Le document traite du cloud computing et du calcul haute performance, en détaillant les modèles de services tels que SaaS, PaaS et IaaS, ainsi que leurs avantages et inconvénients. Il aborde également les enjeux de sécurité et de confidentialité dans le cloud, ainsi que les applications potentielles du HPC. En conclusion, il évoque la possibilité de coupler cloud computing et HPC pour des métiers spécifiques, tout en soulignant les avancées techniques favorisant cette convergence.

1. CLOUD COMPUTING ET
CALCUL HAUTE
PERFORMANCE
Sujet présenté par :
Imène BERGAOUI
Mouna MAAZOUN
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Année universitaire 2016 / 2017

2. PLAN
I. Introduction
II. Model couche et service
III. Le HCP
IV. Le contrôle, sécurité et confidentialité
V. Conclusion
I. Introduction
II. Model couche et service
III. Le HCP
IV. Le contrôle, sécurité et confidentialité
V. Conclusion
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3. Introduction
■ Le cloud computing ou l’Informatique en Nuage ou encore Infonuagique désigne une
infrastructure informatique dans laquelle les données et les logiciels sont conservés et
traités à distance dans le data center
du fournisseur d’informatique en nuage ou dans
des centres interconnectés au moyen d’une
excellente bande passante indispensable
à la fluidité du système, accessibles en
tant que service par le biais d’Internet.
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4. PLAN
I. Introduction
II. Model couche et service
III. Le HCP
IV. Le contrôle, sécurité et confidentialité
V. Conclusion
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5. Modèle en couche et services
■ Client: laptop, téléphone, navigateur ...
■ Application: “Software as a Service (SaaS)” bureautique, web-mail(gmail),
flickr ...
■ Plateforme (logicielle): “Platform as a Service (PaaS)”, pile logicielles,
GoogleApp Engine, Azure Services Platform, MapReduce, DB.
■ Infrastructure: “infrastructure as a service” (IaaS) : instrastructure de calcul
“computing”
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6. Modèle en couche et services
L’architecture des différents acteurs du Cloud :
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7. Modèle en couche et services
1. SaaS (Software as a Service)
■ SaaS, ou Software as a Service, se réfère à tout service Cloud permettant aux clients d'avoir
accès à des applications logicielles sur Internet. Ces applications sont hébergées dans le Cloud et
peuvent être utilisées pour un large éventail de tâches, tant par les personnes privées que par les
organisations. Google,Twitter, Facebook et Flickr sont tous des exemples de SaaS, où les
utilisateurs peuvent avoir accès aux services via n'importe quel appareil disposant d'une
connexion à Internet.
Avantages : Pas de coûts d'équipements
supplémentaires, pas de frais d'installation, mises à
jour automatiques, accessible depuis partout.
Inconvénients : limitation par définition au logiciel
proposé. Pas de contrôle sur le stockage et la
sécurisation associés au logiciel, réactivité des
applicationsWeb pas toujours idéale,
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8. Modèle en couche et services
2. PaaS (Plateforme as a service)
■ Platform as a Service, souvent appelé simplement PaaS, est une catégorie de services de Cloud
computing qui fournit la plateforme et l'environnement informatique nécessaire aux
développeurs pour mettre en place leurs différents services et applications sur Internet. Les
services PaaS sont hébergés dans le Cloud et les utilisateurs y accèdent simplement, par leur
navigateur web.
■ Les services Paas permettent aux utilisateurs de créer des applications logicielles en utilisant les
outils fournis par le fournisseur. Ils peuvent prendre la forme de fonctionnalités préconfigurées
auxquelles les clients peuvent souscrire,
en ne choisissant que celles qui conviennent à leurs exigences.
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Avantages : déploiement automatisé, pas de logiciel
supplémentaire à acheter ou à installer.
Inconvénients : limitation aux technologies (ex:
Python ou Java pour googleAppEngine, .Net pour
MicrosoftAzure). Convient uniquement au
ApplicationWeb.

