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Réduction des coà»ts d'investissement avec la mise en place d'un environnement de virtualisation en production à  la DTAI

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par Cheikh Saadbouh Tall
Ecole Supérieure de Technologie et de Management de Dakar - Diplôme d'Ingénieur Technologue en Génie Logiciel et Téléinformatique 2006
  

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PARTIE 2 : ETUDE PREALABLE

Partie 2

I. Analyse de l'existant

La division de la production où nous avons effectué notre stage gère tout le matériel informatique du Ministère de l'économie et des finances, ainsi que tout le réseau et les transferts de données. C'est-à-dire qu'il intervient au niveau des utilisateurs en gérant leurs comptes, la distribution des applications, les comptes messageries, la sauvegarde des fichiers, elle est aussi responsable de l'exploitation des données informatiques. Une des principales activités est aussi d'offrir et maintenir un bon niveau de service pour les utilisateurs. Concrètement, dès qu'un utilisateur rencontre des problèmes au niveau matériel, application bureautique, stockage, réseau etc. La Division a donc pour responsabilité de gérer le réseau du ministère en assurant :

Ø au quotidien une bonne qualité de service en veillant à ce que les serveurs fonctionnent afin de permettre aux utilisateurs de pouvoir se servir au mieux de leur équipement informatique (messagerie, dossiers réseaux etc....).

Ø le maintien des équipements : en mettant le parc informatique à jour par du matériel et des logiciels plus récents, améliorer les liaisons (Ligne Spécialisée, Fibre Optique).

Ø la sécurité : face aux intrusions et virus venant de l'extérieur et également de l'intérieur (FireWall, antivirus, mise à jour des correctifs de sécurité : postes clients et serveurs)

Dés le début du stage nous avons effectué une visite à la salle des serveurs de la D.T.A.I. L'inventaire du matériel a permis de recenser l'ensemble de tous les serveurs de entrant dans le cadre de la virtualisation. Cette étape consistait en un recensement des parcs matériel et applicatif et à les mettre en relation afin de déterminer les ressources (processeur, réseau, entrées/sorties) utilisées par chaque application.

Cette salle comprenait 8 serveurs. Le tableau ci-dessous recense les serveurs trouvés ainsi que leurs caractéristiques :

Serveurs

Caractéristiques

Web

*CD1

*CD2

Anti-virus

Websense

Relais SMTP

Mail

DNS interne

Marque

Hp proliant ml 350

Hp proliant ml 350

Compaq

Proliant

Ml 350

IBM

eServer

Xseries

226

Hp proliant ml 350

Dell

PowerEdge 1500SC

Hp proliant ml 350

Compaq ml 370

Processeur

Intel Xeon

 
 

Intel Xeon

Intel Xeon

Intel Pentium III S

Inet Xeon

Intel

Pentium III

Nombre de processeur supporté

1

 
 

1

1

1 à 2

 

1

Fréquence du processeur

2.2GHz

2.8GHz

 

2.8 GHz

2.8GHz

1.13 GHz

2.8 GHz

800 MHz

Norme mémoire

DDR2-Pc5300

 
 

DDR2

Pc 5200

DDR2-Pc5300

PC-133

 

Sdram

Type mémoire

DDR2-SDRAM

 
 
 

DDR2-SDRAM

SDRAM-ECC

 
 

Taille mémoire

2.19Go

1.0 Go

 
 

1Go

2Go

1Go

512Mo

Taille disque dur

80Go

170 Go

 

100Go

60Go

20Go

 
 

Mode raid supporté

0,0+1, 1,5

 
 
 

0,0+1, 1,5

Non pris en charge

 
 

Lecteur optique

Lecteur DVD

 
 

Lecteur cd

Lecteur DVD

Lecteur cd-ide

 
 

Lecteur disquette

oui

 
 

non

oui

oui

 
 

Controleur réseau intégré

oui

 
 

oui

oui

oui

 
 

Puissance de l'alimentation

800 watts

 
 

800 watts

800 watts

350 watts

 
 

Alimentation redondante

non

 
 

non

non

non

 
 

Norme réseau

10/100/1000 Mbps Gigabit Ethernet

 
 

10/100/1000 Mbps Gigabit Ethernet

10/100/1000 Mbps Gigabit Ethernet

10/100

/1000 Mbps

 
 

Format boitier

Tour

 
 

Tour

Tour

 
 
 

Hauteur

 557 mm

 
 
 

 557 mm

43.9 cm

 
 

Largeur

217 mm

 
 
 

27,24kg

26.1 cm

 
 

