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Etude, conception et implémentation d'un cluster low-cost haut disponibilité de Raspberry Pi 3

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par Rodrigue Tchuenche
Institut Africain d'Informatique (IAI) - Ingénieur 2016
  

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Chapitre5

ÉVALUATION DU CLUSTER ET

CONDUITE DU PROJET

48

Introduction

Dans ce chapitre consacré à l'évaluation du cluster et conduite du projet, nous allons dans une première phase évaluer le cluster, et dans la suite nous présenterons la conduite du projet.

5.1 Protocole d'évaluation

Nous allons dans cette section définir comment évaluer et valider notre cluster serveur par rapport aux serveurs standard. L'évaluation de notre cluster se fera sur trois aspects :

-- Évaluation par rapport au cout :

Ici nous allons évaluer le cout de réalisation de notre cluster et le comparer au cout d'un serveur standard.

-- Évaluation par rapport à l'énergie:

Ici nous allons évaluer la consommation en énergie de notre cluster et la comparer à celle d'un serveur standard.

-- Évaluation par rapport à la performance : Ici nous allons évaluer la performance sur la répartition de charge réseau et sur la haute disponibilité du cluster.

La vérification de la répartition de charge consistera à lancer plusieurs requêtes de connexions sur le serveur maitre actif (dans notre cas 172.16.0.50) et vérifier la répartition sur les serveurs esclaves hébergeant les applications.

La vérification de la haute disponibilité consistera à faire tomber le noeud maitre actif et vérifier que la connectivité reste effective et en temps réel. C'est à dire vérifier que le noeud maitre passif est devenu actif et a pris le relai de façon automatique.

49 IAI Gabon

c~Tchuenché Rodrigue Élève Ingénieur En Informatique 49

5.2 Évaluation du cluster

5.2.1 Évaluation de l'énergie

Le Raspberry Pi répond aux deux critères : minuscule et très peu énergivore, pour l'alimenter il faut un chargeur de smartphone du genre mini usb, il est recommandé du 700 mA sur 5v, ce qui nous donne comme puissance :

NB : Dans nos calculs, nous ne tenons pas compte des résistances effets joules ce qui rend nos réponses à des valeurs approximatives.

P=U*I

P=5v*0.7A = 3.5 Watts = 0.0035 KW

Évaluons sa consommation électrique journalière d'un Raspberry Pi (24h) :

E=P*t

E=0.0035kw*24h = 0.084 KWh

Pour les dix (10) Raspberry Pi, l'energie donne (soit Et) :

Et = 0.084 KWh * 10 = 0.84 KWh

Évaluons la consommation énergétique journalière d'un switch :

Un switch TP link 16 ports a les caractéristiques en puissance : environ 9.26W

Sa consommation électrique journalière :

E=P*t

E=0.00926kw*24h = 0.2222 KWh

Au total, notre cluster à globalement une consommation électrique journalière d'environ :

Etotal = 0.84 + 0.2222 = 1.06224 KWh

Contrairement à un serveur standard comme Super Micro qui consomme dans les 1200 Watts soit environ

E=P*t

E=1.2kw*24h = 28.8 KWh par jour

50 IAI Gabon

 

Cluster Réalisé

Serveur Standard (Cas du Super Micro)

Consommation journalière

1.06224 KWh

28.8 KWh

 

TABLE 5.1 - Comparaison consommation d'énergie

5.2.2 Évaluation coût du cluster

Pour monter notre cluster, nous avons fait les dépenses suivantes :

Matériel

Prix unitaire

Nombre

Prix Global

Raspberry Pi 3

25.300 Fcfa

10

253.000 Fcfa

Carte MicroSD 8 Go

10.000 FCA

6

60.000 Fcfa

Carte MicroSD 32 Go

20.000 Fcfa

4

80.000 Fcfa

convertisseur 12V - 5V

7500 Fcfa

5

37.500 Fcfa

Batterie Véhicule 40Ah

50.000Fcfa

1

50.000 Fcfa

Switch

65.000 Fcfa

1

65.000 fcfa

Câble RJ45

500 Fcfa /m

20 m

10.000 Fcfa

Connecteur RJ54

6500 Fcfa

1 paquet

6.500 Fcfa

Logistique

100.000Fcfa

 

200.000Fcfa

Prix Total

762.000 Fcfa

 
 
 

TABLE 5.2 - Table dépenses

 

Cluster Réalisé

Serveur Standard (Cas du Super Micro)

Coût

environ 762.000 Fcfa

environ 7.000.000 FCFA

 

TABLE 5.3 - Comparaison coût

5.2.3 Évaluation Performance Cluster

En suivant le protocole défini plus haut, la répartition de charge et la haute disponibilité sont effectives. En effet, nous avons lancer plusieurs connexion Odoo et avons brusquement mis le serveur maitre haut réseau. L'ensemble a continué de fonctionner sans problème. Et nous avons par la suite vérifier la répartition de charge qui était bien effective.

