Cloud computing

Le cloud computing^[1], informatique en nuage ou infonuagique est un concept qui consiste à déporter sur des serveurs distants des traitements informatiques traditionnellement localisés sur des serveurs locaux ou sur le poste client de l'utilisateur^[2].

Bien que l'anglicisme Cloud computing^[3] soit largement utilisé en français, on rencontre également les francisations « informatique virtuelle », « informatique dans le nuage », « informatique en nuage »^[4], « informatique dématérialisée », ou encore « infonuagique »^[5].

Ce concept est vu comme une évolution majeure par certains analystes^[6], ou comme un piège marketing par d'autres, notamment par Richard Stallman^[7].

En France, la commission générale de terminologie et de néologie précise que l'informatique en nuage est une forme particulière de gérance de l'informatique, puisque l'emplacement des données dans le nuage n'est pas porté à la connaissance des clients^[4].

Les utilisateurs ou les entreprises ne sont plus gérants de leurs serveurs informatiques mais peuvent ainsi accéder de manière évolutive à de nombreux services en ligne sans avoir à gérer l'infrastructure sous-jacente, souvent complexe. Les applications et les données ne se trouvent plus sur l'ordinateur local, mais – métaphoriquement parlant – dans un nuage (« cloud ») composé d'un certain nombre de serveurs distants interconnectés au moyen d'une excellente bande passante indispensable à la fluidité du système. L'accès au service se fait par une application standard facilement disponible, la plupart du temps un navigateur Web.

Sommaire 1 Concepts 1.1 Présentation générale 1.2 SaaS 1.3 PaaS 1.4 IaaS 1.5 DaaS 1.6 Concepts similaires 2 Historique 3 Applications 3.1 Systèmes de cloud computing 3.2 Applications logicielles 3.3 Stockage 4 Principaux acteurs 5 Infrastructure 6 Conséquences 6.1 Avantages 6.2 Inconvénients 6.3 Critiques 7 Annexes 7.1 Articles connexes 7.2 Liens externes 7.3 Bibliographie 8 Notes et références

Concepts

Présentation générale

Le concept d'informatique dans le nuage est comparable à celui de la distribution de l'énergie électrique. La puissance de calcul et de stockage de l'information est proposée à la consommation par des entreprises spécialisées et facturé d'après l'utilisation réelle. De ce fait, les entreprises n'ont plus besoin de serveurs dédiés, mais confient cette ressource à une entreprise qui leur garantit une puissance de calcul et de stockage à la demande.

Selon les approches des entreprises, se distinguent trois formes de cloud computing :

• les clouds privés internes, gérés en interne par une entreprise pour ses besoins,
• les clouds privés externes, dédiés aux besoins propres d'une seule entreprise, mais dont la gestion est externalisée chez un prestataire,
• et les clouds publics, gérés par des entreprises spécialisées qui louent leur services à de nombreuses entreprises.

Ces notions sont regroupées par les Anglo-saxons sous le vocable elastic computing capacity. Le National Institute of Standards and Technology en a donné une définition succincte qui reprend ces principes de base: « L'informatique dans les nuages est un modèle pratique, à la demande, pour établir un accès par le réseau à un réservoir partagé de ressources informatiques configurables (réseau, serveurs, stockage, applications et services) qui peuvent être rapidement mobilisées et mises à disposition en minimisant les efforts de gestion ou les contacts avec le fournisseur de service. » ^[8]

Le cloud a émergé principalement pour répondre aux exigences de continuité et de qualité du service. Pour approcher de ces objectifs, des travaux ont été entrepris 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 plateforme, qui exécute l'application
• l'infrastructure, qui est le support de la plateforme
• les données, qui sont fournies sur demande

Comme solution, le cloud est la mise en flexibilité (ou en disponibilité) de ces 4 niveaux. Les moyens employés sont essentiellement l'isolation verticale et le découpage horizontal de chaque niveau. Il faut en effet toujours être en mesure de remplacer chaque élément de la solution globale pour que le service au client final ne s'interrompe pas. L'isolation est assurée par des normalisations existantes ou à inventer, et est obligatoire car les 4 niveaux étant de nature différentes, ils ne peuvent s'interpénétrer.