Poids

27,24kg

 
 
 

27,24kg

15.8 kg

 
 

Système d'exploitation

Windows 2003 server

Entreprise Edition

windows 2000 Advanced server

 
 

Windows 2003 server Entreprise Edition

Windows 2000 Advanced Serveur

Windows 2003 server Entreprise Edition

Windows 2003 server Entreprise Edition

Prix

1 656,50 € soit 1084680

FCFA

1 656,50 € soit 1084680

FCFA

1 656,50 € soit 1084680

FCFA

 

1 656,50 € soit 1084680

FCFA

 

1 656,50 € soit 1084680

FCFA

1 656,50 € soit 1084680

FCFA

Tableau1 : Inventaire des serveurs de la DTAI

La figure suivante correspond au réseau informatique du Ministère de l'Economie et des Finances

FIG 2.1.1- architecture WAN du Ministère de l'Economie et des Finances de la République du Sénégal

FIG 2.1.2- architecture serveurs avant virtualisation DTAI

II. Evaluation des contraintes

Les agents de la Division de la Production intervenant au support technique ont aussi pour mission de résoudre et de faciliter tous les problèmes liés à l'administration, notamment la mise en réseau et la connexion, la gestion des utilisateurs, la sauvegarde des données, les problèmes de sécurité et d'attaques mal intentionnées et virales. Ils ont en charge la partie système du mainframe de la D.T.A.I et du système GAINDE de la Douane.

Dans ce contexte, Le rôle des administrateurs systèmes de la DTAI, consiste donc à gérer le triplet: matériel, logiciels et usagers.

Si les utilisateurs finaux sont l'objectif même de leur travail, les services offerts nécessitent la gestion de serveurs basés sur:

Ø un matériel

Ø un système et ses pilotes.

Ø des logiciels.

L'évolution des besoins évoluant avec le temps, le parc matériel installé n'est pratiquement jamais homogène. Les administrateurs systèmes doivent obligatoirement gérer les relations de compatibilité suivantes pour chacun de ces serveurs:

Ø matériel - version de microprogrammation (firmware),

Ø version de microprogrammation - pilotes,

Ø pilotes - système d'exploitation,

Ø système d'exploitation - applications,

Ø applications - services offerts à l'usager.

Parfois, un logiciel particulier nécessite une version de pilote spécifique entraînant la mise à jour de la microprogrammation du serveur.

En raison de problèmes de compatibilité entre systèmes d'exploitation ou entre applicatifs, il arrive de dédier souvent une machine physique à une seule application ou service, comme c'est le cas avec les serveurs d'antivirus, de pare-feu internet. Or ces applications et services consomment rarement plus de 10 à 15% des ressources disponibles de a machine physique sur laquelle ils sont installés. Une grande partie des ressources se retrouve ainsi inutilisée. Cette politique conduit à la multiplication des serveurs et à l'inflation des coûts (place dans les salles machine, consommation d'électricité, besoins en infrastructure réseau et stockage, ...).

Par ailleurs, les besoins en ressources systèmes d'une application donnée peuvent varier dans le temps de manière extraordinaire en fonction des heures de pointes dans une même journée. C'est le cas de la messagerie par exemple. Ils peuvent certes ajuster la configuration mémoire bien sûr, mais si leur besoin est seulement un dixième de processeur, il leur faudra un processeur entier, et donc un serveur entier, qui sera alors sous-utilisé.

Le respect de ces contraintes entraîne un coût important, donc une multiplication du nombre de serveurs et comme conséquence perverse, l'achat de nombreux serveurs bien dimensionnés, coûteux mais sous-exploités.

Parfois, l'équipement choisi ne respecte pas les contraintes de fiabilité d'un serveur. On assiste souvent à des problèmes du genre :

Ø la corruption de données entraînée par une alimentation électrique défectueuse;

Ø la confiance excessive dans un RAID 5 dont deux des disques sont défectueux, la machine et le système d'exploitation ayant signalé le défaut d'un disque depuis 1 mois sans intervention humaine;

Ø la combinaison des deux épisodes ci-dessus, mais dont la sauvegarde sur bande ne fonctionne pas, car la cassette initiale a été recyclée.

Ø Etc.

Naturellement, l'arrivée de tels événements fâcheux entraîne par la suite des problèmes difficilement gérables.

Donc l'achat d'un serveur physique fiable et certifié devient obligatoire à chaque fois qu'il faut déployer une nouvelle application en production pour répondre à des besoins nouveaux, éventuellement ponctuels, qui tendront à se multiplier. Ce qui constitue des coûts énormes pour la D.T.A.I.