9. Modèle en couche et services
3. IaaS (Infrastructure as a service)
■ La définition du service comprend des offres telles que l'espace serveur, de la bande passante,
des adresses IP, etc. Physiquement, les ressources hardware proviennent d'une multitude de
serveurs et de réseaux généralement distribués à travers de nombreux datacentres, que le
fournisseur de services Cloud a la responsabilité d'entretenir. Parallèlement, l'accès aux
composants virtualisés est donné à l'entreprise cliente afin que celle-ci puisse construire ses
propres plateformes IT.
■ L‘IaaS peut être utilisée par les entreprises clientes pour créer des solutions informatiques à des
coûts avantageux et facilement extensibles, dans la mesure où la complexité et les coûts
inhérents à la gestion du matériel informatique sous-jacent
sont externalisés au fournisseur Cloud.
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Avantages : grande flexibilité, contrôle total des
systèmes, ce qui permet d’installer tout type de
logiciel métier.
Inconvénients : Besoin d’administrateur système
pour les solutions des serveurs classiques sur site.

10. Modèle en couche et services
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4. Exemples des solutions orienté infrastructure
Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) est un serviceWeb qui fournit
une capacité de calcul sécurisée et redimensionnable dans le cloud. Destiné
aux développeurs, il est conçu pour faciliter l'accès aux ressources de cloud
computing à l'échelle duWeb.
Eucalyptus est un logiciel médiateur (anglais middleware) open-source pour
l'implémentation du cloud computing (ou informatique en nuage) sur
une grappe de serveurs.

11. Modèle en couche et services
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4. Exemples des solutions orienté infrastructure
Fontionalité
■ Compatible avec AmazonWeb Services API
■ Installation et déploiement avec l'outil de gestion de grappe de serveurs Rocks Linux
■ Communication sécurisée entre les processus interne via SOAP et WS-Security
■ Outils d'administration basique
■ Capacité à configurer de multiples grappes de serveurs comme un seul « cloud »

12. Modèle en couche et services
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4. Exemples des solutions orienté infrastructure
Eucalyptus architecture :
■ Cloud Controller
■ Cluster Controller
■ Walrus
■ Storage Controller
■ Node Controller

13. PLAN
I. Introduction
II. Model couche et service
III. Le HCP
IV. Le contrôle, sécurité et confidentialité
V. Conclusion
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14. Le HCP (High Performance Computing)
■ Le calcul intensif, ou calcul haute performance, est un domaine qui rassemble les outils matériels et
logiciels nécessaires à l’exécution d’applications et de techniques complexes utilisées dans divers domaines
académiques et industriels tels que les hydrocarbures, l’industrie pharmaceutique, l’imagerie médicale, la
météorologie et les simulations physiques. Le terme HPC est aussi utilisé pour se référer aux différentes
architectures parallèles existantes actuellement : les super-calculateurs, les clusters, les grilles de calcul et
les processeurs graphiques (GPUs).
■ Le HPC se caractérise par :
• Performances
• Maitrise des workloads (tâches)
• Gestionnaire de tâches et de ressources
• Contrôle, Sécurité et confidentialité
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15. Le HCP (High Performance Computing)
■ Dans la mesure où les besoins de débordement sur une infrastructure extérieure pour des besoins de
puissance de calcul présentent un intérêt certain pour de nombreux clients HPC, les offres de Cloud
ne pourraient-elles pas répondre à ce type de besoin ?
■ Le HPC présente malheureusement un certain nombre de contraintes :
 Dans la mesure où l’adhérence fine entre les couches logicielles et le matériel est un enjeu dans le
monde du calcul, l’utilisation d’une couche de virtualisation pose un problème à nombre d’experts,
particulièrement en termes d’impact sur les performances.
 Le pilotage (scheduling de batchs de calculs) repose sur la visibilité fine de la disponibilité des
ressources matérielles. Il a pour but de dédier ponctuellement les ressources à un calcul donné plutôt
que de les partager (ce qui est quand même le fondement du Cloud).
 Les temps de transferts de données potentiellement volumineuses entre différents clusters de calcul
peuvent s’avérer prohibitifs.
■ Qu’en est-il de la virtualisation de la puissance de calcul ?
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16. Le HCP (High Performance Computing)
■ Bénéfice n°1 : Performance –Tout comme dans le cas des usages Cloud, le recours à
une puissance de calcul virtualisée sans limite repousse le champ des possibles. Sur
des calculs hautement parallélisés, les performances peuvent être multipliées par un
facteur 100 !
■ Bénéfice n°2 : Compétitivité – les gains obtenus vont au-delà des gains de
productivité. Cela se traduit par un regain immédiat en termes de compétitivité avec
des ressources qu’un entreprise n’aurait pas les moyens de s’offrir en interne.
■ Bénéfice n°3 : Innovation – Mieux encore, l’accès à des ressources sans limite permet
d’accroître de façon exponentielle les capacités d’innovation d’une entreprise délivrée
des freins de son infrastructure matérielle, logicielle et infrastructure, en donnant à ses
concepteurs et développeurs les moyens de leur imagination et créativité.
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17. PLAN
I. Introduction
II. Model couche et service
III. Le HCP
IV. Le contrôle, sécurité et confidentialité
V. Conclusion
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18. Le contrôle / sécurité / confidentialité
Qui contrôle quoi ?
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19. Le contrôle, sécurité et confidentialité
Et la sécurité ?
■ La sécurité doit être une partie intégrante, mais configurable séparément du tissu du
Cloud privé, conçu comme un ensemble à la demande, et avec des services élastiques
et programmables. Pour atteindre cet objectif, la sécurité du Cloud doit afficher ces
différents attributs :
Élasticité sur demande des
services
Infrastructure programmable
Les politiques de sécurité
logique
Configuration de la gestion des
principes de sécurité

