urbanisation et architecture des systèmes...

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David Eudeline

CNAM UE NFE 107

Urbanisation et architecture des systèmes

. . . . . . . . . .d'information

Introduction

CNAM NFE 107 – David Eudeline

Table des matières PRESENTATION DE L’UE URBANISATION ET ARCHITECTURE DES SYSTEMES D’INFORMATION.................................................................................................................................... 5

OBJECTIFS DU COURS ............................................................................................................................ 5 PLAN DU COURS..................................................................................................................................... 6 RAPPEL HISTORIQUE SUR LES ARCHITECTURES TECHNIQUES.................................................................... 7 LES APPORTS DE LA STANDARDISATION ................................................................................................. 11 LES INTERFACES .................................................................................................................................. 12 CONCLUSION ....................................................................................................................................... 13

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Table des figures Figure 1: Vue partielle de l’ENIAC .........................................7

Figure 2: L’Univac ..................................................................8

Figure 3 : Kernighan et Ritchie sur un PDP11.......................9

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Présentation de l’UE urbanisation et architecture des systèmes d’information « – J’ai un SYSTEM ERROR 8301 ! – Et t’en es content ? »

Le guide du cabaliste Usenet

Objectifs du cours

L’UE « Urbanisation et architecture des systèmes d’information » a pour objet de présenter les méthodes et standards au service de l’urbaniste et de l’architecte pour mener une démarche d’urbanisation et/ou un projet d’architecture sur un système d’information.

A l’issue de ce cours l’auditeur doit avoir acquis un bagage lui permettant de mettre en pratique les différentes méthodes et outils nécessaires à la maitrise des systèmes d’information sous des aspects aussi divers que le pilotage, la construction ou le développement.

Ce cours adresse donc l’ensemble des volets relatifs au système d’information et ne se focalise pas uniquement sur les aspects techniques. On verra notamment que les rôles de Maitrise d’OuvrAge (MOA) et de Maitrise d’OEuvre (MOE) sont interdépendant et que les périmètres de responsabilité des uns et des autres seront amenés à évoluer dans le futur.

Dans un premier temps, un rappel historique est fait pour mettre en perspective l’évolution des architectures informatiques. Suite au constat d’échec ou du moins d’insuffisance des approches privilégiant les aspects techniques, la démarche d’urbanisation sera présentée.

C’est l’ensemble des relations entre les acteurs impliqués dans la production du logiciel, de l’utilisateur final au développeur, qui est en cours de refondation pour pérenniser le patrimoine informationnel de l’entreprise.

L’urbaniste et l’architecte sont les deux chevilles ouvrières de la relation MOA/MOE. En partageant la même vision, ils cristallisent le devenir du système d’information à la fois en termes de stabilisation des processus métiers et en termes de valorisation de l’existant informatique pour le rendre apte à accueillir de nouvelles applications.

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Plan du cours

Ce cours traite des démarches, des méthodes, des outils et des standards. A la fois pour formaliser et structurer l’expression du besoin coté MOA, et pour maitriser et pérenniser les solutions coté MOE.

De manière synthétique le plan du cours peut être présenté comme suit :

• Première partie : Introduction

• Rappel sur l’évolution des architectures informatiques.

• Présentation de la démarche d’urbanisation du système d’urbanisation

• Deuxième partie

• Démarche d’urbanisation des systèmes d’information

• Modèle en cinq couches

• Illustration au travers d’une étude de cas.

• Troisième partie : briques techniques

• Socle technique : Sécurité, Gestion des transactions, SDF, sanctuaire

• Middleware, flux techniques

• J2EE

• DOTNET

• EAI

• WEB services

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Rappel historique sur les architectures techniques

L’informatique est apparue récemment si on la mesure à l’aune de l’évolution technologique humaine : même si les concepts originaux de nos ordinateurs modernes prennent racine dans les travaux de Pascal et de la comtesse Ada Lovelace, la technologie des semi-conducteurs, qui permit l’avancée du numérique, ne remonte qu’aux années 1950-19601 . Les systèmes informatiques d’avant les années 1980 consistaient surtout en des calculateurs centraux, lourds, chers et dévolus à des tâches de calculs complexes et répétitifs.

Si ces dernières années nous ont habitués à utiliser les ordinateurs et les réseaux dans nos tâches quotidiennes, les systèmes d’il y a vingt ou trente ans ignoraient pour leur grande majorité les notions de communications distantes.

Figure 1: Vue partielle de l’ENIAC

A cette époque, donc, les architectures de systèmes d’informations se trouvaient centralisées sur de gros calculateurs (les « mainframes »). A ce titre, les interfaces utilisateurs fonctionnaient surtout en mode « caractères », dans le meilleur des cas, les protocoles réseaux, lorsqu’ils existaient, étaient propriétaires et les trafics réseaux peu volumineux.