III. Identification des besoins

A partir du critique de l'existant, les besoins stratégiques que nous avons eu à déceler tournent autour de deux grands volets : la volonté de réduire les dépenses en acquisition de matériels et la réduction de la complexité d'administration. Suivent ensuite la disponibilité et la flexibilité des ressources informatiques.

Nous essayons de récapituler sur les résultats attendus :

§ Consolidation des serveurs et optimisation de l'infrastructure : La mise en oeuvre de ce projet virtualisation devrait permettre leur d'accroître considérablement le taux d'utilisation des ressources en regroupant des ressources communes et en sortant du schéma « une application = un serveur ».

§ Réduction des coûts de l'infrastructure physique: Avec ce projet, nous pouvons réduire le nombre de serveurs et la quantité de matériel informatique nécessaires dans le centre de données. Cela se traduit par une diminution des frais immobiliers et des besoins en alimentation et en ventilation, entraînant une nette réduction des coûts informatiques.

§ Augmentation de la flexibilité et de l'efficacité opérationnelle: La virtualisation offre une nouvelle manière de gérer l'infrastructure informatique et peut aider les administrateurs systèmes de la DTAI à consacrer moins de temps aux tâches répétitives, telles que le provisionnement, la surveillance et la maintenance.

§ Disponibilité accrue des applications et amélioration de la continuité d'activité : nous pourrons éliminer les interruptions de service programmées et rétablir rapidement le service en cas d'interruptions non programmées. Nous pourrons également sauvegarder et déplacer en toute sécurité des environnements virtuels entiers sans interrompre le service.

IV. Etapes pour réussir le projet de virtualisation

Un projet de virtualisation s'apparente à une migration matérielle. Pour la réussir, il faut fixer les objectifs, cibler les serveurs et les applications à partir d'un état des lieux, évaluer les gains et adapter l'exploitation.

a) Fixer les objectifs

Le but principal de ce projet est essentiellement la consolidation de serveurs, synonyme d'économies sur les machines mais aussi sur la surface qu'elles occupent, leur consommation électrique et celle de l'air conditionné. La virtualisation permet aussi de gagner en souplesse lors du développement et du test d'applications, ou de l'allocation de serveurs de production.

b) Réaliser un état des lieux

Cette étape consiste à effectuer un inventaire des parcs matériel et applicatif et à les mettre en relation afin de déterminer les ressources (processeur, réseau, entrées/sorties) utilisées par chaque application. Cela permet de déterminer celles qu'il est pertinent de virtualiser. Par exemple, le serveur web qui supporte un grand nombre de transactions accapare souvent la majeure partie des ressources d'un seul serveur physique. Idem pour une infrastructure VMware desservant de nombreux utilisateurs. on leur dédiera un serveur physique plutôt que de les installer dans une machine virtuelle.

c) Calculer le retour sur investissement

Dans le cadre de ce projet de virtualisation, il s'agira de calculer l'impact du projet en termes d'économies : coûts des serveurs et de maintenance, consommation électrique, climatisation. Mais il faut également inclure dans la formule le gain lié à la continuité de service apportée par la virtualisation. L'offre VMware permet en effet d'encapsuler les machines virtuelles dans des fichiers que l'on peut sauvegarder et relancer automatiquement sur une machine distante, en quelques minutes. Cette méthode est presque aussi efficace qu'un cluster mais bien moins coûteuse. Nous reviendrons sur ce point dans la dernière partie de ce mémoire.

d) Mener la migration

De ce travail il ressort les règles à suivre pour migrer vers des serveurs virtuels. Certaines d'entre elles sont assez génériques. La mémoire et la puissance CPU devront être 10 à 15 % supérieures à celle des serveurs d'origine. En pratique, on compte six à neuf machines virtuelles par processeur ou par coeur.

e) Allocation des ressources avec plus de souplesse

Les machines virtuelles se comportent comme des machines physiques. La supervision et l'exploitation des serveurs ne change donc guère, même s'il faut évidemment se former à l'hyperviseur (VMware ou autre). Et dans le même temps, il s'agit d'un nouveau métier pour les administrateurs : au lieu d'acheter un serveur pour chaque nouvelle application, on crée une machine virtuelle en quelques instants. On peut donc répondre à des besoins nouveaux, éventuellement ponctuels, qui tendront à se multiplier. L'exploitant passera donc une bonne partie de son temps à gérer les demandes des utilisateurs tels que les développeurs ou responsables d'applications, et à adapter les machines virtuelles à des contraintes spécifiques.

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