20. Le contrôle, sécurité et confidentialité
1. Élasticité sur demande des services
■ La sécurité doit être livrée comme un service plutôt que comme un ensemble de
produits cloisonnés au sein des appareils physiques. Comme d'autres services de Cloud
computing, il doit être livré « à la demande » pour protéger les données et les projets
quand et où la protection est nécessaire.
2. Infrastructure programmable
■ Les services de sécurité qui sont appliqués au Cloud doivent être ouverts à la
programmation.
■ Avec l'infrastructure de sécurité programmable, les services devraient être accessibles
à l'aide des API RESTful. Ces services sont indépendants du langage de
programmation et du système.

21. Le contrôle, sécurité et confidentialité
3. Les politiques de sécurité logique
■ Comme les services de sécurité sont déployés dans les data centers virtualisés et des
Clouds privés, les politiques de sécurité doivent être coupées de l'infrastructure
physique et liées à la logique plutôt que les caractéristiques physiques. En supprimant
les politiques de sécurité statiques (associée à des caractéristiques statiques), les
évaluations de sécurité seront livrées plus rapidement.
4. Configuration de la gestion des principes de sécurité
■ Il est de meilleur usage d’être en mesure de configurer les niveaux de sécurité des
applications à partir de Clouds privés. Les contrôles de logiciels doivent être maintenus
quand ils sont virtualisés, la séparation des tâches assignées au logiciel devrait
également être maintenue.

22. PLAN
I. Introduction
II. Model couche et service
III. Le HCP
IV. Le contrôle, sécurité et confidentialité
V. Conclusion
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23. Conclusion
■ Pour conclure, joindre le Cloud Computing et le calcul haute performance est possible.
■ Les applications avec un couplage faible (peu d’interactions entre les différents
threads de calcul) et des données en majorité locales à chaque calcul sont des cibles
privilégiées pour bénéficier des technologiesCloud.
■ Certains métiers (Life Sciences, EDA, Finance…) utilisateurs traditionnels de clusters
HPC, peuvent d’ores et déjà sérieusement l’envisager comme solution ponctuelle de
débordement pour leurs calculs. Il existe des solutions techniques opérationnelles
pour prendre en compte leurs besoins spécifiques de performance et de transfert de
données.
■ Notons pour terminer que les avancées récentes dans l’implémentation
d’architectures réseau de type SDN (Software Defined Network) ne peuvent que
faciliter le développement et l’adoption de services de type Cloud Bursting for HPC.
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24. Merci pour votre attention
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25. BEBLIOGRAPHIE
• NIST Cloud Computing Reference Architecture - NIST Cloud Computing
Reference Architecture
• CourVirtualisation et cloud – Noureddine Grassa
• La construction des Business Models des fournisseurs de services
d’infrastructure Cloud Computing (IaaS) - Franck Leon
• https://cloud-computing.developpez.com/tutoriels/debutant
• http://nicolas-zozol.developpez.com/tutoriels/solutions-entreprise/quelques-
opportunites-grace-cloud-computing/
• https://fr.wikipedia.org/wiki/Eucalyptus_(informatique)
• https://aws.amazon.com/fr/ec2/
•