Même si les techniques utilisées pour atteindre ce résultat ne sont pas fixées, elles comportent généralement au moins la virtualisation et la décomposition granulaire (d'entités habituellement monolithiques). En cela, il y a un rapprochement évident avec la philosophie générale d'Unix, qui décompose toute fonction finale en briques élémentaires simples, stables et compréhensibles. Cependant, pour Unix c'est le développeur qui fait ce travail d'assemblage, alors que dans le cas du cloud c'est parfois l'utilisateur final. La transformation en cloud et donc la mise en flexibilité de ces 4 niveaux correspond aux termes généralement notés ainsi :

• Software as a Service (SaaS) : l'application est découpée en services
• Platform as a Service (PaaS) : la plateforme est granulaire
• Infrastructure as a Service (IaaS) : l'infrastructure est virtualisée
• Data as a Service (DaaS) : les données sont fournies à un endroit précis

SaaS

Le Software as a service établit une interface avec l'utilisateur. Il réalise une fonction et, pour l'utilisateur, peu importe comment il le fait, ce qui compte c'est que le service fonctionne.

La fonction logicielle est décomposée en briques élémentaires appelées services, qui peuvent être recomposées librement pour réaliser une fonction de plus haut niveau.

Par exemple dans le cas du web :

• une cartographie ajoutée dans un site de vente de biens immobiliers
• une discussion instantanée dans un site de petites annonces
• l'ajout de commentaires dans un site de publication d'articles polémiques
• l'ajout d'une vidéo dans une page internet
• etc.

Dans le cas de la vidéo, celle-ci peut provenir du serveur qui a généré la page, c'est la façon non-cloud de procéder. Mais elle peut aussi provenir d'un autre emplacement, elle est alors indépendante et devient un service. L'isolation vers l'utilisateur est assurée par les standards du W3C (URL, HTML, RSS, etc.).

Le SaaS, souvent associé au cloud computing peut aussi être vu comme un modèle économique de consommation des applications. Consommées et payées à la demande (par utilisateur et par minute d'utilisation par exemple) et non plus acquises par l'achat de licences, le SaaS peut donc à ce titre reposer sur une infrastructure informatique dans le nuage.

PaaS

La Platform as a service a pour rôle l'exécution du logiciel. Elle est composée de briques utilisant des langages de programmation de haut niveau, généralement des langages de script (console de commande, Python, SQL, serveur d'application, etc.). De nos jours, tout est réalisable avec ces langages, du traitement de l'information au calcul intensif. L'isolation provient du fait que leur fonctionnement est documenté et que cette documentation, publique, a les mêmes caractéristiques qu'une norme ; ce sont donc des standards de facto.

Flexibiliser ce niveau correspond à offrir un environnement d'exécution pour ces langages de haut niveau, tout en faisant disparaître la complexité inhérente à leur bon fonctionnement. Ce qui compte, c'est que la fonction logicielle soit assurée correctement et continuellement. On utilise pour cela des flottes (ou nuages) de serveurs. Les techniques utilisées sont variées : le basculement (fail-over), la répartition de charge (load-balancing).

IaaS

L'Infrastructure as a service crée la plateforme et exécute les langages de programmation de bas niveau (C++, C, assembleur, etc.), c'est le niveau du système d'exploitation et de l'accès aux fichiers.

L'isolation est obtenue par les normes qui lui sont propres, par exemple POSIX dans le cas d'Unix. Des connecteurs réseau sont utilisés préférentiellement aux connecteurs vers les ressources locales, qui n'existent pratiquement plus.

En cloud, la flexibilité et la granularité sont obtenues par la virtualisation du système d'exploitation. La plateforme, où qu'elle soit, est exécutée par des machines virtuelles et les ressources peuvent êtres allouées et relibérées à la demande, sans interruption.

DaaS

Le Data as a Service sous-entend qu'un service peut fournir des données de qualités à un endroit précis. Ces données sont nettoyées, enrichies et à disposition de différents systèmes, applications ou utilisateurs, quel que soit l'endroit où ils sont dans leur organisation ou sur le réseau.

Concepts similaires

Avec la libération des données, certains éditeurs commencent à proposer des offres "Data as a Service" (DaaS) qui utilise des mashups pour agréger des informations à la demande. Par exemple, Microsoft proposera de gérer la facturation des données sur Windows Azure^[9]. La startup Française Convertigo ^[10] à exposé son offre de mashup d'entreprise sur le cloud en 2010.