5.3 Conduite du projet

Cette partie porte sur l'organisation de notre projet et s'articule en quatre points :

-- les intervenants dans le projet

-- le découpage du projet

-- la planification et le diagramme de GANTT

-- l'estimation des charges et des coûts du projet.

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51 IAI Gabon

5.3.1 Les intervenants dans le projet

Un projet informatique est certes une aventure technologique, mais aussi une aventure humaine dans laquelle s'effectuent plusieurs rencontres de personnes d'horizons divers. La réussite d'un tel projet passe donc par une organisation efficace de l'équipe de projet. Le maître d'ouvrage (MOA), est l'entité porteuse du besoin, définissant l'objectif du projet, son calendrier et le budget consacré à ce projet. Dans notre cas, ce rôle a été joué par :

· Mr NJIOMO Luc Prosper Chief Executive Officer of MYRABILYS Sarl; maitre de stage, il a contrôlé l'avancement de ce projet de bout en bout et nous a permis de cerner les problématiques liées à l'analyse et la conception de ce projet et les méthodes statistiques utilisées dans ce domaine.

· Dr NOUSSI Roger Enseignant permanent à l'IAI, notre superviseur. Nous lui avons présenté le travail que nous avons effectué et nous nous sommes soumis à ses orientations, propositions et corrections pour le bon déroulement du projet

· Nous même Le maître d'oeuvre (MOE) est le garant de la réalisation technique de la solution à mettre en place. Dans notre projet, cette tâche a été réalisée par nous-même en tant que stagiaire ingénieur.

5.3.2 Découpage du projet

Découper un projet en phases permet de pouvoir mieux le conduire à terme en respectant les impératifs de qualité, de coûts et de délais. Chaque phase est découpée en tâches et accompagnée d'un bilan de fin d'étape destinée à la validation de la phase écoulée avant de passer à la phase suivante. Le découpage de notre projet en phases et en tâches est présenté dans le tableau ci-dessous :

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No

Phases

Tâches

1.

Étude préliminaire

Prise de contact et interviews

 

2.

Étude de quelques concepts liés au sujet

Notion de Raspberry

 
 
 

3.

Analyse et Conception

État de l'art Solutions cluster existante

 
 
 
 
 

4.

. Mise en oeuvre du clustrer

Recherche Matériels utilisés

 
 
 
 
 
 
 

5.

Étude évaluatrice et conduite du projet

Évaluation coût

 
 
 

6.

Documentation

Rédaction Mémoire

 

TABLE 5.4 - Découpage des tâches

5.3.3 Diagramme de GANTT

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FIGURE 5.1 - Diagramme de GANTT

FIGURE 5.2 - Diagramme de GANTT next

5.4 Bilan et perspectives 5.4.1 Bilan

Ce stage nous a permis de revisiter et de mettre en pratique les connaissances acquises durant notre formation notamment en réseaux, en système d'exploitation et en programmation. Cependant, il nous a fait côtoyer le monde de la recherche.

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54 IAI Gabon

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Toutefois, l'expérience, la disponibilité de l'encadreur ont été pour nous une source d'inspiration, de formation et de clairvoyance pour le début d'une carrière fascinante. Nous avons en effet eu quelques difficultés durant le déroulement de notre travail à savoir :

-- L'acquisition de certains outils servant au montage du cluster. -- La bonne maitrise de certains concepts liés au sujet.

-- l'implémentation et l'évaluation des performances de la solution.

5.4.2 Perspectives

Notre sujet portait sur la conception, implémentation et étude d'un cluster haute disponibilité de raspberry pi et exécution des dockers swarm. Pour le faire, nous avons utilisé dix (10) Raspberry Pi 3 modèle B, ainsi en terme de perspectives, nous comptons l'implémenter avec 32 ou 64 Raspberry Pi pour espérer avoir un cluster plus puissant et plus stabilité.

Cependant, Raspberry Pi n'est pas le seul nano-ordinateur low-cost pouvant servir pour ce travail, il existe un autre « Udoo » qui est un nano-ordinateur de même taille que le Raspberry Pi mais plus puissant et légèrement plus cher que le Raspberry. Nous comptons dans la même lancé réaliser ce même type de cluster mais basé plutot sur ces Udoo. Udoo est une famille de nano-ordinateur, compatible avec Android et Linux, que l'on peut exploiter à la fois comme les systèmes embarqués pour les projets de bricolage-électronique et de faible consommation d'énergie, des nano-ordinateurs très adaptés pour un usage quotidien. 1

1. Source : http://www.udoo.org/

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