveau PaaS concerne les développeurs et les producteurs d’applications. Le
PaaS permet de mettre à disposition des développeurs par exemple un framework de
développement adapté à leurs besoins. Il permet aussi de donner aux applications un cadre
d’exécution qui produira des services SaaS.
Exemple : Salesforce (http://www.salesforce.com/fr/)
Figure 10 : Page de d’accueil en français du site salesforce
3. SaaS : Software as a Service
Le cloud de niveau SaaS représente le plus souvent un catalogue d’applications
accessibles en mode service aux utilisateurs finaux ou clients finaux.
Dans le mode SaaS, les utilisateurs consomment les logiciels à la demande sans les
commander, avec ou sans facturation à l’usage réel. Il n’est plus nécessaire pour l’utilisateur
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
d’effectuer les installations, les mises à jour ou encore les migrations de données. Les
solutions SaaS constituent la forme la plus répandue de Cloud Computing.
Exemple : Les prestataires de solutions SaaS les plus connus sont : Google avec Gmail et
Youtube ou encore les réseaux sociaux Facebook et Twitter.
4. Structuration des différents Clouds par rapport au modèle de
service
En résumé de ce qu’on a présenté, la projection du cloud computing sur le modèle de
service constitue un ensemble de services offerts aux clients finaux (simples utilisateurs ou
entreprises).
Le schéma suivant structure les différents clouds par rapport au modèle de service :
Figure 11 : Structuration des différents Clouds par rapport au modèle de service
Par : Ben Mahmoud
Saas : Applications (collaboratif, bureautique, CRM, achats, productions,etc.
PaaS : plateformes d'exécution, plateformes de développement
IaaS : cloud d'infrastructure (serveurs, réseaux,etc.)
infrastructure physique
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V. Les différentes typologies de Cloud Computing
Pour classer les clouds types, il faut bien sûr des critères de classification. Les travaux de
recherche qui ont été effectué sur ce domaine ont abouti à poser deux questions
essentielles :
Qui gère le cloud ?
Qui est le client du service offert par le cloud ?
Pour la première question : « Qui gère le cloud ? », on parle ici de la région
responsable de la gestion du cloud : l’entreprise elle-même ou un opérateur cloud.
Dans le cas où c’est l’entreprise qui est responsable de la gestion du cloud
avec ses propres ressources, on parle de cloud interne.
Dans le cas où c’est un prestataire opérateur de cloud qui est responsable de
la gestion du cloud avec ses propres ressources, on parle de cloud externe.
Pour la deuxième question : « Qui est le client du service offert par le cloud ? », on
parle ici du bénéficiaire de l’utilisation du cloud.
Dans le cas où le cloud est dédié aux besoins propres de l’entreprise, on parle
de cloud privé.
Dans le cas où le cloud est ouvert au grand public ou à d’autres entreprises,
on parle de cloud ouvert.
Ainsi 4 typologies ont été identifiées. Ces typologies peuvent aussi être mélangées
pour aboutir comme suit :
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Figure 12 : les typologies du cloud computing
Exemples et cas pratiques :
Cloud Privé Ouvert / Public
Interne
SaaS : espaces collaboratifs
PaaS : développement web ViFiB
IaaS : serveurs virtuels à la
demande ViFiB, VMware
SaaS : CMS
PaaS : Free Cloud Alliance
IaaS : IBM, VMware, Free Cloud Alliance
Extern
e
SaaS : Google Apps, SalesForce
CRM, Amazon
PaaS : Oracle PaaS
IaaS : location d’infrastructures
virtuelles OVH, Amazon
SaaS : Facebook, Linkdln, Google+
PaaS : hébergement d’application Windows
Azure, plateforme pour mobiles kawet
IaaS : Google drive, DropBox, SFR, Orange
Par : Ben Mahmoud
interne - privé externe - privé
interne - ouvert
externe - ouvert
Utilisation dédiée aux besoins propres de l’Ese
Utilisation ouvert au grand public
Gestion interne à
l’entreprise
Gestion par une autre
organisation
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LEÇON 4 – CLOUD COMPUTING : ETUDE DE CAS
Objectif général Découvrir et essayer pratiquement des clouds.
Objectifs spécifiques Découvrir et essayer pratiquement des clouds.
Volume horaire Cours : 1,5h
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Activité Pratique 2 : Cloud ComputingIl s’agit dans cette activité, d’étudier et de manipuler réellement des clouds. Cette
activité se déroulera dans le laboratoire d’enseignement à distance.
