21/02/13 Cloud introduction

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Cloud introductionde Frederic Desprez le 17 juin 2010

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Sif Bouzid

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Cloud introductionPresentation Transcript

1. Cloud Computing Un nouveau positionnement technologique Frédéric

Desprez LIP ENS Lyon/INRIA Grenoble Rhône-Alpes EPI GRAAL 10/06/2010

2. Le calcul comme un service Suggéré par John Mc Carthy en 1961 ! Il est

moins coûteux de louer ou d’acheter de l’électricité que de construire, gérer et

maintenir une station de production!

3. Introduction •  Il est moins coûteux de louer de la capacité de calcul et de

stockage que de monter un centre de calcul •  La transparence d’utilisation des

grandes plates-formes distribuées est primordiale •  Pouvoir gérer ces

ressources de manière dynamique et élastique! •  Un long historique du calcul

distribué à plus ou moins grande échelle •  Des supercalculateurs et grappes

aux Clouds en passant par les grilles •  Des besoins applicatifs de plus en plus

importants et variés •  Explosion du nombre et du volume de données

4. Cloud Computing Qu’est-ce que le Cloud Computing ? Un paradigme de

calcul distribué émergeant dans lequel les données et les services sont

disponibles dans des data centers extensibles et peuvent être accédés de

manière transparente depuis des appareils (ordinateurs, téléphones, grappes,

…) connectés par Internet 5ème génération d’architectures •  1970:

Mainframes, •  1980: Client-serveurs, •  1990: Web, grilles, •  2000: SOA, •  2010:

Clouds Credit: IBM Corp.