Enfin, certains auteurs utilisent également le concept de Business Process as a service (BPaaS) qui consiste à externaliser une procédure d'entreprise suffisamment industrialisée pour s'adresser directement aux managers d'une organisation, sans nécessiter l'aide de professionnels de l'informatique. En 2010, les exemples les plus utilisés sont Amiando et RunMyProcess (RMP)^[11].

Historique

Au début des années 2000, le SaaS s'appelait ASP^[12]. 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^[13].

Historiquement, Amazon Web Services orienté vers les entreprises et Google orienté vers les utilisateurs grand public sont les pure players 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 l'expression « Cloud computing » naisse, les architectes de réseaux (ceux qui conçoivent les réseaux intra et inter-entreprise) schématisaient Internet par un nuage dans leurs croquis. En anglais, on parlait alors de « the cloud », ce qui signifiait à peu de choses près l'Internet que nous connaissons. Ce nuage évoquait alors une connexion vers une quantité indéfinie d'utilisateurs et non pas des services tel que nous l'entendons maintenant.

En 2009, moins de 10 % des entreprises interrogées mentionnent recourir déjà à des services de cloud computing dans le domaine de l’hébergement de leurs infrastructures et applications informatiques^[14]. D’ici 2011 et au-delà, les entreprises devraient porter un intérêt de plus en plus soutenu à ces services puisque, selon le type de cloud computing envisagé (privé interne, privé externe ou public), elles devraient être entre une sur deux et une sur trois à y recourir. La tendance semble néanmoins en faveur des clouds privés internes même si les entreprises ne se limitent pas obligatoirement à ces services et devraient sans aucun doute combiner les solutions entre elles.

Depuis le printemps 2009, l'Open cloud manifesto réunit des éditeurs qui estiment que le cloud computing devrait être ouvert^[15]. Contrairement à Microsoft et Google qui ne l'ont pas signé^[16]. Quatre éditeurs de logiciels libres (IELO, Mandriva, Nexedi et TioLive) ont fondé la Free Cloud Alliance (FCA) le 25 mars 2010^[17]. Cette dernière propose une offre globale réunissant Iaas, Paas et SaaS, constituée de tous les composants libres nécessaires aux applications progiciel de gestion intégré (ERP), gestion de la relation client (CRM) ou gestion de la connaissance (KM)^[18].

Le 22 novembre 2010, le gouvernement des USA a lancé sa politique de cloud prioritaire : des économies substantielles sont attendues sur son budget annuel informatique de $80 milliards, par la consolidation d'au moins 40% des 2 100 data centers d'ici 2015^[19].

Dans le cadre des investissements d'avenir, le gouvernement français a signé à l'été 2011 un protocole d'accord avec Dassault Systèmes, Orange et Thalès pour mettre en place un consortium fournissant aux entreprises et administrations un cloud sécurisé^[20].

Applications

Systèmes de cloud computing

Il existe déjà plusieurs systèmes de cloud computing tels qu'Amazon EC2, Windows Azure ou Google App Engine et différentes API permettant de communiquer avec ces systèmes. L'API d'Amazon, Amazon EC2, est sans doute la plus populaire du fait de son service lancé avec un support publicitaire important. Plusieurs outils sont donc compatibles avec cette API, mais à partir de septembre 2011, Apple. Inc sort iCloud, le système de sauvegarde de l'iPhone, iPad, iPod Touch et Mac gratuit, la fonction permettra de conserver sur le site de MobileMe : 5Go de mémoire, mais, au delà de 5Go, le service deviendra payant.