On vous propose ci-dessous trois exemples de cloud sur le marché. On vous demande
de consulter les différents sites indiqués, essayer des services du cloud.
1. Cas d'utilisation des services d'informatique en nuage d'AWS
http://aws.amazon.com/fr/
Amazon Web Services offre une gamme complète de services d'informatique en nuage qui
vous permettent de développer des applications sophistiquées et évolutives. A l'heure
actuelle, plusieurs centaines de milliers d'entreprises clientes de toutes tailles bénéficient de
ces services d'informatique en nuage dans de nombreux secteurs, y compris la santé, les
médias, les finances, l'assurance, l'immobilier, la vente au détail, l'enseignement et le
secteur public.
Applications Web, mobiles et sociales
Big Data
Sauvegarde et stockage
Multimédia numérique
Applications d'entreprise
Jeux
2. Cas de Google Cloud
https://cloud.google.com
Google Cloud Platform permet aux développeurs de créer, tester et déployer des
applications sur l'infrastructure hautement évolutive et fiable de Google. Choisissez de
l'informatique, de stockage et de services d'application pour votre web, mobile et des
solutions de back-end.
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Virtualisation & Cloud Computing
Construire sur la même infrastructure qui permet à Google de revenir milliards de résultats
de recherche en millisecondes, servir 6000000000 heures de vidéo YouTube par mois et
fournir un stockage pour 425 millions d'utilisateurs de Gmail.
Produits
Moteur Compute
App Engine
Couverture SQL
Cloud Storage
Couverture banque de données
Big Data
BigQuery
Google Cloud SDK
Push-to-Deploy
Couverture aire de jeux
Android studio
Google Plugin for Eclipse
3. Cas de Rackspace
http://www.rackspace.com/cloud/
Applications et sites fonctionnent mieux sur notre nuage à haute performance
Que vous construire un site web d'entreprise ou une application exigeante, ce cloud public
peut alimenter vos charges de travail les plus critiques. Ses produits de nuages travaillent
ensemble-les gérer tous facilement de notre Panneau de configuration ou des API
puissantes.
Serveurs à la demande comportant SSD locales, processeurs
puissants Intel ® Xeon ®, et 40 Gbps de débit hautement
disponible pour chaque hôte.
Rapide, stockage fiable pour les applications I/O-
intensive. Choisissez volumes standard ou SSD, connectés
aux serveurs cloud via notre réseau rapide.
Par : Ben Mahmoud
Virtualisation & Cloud Computing
Facile à utiliser le stockage en ligne de fichiers et de
médias . Fournir du contenu à l'échelle mondiale auprès de
vos utilisateurs sur le contenu réseau de distribution
d'Akamai (CDN).
sauvegarde de niveau fichier pour vos serveurs cloud. Nuage
de sauvegarde vous permet de protéger et de restaurer des
fichiers importants rapidement.
Haute performance des bases de données MySQL dans le
cloud , avec une configuration de redondance intégrée et
automatisée pour économiser du temps.
Facile à configurer, le basculement fiable pour votre site à
fort trafic ou application hébergée sur les serveurs cloud ou
nuage de bases de données.
Surveillance nuage vous permet de rester au top de votre
infrastructure en recevant des alertes à tout moment vos
URL, ports ou protocoles ont besoin d'attention.
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Références bibliographiques
Ouvrages :
Eric MAILLÉ, « Virtualisation avec VMware vSphere 4 », Edition ENI, 2011
Christopher Moyer, « Applications de cloud computing », Edition Pearson, 2011
Guillaume Plouin, « Cloud Computing, Sécurité, stratégie d'entreprise et panorama du
marché », a DUNOD, 2013
Mathieu Zarrouk, « Cloud Computing, Maîtrisez la plateforme AWS, Amazon Web
Services », Edition ENI, 2012
Philippe GILLET, « Virtualisation des systèmes d'information avec VMware
Architecture », Edition ENI, 2010
Rapports
« Fondamentaux du cloud computing – le point de vue des grandes entreprises »,
CIGREF réseau des entreprises, Mars 2013
« le cloud computing, une nouvelle filière fortement structurante », Direccte Direction
régionale des entreprises, de la concurrence, de la consommation, du travail et de
l’emploi, Septembre 2012
Par : Ben Mahmoud