Les constructeurs avaient une offre clé en main comprenant une unité centrale, la mémoire de masse, des réseaux dédiés pour l’interconnexion des terminaux distants. Le système d’exploitation, les outils d’administration et même les outils de développement étaient propriétaires.

L’offre informatique était opaque et totalement propriétaire, les ingénieurs systèmes étaient les seuls à pouvoir administrer et exploiter le système. Les outils de développement et d’administration étaient lourds à mettre en œuvre et les coûts de possession et d’exploitation très élevés.

Les programmes développés en COBOL s’appuyaient sur des bases de données pour la plupart non structurées. L’offre du marché était très limitée et monolithique.

1 Les « ordinateurs » d’avant la seconde guerre mondiale n’étaient pas des ordinateurs au sens auxquels nous l’entendons aujourd’hui : il s’agissait avant tout de systèmes analogiques, donc soumis à une certaine marge d’incertitude quant aux résultats obtenus. A ce titre, les fameux ENIAC et UNIVAC, considérés comme les ancêtres directs de nos ordinateurs, ne peuvent être classés dans la catégorie des ordinateurs « stricto-sensu » puisque répondant à des concepts et à une technologie radicalement différents.

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Figure 2: L’Univac

Ces architectures centralisées imposaient alors une structuration importante des programmes alors qu’à l’inverse les données, totalement maîtrisées par ces mainframes, pouvaient être stockées dans des bases de données peu structurées (généralement des fichiers « à plat »).

Les années 1970-1980 virent l’apparition des premiers « mini-ordinateurs », précurseurs de ce qui deviendrait à la fin des années 1980 la micro-informatique. Des années de centralisation des systèmes informatiques montrèrent les limites, à la fois financières et pratiques, de telles architectures. Il devint alors nécessaire de s’orienter vers des systèmes moins monolithiques, moins onéreux, et plus autonomes.

Les systèmes UNIX, menés et soutenus par des constructeurs comme Sun et Hewlett Packard, devinrent la tête de pont de cette révolution annoncée. Peu à peu, les systèmes informatiques durent se mettre au régime, ces nouvelles générations d’ordinateurs devenant moins exigeantes en ressources tout en devenant de plus en plus puissants.

La contrepartie de cette réduction des coûts d’achat et de possession ne tarda pas à se faire connaître, poussée par un besoin croissant des utilisateurs à s’échanger des informations : les systèmes d’information devaient communiquer entre eux et sortir de leur isolement. Les années 80 virent donc une poussée très importante de la notion de « réseau », et l’Internet, pourtant déjà âgé d’une quinzaine d’années (les débuts de l’Internet remontant à 1970) commença son irrésistible ascension pour finalement s’imposer comme un standard.

C’est donc la mini informatique qui permit l’émergence de la micro-informatique à laquelle curieusement les grandes entreprises du domaine, IBM en tête, ne croyaient pas : systèmes plus légers, interfaces utilisateurs graphiques plus conviviales, confort et autonomie pour l’utilisateur.

De petites sociétés en profitèrent alors pour se ruer sur ces domaines alors en friche : Apple, sous l’impulsion des laboratoires XEROX, révolutionna les IHMs en créant le Macintosh, après un coup d’essai prometteur (l’Apple II). Un jeune étudiant de Redmond nommé Bill Gates, créa avec son ami Paul Allen la société Microsoft en profitant d’une plate-forme matérielle inventée par la société IBM, le PC.

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Le premier IBM PC L’Apple IIe Le Macintosh

Cependant, le concept de réseau restait confiné aux milieux scientifiques qui réinventèrent le réseau local sous l’impulsion du système d’exploitation inventé par Kernighan et Ritchie au début des années 70 : le système UNIX.

Figure 3 : Kernighan et Ritchie sur un PDP11

Parallèlement à cette révolution annoncée, les données traitées durent se structurer davantage pour répondre à des besoins d’échanges de plus en plus croissants. Les premières bases de données relationnelles apparurent alors.

Dès cet instant, tous les éléments étaient réunis pour cette (r)évolution que, pourtant, personne n’avait prévue. Le début des années 1990 vit alors l’explosion de la micro-informatique et des réseaux locaux.

Les besoins d’échanges croissant de façon exponentielle, les standards ouverts de l’Internet s’imposèrent alors tout naturellement comme les moyens d’échanges de données : la suite protocolaire TCP/IP, bien que peu prisée par les ingénieurs en télécommunications d’alors en raisons de ses limitations et de sa trop grande simplicité, s’imposa comme standard de fait.