• Abiquo^[21]
• CA 3Tera AppLogic
• Cloud.com (formerly VMOps^[22])
• DotRiver, service managé complet pour la virtualisation des postes de travail composé exclusivement de solutions open source.
• ElasticHosts ElasticStack^[23],[24]
• Enomaly ECP
• Eucalyptus, système libre utilisant de la virtualisation Xen et le langage Java. Il est distribué avec la version d'Ubuntu 9.04 Jaunty Jackalope (sortie en avril 2009).
• Flexiant Extility^[25]
• gEclipse est un système libre de gestion de nuage et de grille informatique utilisant Eclipse. Il est compatible avec les systèmes Amazon EC2 et S3. Il utilise également le langage Java.
• HP Cloud System ^[26]
• InContinuum CloudController^[27]
• Mezeo (Storage only)^[28]
• NetSuite CRM+ERP ^[29]
• OnApp^[30]
• Oracle Optimized Solution for Enterprise Cloud Infrastructure. Une solution packagée basée sur Oracle VM / Sun Blade & Sun ZFS^[31]
• OpenStack.org
• Parallels
• Systancia, solution intégrée qui combine virtualisation de postes de travail et virtualisation d’applications dans une seule console d’administration.
• VMware vCloud
• Witsbits Go Cloud^[32]
• Zimory^[33]

Applications logicielles

Les logiciels en ligne tels que Google Apps, Office Web Apps ou LotusLive (IBM) par exemple, peuvent être perçus comme la partie logicielle émergée de cette nouvelle manière de concevoir l'informatique. De même, les systèmes d'exploitation pourraient être proposés à distance grâce aux technologies de virtualisation.

Stockage

Les services de stockage en ligne permettent de stocker des données et des documents sans avoir à augmenter continuellement le nombre de serveurs ou la taille des SAN.

Les services suivants reposent sur le cloud computing :

• Amazon Simple Storage Service
• Dotspirit
• Dropbox
• Gaikai
• Google Storage
• Live Mesh (Live Desktop component)
• MobileMe (iDisk component)
• iCloud
• Ubuntu One
• Windows Azure storage
• Wuala
• Box

Principaux acteurs

HP, Cap Gemini, Amazon, Google, IBM, Intel, Oracle, Red Hat, T-Systems, Osiatis et Microsoft figurent parmi les principales entreprises du secteur^[34].

Fin juillet 2008, Intel, Hewlett Packard et Yahoo! ont noué un partenariat visant à promouvoir la recherche dans le domaine du Cloud Computing^[35]. La première initiative concerne la création d'un environnement distribué (Cloud Computing Test Bed) facilitant la recherche et les tests de logiciels, d'administration de data centers et de matériels associés à l'informatique dans le nuage à une échelle jamais atteinte. Pour cette opération, les trois partenaires ont associé l'Infocomm Development Authority of Singapore (en), l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et l'Institut de Technologie de Karlsruhe.

Infrastructure

La majorité des infrastructures d'informatique dans le nuage se compose des services fournis par la prochaine génération de centres de traitement des données qui reposent sur des technologies de virtualisation du calcul et du stockage.

La généralisation des connexions Internet à haut débit permet d'optimiser les temps de réponse de l'infrastructure centralisée.

Conséquences

En ce qui concerne le marché des services informatiques, le développement du cloud computing devrait entraîner la cannibalisation des acteurs traditionnels, en particulier ceux dont les clients sont des PME et des TPE. Le modèle SaaS donne un avantage certain aux gros fournisseurs de services dont les prix sont très liés aux volumes^[36]. Le modèle IaaS quant à lui nécessite des investissements conséquents que seuls quelques acteurs ayant des capacités financières suffisantes, au-delà des compétences, pourront assumer.

Un déplacement des effectifs informatiques vers les hébergeurs et opérateurs de clouds est également à prévoir car les profils techniques et commerciaux recherchés y sont différents.

Par ailleurs, même si le mode de commercialisation du cloud computing repose encore beaucoup sur de la contractualisation en ligne en direct sans passer par des revendeurs, il semble que progressivement les acteurs du marché s'appuient sur des réseaux de revendeurs spécialisés et que le canal indirect devienne incontournable^[37]. Ces approches favorisent le développement d'écosystèmes avec des profils de revendeurs nouveaux. Elles poussent les revendeurs plus traditionnels à évoluer sachant que la commercialisation de solutions de cloud computing peuvent être une opportunité pour eux d'offrir des services à valeur ajoutée, sources de marge conséquentes (conseil, paramétrage, intégration, formation et support client).