5. Cloud Computing Né de •  La profusion de ressources (data centers) •  Une

technologie de virtualisation mature •  Des communications à haut débit Deux

concepts clés •  Effectuer des opérations sur 1000x plus de données ne doit

pas être 1000x plus compliqué •  Les cycles et les octets sont la nouvelle

matière première, pas le matériel •  IaaS: Infrastructure as a Service, XaaS Le

Cloud Computing c’est •  Fournir des services sur des machines virtuelles

allouées sur des plates-formes de grandes tailles •  Une méthode pour

résoudre les problèmes d’extensibilité et de disponibilité pour les grandes

applications •  Le calcul distribué (enfin) démocratisé

6. Une vue à 10000 pieds SLAs Services web Virtualisation

7. Grilles vs Clouds •  Une vision partagée •  simplifier l’accès aux ressources

distantes de la manière la plus transparente possible •  Technologie différente

•  Grappes et batchs vs datacenters et virtualisation •  Gestion de ressources • 

Statique vs dynamique •  Modèle de programmation •  MPI/GridRPC vs

MapReduce/scripts/workflows •  Modèle de sécurité •  Certificats vs Web +

SSL •  Des domaines applicatifs différents (pour l’instant!) •  HPC/HTC vs

Business

Philippe Scoffoni, Consultant at Lyon

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21/02/13 Cloud introduction

fr.slideshare.net/desprez/cloud-introduction 3/6

8. Le calcul comme un service : un historique OpenNebula IaaS Open Source

Nimbus IaaS Open Source Grid‘5000 Eucalyptus IaaS FutureGrid Infrastructure

Open Source IaaS 1998 1999 2003 2005 2006 2007 2008 2009 Cloud Sun Grid FP7

Reservoir Open Cloud Computing Computing Amazon EC2/S3 Cloud HP

Flexible Microsoft Computing IBM Computing" Azure Salesforces.com Blue

Cloud Services Crédits: T. Priol, INRIA

9. Cloud Computing: caractéristiques •  Libre service à la demande •  Le

consommateur récupère des ressources de calcul et de stockage à la demande

(machines virtuelles) •  Accès réseau •  Ressources, briques logicielles et

applications disponibles à travers le réseau pour des clients de tailles

différentes •  Mise en commun de ressources •  Datacenters fournissant les

ressources (machines, stockage, mémoire, BP réseau) pour différents clients en

mode partagé •  « Elasticité » réactive et rapide •  Croissance ou décroissance

dynamique du nombre de ressources en fonction de la demande et des

besoins •  Service mesuré et facturation à l’usage •  Reporting de l’utilisation

des ressources

10. Cloud Computing: modes d’utilisation •  Infrastructure as a Service (IaaS) • 

Le matériel est fourni sous forme de machines virtuelles sur lesquelles on

installe son image disque •  Amazon EC2, Rackspace, GoGRID, Orange, … • 

Platform as a Service (PaaS) •  On peut développer ses propres applications en

utilisant les services fournis •  Google Apps, Windows Azure, Amazon S3,

IBM CloudBurst et Websphere, … •  Software as a Service (SaaS) •  Des

applications entières sont disponibles à distance •  Googledocs, Facebook,

Orange, IBM LotusLive, …

11. Infrastructure as a Service Avoir accès à la demande à un grand nombre de

ressources virtualisées •  Dynamicité, élasticité •  Paiement à la consommation

Concept de virtualisation •  Le système d’exploitation n’est plus central et est

un logiciel comme un autre ! •  Le concept de machines virtuelles consiste à

recevoir des instances de systèmes. •  Les ressources physiques sont

partagées par plusieurs machines virtuelles Exemples •  Amazon EC2,

RightScale, GoGrid, Orange Open Cloud, …

12. Virtualisation Machines virtuelles s’exécutant sur un nœud de calcul VM0

VM1 VM2 N0 Nœud de calcul Crédits: T. Priol, INRIA

13. Virtualisation Propriétés ➡  Isolement VM1 VM2 ? Apache simulation web

server Machine Machine virtuelle virtuelle Crédits: T. Priol, INRIA

14. Virtualisation Propriétés ➡  Isolement ➡  Portabilité Machine Machine

virtuelle virtuelle VM0 VM0 N1 N0 Noeud de calcul Noeud de calcul Crédits:

T. Priol, INRIA

15. Virtualisation Propriétés ➡  Isolement ➡  Portabilité ➡  Suspend/restart

Machine virtuelle VM0 Crédits: T. Priol, INRIA

16. Platform as a Service (PaaS) •  Un ensemble d’outils pour développer,

déployer et gérer des applications •  Pas de gestion de l’infrastructure sous-

jacente (machines, réseaux, stockage, systèmes d’exploitation, …). Le

framework gère le déploiement et le nombre de ressources. •  Mais contrôle de

l’application et de la configuration de son environnement •  Exemples

Microsoft Azure, Force.com, Google App Engine, IBM Cloudburst et

Websphere

17. Software as a Service (SaaS) •  L’application elle-même est disponible à

travers un navigateur •  Pas de gestion de l’infrastructure sous-jacente

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21/02/13 Cloud introduction

fr.slideshare.net/desprez/cloud-introduction 4/6

(machines, réseaux, stockage, systèmes d’exploitation, …) •  Exemples • 

Google Apps, Salesforce.com, Orange, IBM LotusLive

18. Modèles de déploiement •  Cloud publique •  Infrastructure (propriété du

fournisseur) louée à n’importe qui •  Cloud privé •  Propriété d’une entreprise • 