Il peut apparaître étrange qu’un tel protocole ait eu un succès aussi inattendu : alors que dans les autres réseaux classiques (X25 en tête) l’intelligence et les services étaient placés dans l’infrastructure des réseaux, la suite TCP/IP se caractérise par le fait que ce sont les équipements terminaux qui assurent la cohérence du système. Il n’existe pas dans TCP/IP de notion de garantie de remise et de délai d’acheminement des données, ni même de réservation de bande passante comme en téléphonie classique, et ce sont les équipements terminaux qui assurent la mise en place de la plupart des valeurs des champs protocolaires (adresses sources, options, etc.).

Devant le vide laissé béant par les constructeurs, les utilisateurs / développeurs, essentiellement les milieux scientifiques, se reportèrent alors sur ce standard, certes peu évolué et très (trop ?) simple mais qui répondait parfaitement à leur besoin : TCP / IP.

Dès lors, les échanges de données aux travers de réseaux informatiques se généralisèrent, l’Internet connut le succès phénoménal que l’on sait et l’architecture des

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systèmes évolua afin d’optimiser la répartition des traitements et l’accès aux données : d’une architecture centralisée, on passa à une architecture distribuée.

Le Client / Serveur L’apparition du « client / serveur » correspond à ce passage d’une architecture centralisée à une architecture distribuée. Imposée par cette révolution technologique, ce concept a alors accompagné le passage de solutions propriétaires monolithiques à des solutions intégrant des produits sur étagère s’appuyant sur des standards « ouverts ».

C’est ainsi que de nombreux calculateurs centraux disparurent au profit de serveurs départementaux disposant de ressources moindres, une partie des traitements étant alors reportée sur le poste utilisateur.

Cette évolution est concomitante avec la séparation du matériel et du logiciel. En effet, pendant de nombreuses années, du fiat de l’absence de standardisation les fabricants de matériels étaient les seuls à pouvoir développer les logiciels permettant de les utiliser. Il faut sans doute y voir une volonté de préserver le savoir faire technique des fabricants qui ne souhaitaient pas exposer au grand jour les secrets du fonctionnement interne de leur matériel.

Ce comportement a persisté pendant de nombreuses années y compris chez des sociétés ayant une image de précurseurs comme Apple.

La révolution viendra de Bill Gates avec la création de la société Microsoft qui se consacrera exclusivement au développement de logiciels (quitte à les copier ou les racheter à bas prix comme le DOS) et d’IBM qui ne croyant que très modérément au PC ne fera pas l’effort de développer un système d’exploitation pour cette machine insignifiante au regard des mainframes générateur de contrat de service juteux.

Cela peut paraitre étrange mais IBM et Microsoft ont sans doute fait plus pour la modernisation de l’information qu’Apple. A ceci près qu’ils avaient besoin d’une petite pomme multicolore pour les aiguillonner.

Il faut toutefois noter que les calculateurs centraux sont encore très utilisés dans le monde de la gestion. De vieilles applications écrites en Cobol fonctionnent encore et leur migration n’est pas à l’ordre du jour. Un effort financier énorme a été produit afin de corriger le bug de l’an 2000 sur ces systèmes. On estime que 70 à 80 % du code opérationnel a été écrit en COBOL. Les systèmes propriétaires sont encore présents et se positionnent en « back office ». Cela permet de pérenniser les investissements et les compétences sur ces systèmes.

L’une des différences fondamentales entre le client/serveur et les systèmes propriétaires est le respect de standard et de normes reconnues par les acteurs sur le marché de l’informatique (client, éditeurs, fabricants, société de service). Il en résulte que le caractère monolithique de l’offre des années 70-80 autour des GCOS, MVS IBM et consort a été battu en brèche par l’émergence de briques sur étagère prêtes à l’emploi pour construire son système d’information.

Dès lors les services informatiques et les concepteurs de système se sont retrouvés confrontés à une offre pléthorique. Cette mutation profonde a eu des impacts sur les équipes des services informatiques. En effet un changement de culture est nécessaire pour passer de solutions fermées où l’ensemble des matériels et logiciels sont maitrisés par un petit nombre de fournisseur à des solutions ouvertes où les fournisseurs sont nombreux et où il est nécessaire de développer une expertise d’intégration de systèmes.

Le client serveur est en pleine mutation afin de pouvoir s’affranchir de ses limitations. La banalisation des technologies du WEB, la standardisation croissante des interfaces et des protocoles et la multiplication des interfaces d’accès ouvrent des possibilités nouvelles pour les développeurs et les architectes de système d’information.

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Les apports de la standardisation

Les standards sont devenus incontournables pour la construction et l’urbanisation des systèmes d’informations modernes est la standardisation et l’ouverture. En effet, la standardisation permet aux différentes briques du client serveur d’être interchangeables et inter opérables. L’ouverture permet aux intégrateurs de bâtir des solutions basées sur des briques hétérogènes.