Avantages

La mutualisation du matériel permet d'optimiser les coûts par rapport aux systèmes conventionnels et de développer des applications partagées sans avoir besoin de posséder ou de louer chez un hébergeur ses propres machines dédiées au calcul. 20 à 25% d’économies pourraient être réalisées par les gouvernements sur leur budget informatique s’ils migraient vers le cloud computing^[38]. Comme pour la virtualisation, l'informatique dans le nuage est plus économique grâce à son évolutivité. En effet, le coût est fonction de la durée de l'utilisation du service rendu et ne nécessite aucun investissement préalable (homme ou machine). Notons également que l'élasticité du nuage permet de fournir des services évolutifs et donc de supporter les montées de charges.

Par exemple, Salesforce.com, pionnier dans le domaine de l'informatique dans le nuage, gère les données de 54 000 entreprises, et leurs 1,5 million d'employés, avec seulement 1 000 serveurs (mars 2009).

De plus, et c'est un argument mis en avant par les fournisseurs d'application en nuage, les services sont extrêmement fiables car basés sur des infrastructures performantes possédant des politiques efficaces de tolérance aux pannes (notamment des répliques).

Inconvénients

L'ONG Greenpeace dénonce, dans son rapport 2010 sur l'impact écologique du secteur informatique^[39], les impacts négatifs de l'informatique en nuage (voir article informatique et développement durable).

D'autres problèmes sont soulignés :

• La sécurisation de l'accès à l'application entre le client et le serveur distant. On peut aussi ajouter le problème de sécurité générale du réseau de l'entreprise : sans cloud computing, une entreprise peut mettre une partie de son réseau en local et sans aucune connexion (directe ou indirecte) à Internet, pour des raisons de haute confidentialité par exemple. Dans le cas du cloud computing, elle devra connecter ces postes à Internet (directement ou pas) et ainsi les exposer à un risque d'attaque ou a des violations de confidentialité.

• Les entreprises perdent la maîtrise de l'implantation de leurs données ainsi que du cycle de vie des applications.

Il est tout à fait possible de stocker les données sensibles des entreprises dans des espaces sécurisés en intra-extra entreprises, de manière à éviter à la fois les risques liés au stockage sur des serveurs externes et ceux liés à l'acheminement des données jusqu'à ces serveurs^{[réf. nécessaire]}.

• Les questions juridiques posées notamment par la propriété d'abstraction sur la localisation des données du Cloud Computing^[40].

• Le Cloud Computing pose aussi des problèmes sur le plan des assurances, notamment lorsqu'une entreprise fait valoir une perte d'exploitation suite à une défaillance de son fournisseur. Là où une seule compagnie couvrait un risque, la compagnie d'assurance de la société offrant l'architecture Cloud intervient en plus, ralentissant fortement les indemnisations.

• Le client d'un service de cloud computing devient dépendant de la qualité du réseau pour accéder à ce service. Aucun fournisseur de service cloud ne peut garantir une disponibilité de 100%^[41].

Critiques

Pour Richard Stallman^[7],[42], à l'origine de GNU, l'informatique dans le nuage « est un piège », ses utilisateurs perdant le contrôle de leurs applications. Ce militant du logiciel libre y voit un concept publicitaire sans intérêt, rejoignant les critiques exprimées par Larry Ellison, fondateur d'Oracle, selon lequel il s'agit d'un phénomène de mode^[43].

Annexes

Articles connexes

• Google Chrome OS
• Jolicloud
• EyeOS
• Amazon Web Services
• Windows Azure
• Calcul distribué
• Grille informatique
• Grappe de serveurs

Liens externes

• Le cloud expliqué aux nuls
• Qu'est-ce que le cloud ? (vidéo)
• une définition pragmatique du Cloud

Bibliographie

• Cloud Computing, Une rupture décisive pour l'informatique d'entreprise, Guillaume Plouin, Collection InfoPro, Dunod, 2011
• Livre blanc du cloud computing par le Syntec numérique, 5 mai 2010^[44]
• Livre blanc du cloud economics par Microsoft, novembre 2010^[45]
• Livre blanc Partenaires : enjeux du Cloud computing^[46]du cloud et la distribution (PAD et Markess, coprésidents de la commission Eurocloud France, IT partners 2011^[47].
• Livre blanc Quelle est la place pour la distribution indirecte sur le marché du SaaS ? par ADEN, Compubase et Orange Business Services, janvier 2011^[48].

Notes et références

• Portail de l’Internet
• Portail de l’informatique