interne ou externe •  Cloud communautaire •  Mise en commun de ressources

pour une communauté d’utilisateurs •  interne ou externe •  Cloud hybride • 

Composition de plusieurs formes de Clouds, voir même de grilles •  Sky

Computing

19. Entreprise Qui contrôle quoi ? Partage entreprise/fournisseur Fournisseur

Informatique Hébergeur IaaS public PaaS public SaaS public Données

Données Données Données Données Applications Applications Applications

Applications Applications Machines Machines Machines Machines

Machines virtuelles virtuelles virtuelles virtuelles virtuelles Serveur Serveur

Serveur Serveur Serveur Stockage Stockage Stockage Stockage Stockage

Réseau Réseau Réseau Réseau Réseau Crédits: P. Saulière, Microsoft

20. Sécurité et pannes

21. Quelques problèmes de sécurité Un des principaux freins à l’adoption ! • 

Quelques défis •  Localisation des données et des calculs •  Gestion de

l’isolation •  Propriété des données •  Lois internationales •  Attraction des

hackers •  Besoin de chiffrement à plusieurs niveaux •  Déplacements de

données •  Perte de contrôle •  Mais aussi des avantages •  Gestion des fautes

et des pannes par un fournisseur externe •  Gestion automatisée de la sécurité

•  Relative homogénéité des plates-formes

22. Des clouds open source Nimbus (Freeman and Keahey, University of

Chicago) •  Client-side cloud-computing interface to Globus-enabled TeraPort

cluster at University of Chicago •  Based on GT4 and the Globus Virtual

Workspace Service –  Great if local resources are GT4 proficient –  Tutorials

and documentation in “grid space” Eucalyptus (Wolsky, University of Santa

Barbara) •  Web services based implementation of elastic/utility/cloud

computing infrastructure •  Linux image hosting (IaaS) Open Nebula (Montero

& Llorente, DSA-Research at UCM) •  Support for the Xen, KVM and VMware

virtualization platforms •  Access to Amazon EC2 and ElasticHosts clouds • 

libvirt, EC2 Query API and OGC OCCI interfaces

23. Grid’5000 vu comme un Cloud ? Grid’5000 •  Plateforme distribuée pour des

expériences à grande échelle •  9 sites et plus de 5000 cœurs connectés via

Renater Quelques caractéristiques de Cloud •  Possibilité de gérer vos propres

images disques (installées via kdeploy) •  Réservation de ressources

transparente (via OAR) •  Plateforme complètement contrôlée •  Images de

machines virtuelles (Xen, Vmware) •  Isolement d’applications Grid’5000

pourrait devenir Cloud’5000? •  Plateforme parfaite pour la validation de

résultats de recherche sur les Clouds •  Instances de machines virtuelles

connectées via un WAN dédié •  Plusieurs projets autour de Clouds open

source et MapReduce

24. Quelques challenges de recherche •  Composition de services •  Service

Level Agreement •  Sécurité •  Résistance aux fautes •  Construire des

applications basées sur les services •  Gestion de l’infrastructure •  Energie /

Green-IT •  Ordonnancement et gestion élastique des ressources •  Gestion de

données •  Accès transparent à des plateformes hybrides

25. Combiner grilles et Clouds SysFera-DS : une pile logicielle complète pour le

21/02/13 Cloud introduction

fr.slideshare.net/desprez/cloud-introduction 5/6

HPC .. et un accès simple et transparent aux infrastructures de Cloud Inside

the Cloud •  + DIET platform is virtualized inside the cloud. (as Xen image for

example) •  + Very flexible and scalable as DIET nodes can be launched •  +

Dynamic adaptation % charge Cloud manager •  + EC2 interface •  + EC2 is

treated as a new Batch System •  + Automatic deployment of VMs with

associated services http://www.sysfera.fr/

26. Conclusion •  De nombreuses applications prêtes à être déployées sur les

Clouds à différents niveaux •  Les ressources sont disponibles en quantité ! • 

Nombreuses offres de Clouds publics et privés •  Notion de virtualisation et

piles logicielles « mature » •  « Quelques » problèmes à traiter encore mieux • 

extensibilité, sécurité, gestion de données à grande échelle, tolérance aux

fautes, API entre Clouds, … •  Notion de confiance dans cette nouvelle

technologie ! •  Le Cloud n’est pas prêt d’enterrer les supercalculateurs pour

autant pour les grosses applications (architecture petascales et bientôt

exascales) •  Gros potentiel pour de nombreuses applications avec différentes

approches (IaaS, PaaS, SaaS) voir une combinaison de ces approches

27. 27 « I don't care if my cloud computing architecture is powered by a grid, a

mainframe, my neigbour's desktop or an army of monkeys, so long as it's fast,

cheap and secure. »" Sam Johnston (http://samj.net/)"

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