Contrairement aux solutions propriétaires des mainframes les systèmes client/serveur s’appuient sur des standards ouverts (normes ou standards de fait). Les principaux organismes de standardisation sont listés ci après.

ISO (International Standard Organisation) : Organisation internationale intégrée à l’ONU qui entérine les standards internationaux.

ANSI (American National Standardisation Institute) : Organisme de normalisation nord américain qui soumet des propositions à l’ISO

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) : L'IEEE se compose de nombreux comités scientifiques et techniques, dont certains élaborent des propositions pour l'ANSI

OMG (Object Management Group) : Idem pour les systèmes orientés Objet. L’OMG a notamment défini une architecture à objets répartis, l’OMA (Object Management Architecture)

OSF (Open Software Foundation), X/OPEN : association internationale à but non lucratif composée de constructeurs (pour l'essentiel américains) qui définit et diffuse les technologies construites à partir des standards en matière de systèmes ouverts

W3C (World Wide Web Consortium) : Propose des standards pour le WEB comme XML et SOAP

Ces standards permettent à l’utilisateur et au développeur de s’assurer de l’interopérabilité des composants, de la portabilité des applications et de la possibilité de remplacer un composant par un autre.

Cependant des dérives sont apparues quant il est devenu évident que les standards pouvaient constituer une arme commerciale pour monopoliser le marché et faire avancer ses solutions propres. Les principaux écueils qui se dressent aujourd’hui sur la route des standards sont la prolifération des organismes de standardisation et les pressions des constructeurs.

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Il y a deux façons de faire émerger un standard aujourd’hui, soit le marché choisit une technologie (ex : TCP/IP) soit un organisme international ou un groupement pose un ensemble de spécifications ouvertes sur une technologie donnée.

Toutefois cette volonté d’ouverte trouve rapidement ses limites. La compatibilité n’est jamais totale, chaque éditeur ou constructeur doit se démarquer pour rester concurrentiel en proposant des fonctionnalités non prévues par les standards.

Le logiciel libre constitue une alternative intéressante, en effet, de par le nombre important d’utilisateurs et de développeurs le logiciel libre est à même de promouvoir ses propres standards (ie : architecture CORBA avec GNOME). Néanmoins des risques liés au suivi des évolutions des normes et au coté parfois versatile de la communauté doivent inciter les décideurs informatiques à la prudence.

Le modèle économique du logiciel libre et celui proposé notamment par le fondateur de la licence GPL (Gnu Public Licence), Richard Stallman, consiste à déplacer les sources de revenus vers les services autour du code. Le code lui-même est gratuit et accessible à tous. La licence GPL est d’ailleurs infectieuse en ce sens qu’une application développée sur une souche GPL devient elle-même GPL dès lors que celle-ci est distribuée.

Les interfaces

Le monde des systèmes d’information est en perpétuelle transformation. La miniaturisation des terminaux et l’augmentation des débits sur les réseaux filaires ou hertziens permettent de développer de nouveaux modes d’accès aux applications.

Les interfaces se généralisent et se rapprochent de l’utilisateur. Ce phénomène se matérialise au travers des réseaux GSM et UMTS pour les téléphones portables. Les PDA (assistants personnels) embraquent des applications graphiques évoluées et s’interfacent avec des hôtes au travers de liaison filaire (outils de synchronisation) ou de liaison sans fil (blue tooth ou infrarouge).

La banalisation des ordinateurs portables et le nomadisme imposent aussi de nouvelles contraintes aux applications.

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Conclusion

Le métier des directions informatiques est en mutation permanente, d’abord sur le plan technique, les équipes doivent se convertir à de nouvelles technologies, abandonnant les systèmes propriétaires classiques de production pour de nouveaux systèmes dont la maitrise est moindre.

Pour ce faire les équipes informatiques doivent développer des compétences pluri disciplinaires et changer de métier. Autrefois développeurs ou ingénieurs systèmes, les personnels sont maintenant réorientés vers les thématiques d’intégration, d’architecture systèmes et de gouvernance des systèmes d’information.

Ce changement radical s’accompagne d’un redéploiement de l’offre de services informatiques. L’infogérance, l’externalisation permette de pallier la complexité de développement, de déploiement et d’exploitation des systèmes pour des équipes non spécialisées.

L’urbanisation des systèmes d’information vise à réconcilier les différentes technologies pour les faire coexister dans un environnement pacifié où chacun occupe sa juste place.

Face à la complexité et à la versatilité du marché il est nécessaire d’avoir une démarche pragmatique permettant de minimiser les coûts tout en ayant soin de choisir des solutions pérennes.

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