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Etude, conception et implémentation d'un cluster low-cost haut disponibilité de Raspberry Pi 3( Télécharger le fichier original )par Rodrigue Tchuenche Institut Africain d'Informatique (IAI) - Ingénieur 2016 |
Institut Africain d'Informatique Myrabilys Technologies Sarl Etablissement Inter - Etats d'Enseignement
Supérieur Carrefour Ancienne Sobraga MÉMOIRE DE FIN DE CYCLE En vue de l'obtention du diplôme D'INGENIEUR EN INFORMATIQUE THÈME ÉTUDE, CONCEPTION ET IMPLÉMENTATION D'UN CLUSTER LOW- COST HAUTE DISPONIBILITÉ DE RASPBERRY PI 3 Réalisé par : TCHUENCHÉ Rodrigue Superviseur Maître de stage Dr. NOUSSI Roger M. NJIOMO Luc Prosper C.E.O de Myrabilys Année Académique 2015 - 2016
ÉTUDE, CONCEPTION ET IMPLÉMENTATION D'UN CLUSTER LOW-COST HAUTE DISPONIBILITÉ DE RASPBERRY PI 3 Tchuenché Rodrigue Septembre 2016 Table des matières Liste des Acronymes vii DÉDICACE xi ÉPIGRAPHE xii REMERCIEMENTS xiii AVANT-PROPOS xiv RÉSUMÉ xv ABSTRACT xvi INTRODUCTION GÉNÉRALE 1 I PARTIE 1 : Présentation générale de l'étude 2 INTRODUCTION 3 1 CHAPITRE 1 : Présentation de la structure d'accueil, du contexte et du su- jet d'étude 4 1.1 Structure d'accueil 4 1.1.1 Historique 4 1.1.2 Missions et Activités 4 1.1.3 Organigramme 5 1.2 Contexte et Problématique 7 1.3 Sujet d'étude 7 ii 2 CHAPITRE 2 : Concepts généraux liés au sujet 9 iii iii 2.1 Quelques Définitions 9 2.2 Etude de quelques concepts liés au sujet d'étude 10 2.2.1 Raspberry Pi 10 2.2.1.1 Modèle A 11 2.2.1.2 Modèle A+ 11 2.2.1.3 Modèle B 12 2.2.1.4 Modele B+ 12 2.2.1.5 Modèle 2B 13 2.2.1.6 Modèle 3B 14 2.2.1.7 Modèle Zéro 14 2.2.2 Cluster 16 2.2.2.1 Catégories de clusters 16 2.2.2.2 Architecture des Clusters 19 2.2.3 Les Dockers 21 2.2.3.1 C'est quoi un Docker? 22 2.2.3.2 Difference entre Docker et Machine Virtuelle (VM) 22 2.2.3.3 Environnement et notions de base Docker 22 2.2.4 ERP Odoo 23 2.2.4.1 Historique 23 2.2.4.2 Principaux Modules Applicatifs du logiciel Odoo 24 2.2.4.3 Architecture Logiciel d'Odoo 25 CONCLUSION 25 II PARTIE 2 : Conception, Implémentation et étude de la solution à proposer 26 INTRODUCTION 27 3 CHAPITRE 3 : Analyse et conception 28 3.1 Solution logicielle de Cluster 28 iv
v v 4.2.1.2 Configuration nom d'hôte des noeuds Raspberry Pi 43 4.2.2 Installation du moteur Docker sur chaque noeud 43 4.2.3 Création d'un container Docker, le cas du container Odoo 43 4.2.3.1 Création d'un Docker Image à partir d'un Dockerfile 44 4.2.3.2 Création des Docker Containers 44 4.2.4 Mise en oeuvre du Cluster Docker Swarm 44 4.2.5 Mise en OEuvre du Cluster de Répartition de charges et Haute Disponi- bilité 45 4.2.5.1 Mise en oeuvre de la répartition de charge 45 4.2.5.2 Mise en oeuvre Haute Disponibilité du cluster 46 CONCLUSION 47 5 CHAPITRE 5 :Évaluation du cluster et conduite du projet 48 5.1 Protocole d'évaluation 48 5.2 Évaluation du cluster 49 5.2.1 Évaluation de l'énergie 49 5.2.2 Évaluation coût du cluster 50 5.2.3 Évaluation Performance Cluster 50 5.3 Conduite du projet 50 5.3.1 Les intervenants dans le projet 51 5.3.2 Découpage du projet 51 5.3.3 Diagramme de GANTT 52 5.4 Bilan et perspectives 53 5.4.1 Bilan 53 5.4.2 Perspectives 54 CONCLUSION GÉNÉRALE 55 Les Annexes 56 .1 Annexe 1 56 vi vi .2 Annexe 2 58 .3 Annexe 3 59 .4 Annexe 4 60 .5 Annexe 5 61 .6 Annexe 6 68 .7 Annexe 7 68 .8 Annexe 8 70 .9 Annexe 9 75 .10 Annexe 10 80 Référence bibliographique 83 vii vii Liste des Acronymes
TABLE 1 - Liste des abréviations viii Liste des tableaux
ix Table des figures 2.1 Schéma Architecture D'un Cluster 10 2.2 Une carte nue du Raspberry Pi modèle A 12 2.3 Une carte nue du Raspberry Pi modèle A+ 12 2.4 Une carte nue du Raspberry Pi modèle B 13 2.5 Une carte nue du Raspberry Pi modèle B+ 13 2.6 Une carte nue du Raspberry Pi 2 modèle B 14 2.7 Une carte nue du Raspberry Pi 3 modèle B 14 2.8 Une carte nue du Raspberry Pi Zéro 15 2.9 Une carte annotée du Raspberry Pi 3 Modèle B 15 2.10 Cluster haute disponibilité 17 2.11 Cluster répartition de charges 18 2.12 Cluster calcul haute performance 18 2.13 Cluster de stockage 19 2.14 Machine Virtuelle Vs Docker 23 3.1 Architecture Haproxy 34 3.2 Architecture Haproxy/heartbeat 35 3.3 Architecture cluster à implémenter 38 3.4 Architecture cluster Docker Swarm à implémenter 38 4.1 Switch Gigabit Ethernet 40 x
xi DÉDICACE Je dédie ce mémoire à ma feue
grand-mère Paix à son âme, que la terre de nos ancêtres lui soit légère. xi xii xii ÉPIGRAPHE « Nous ne pouvons pas prédire où nous
conduira la Révolution Dave Barry xiii xiii REMERCIEMENTS Je remercie l'État camerounais pour
m'avoir donné l'opportunité de poursuivre mes
études Je tiens particulièrement à remercier ma feue
grand-mère Maman KUISSU Pauline pour Je remercie papa KOUAM Moïse et son épouse Maman Béatrice pour leur soutiens et conseils. Je remercie mes parents pour leurs amours, soutiens et conseils. À Mr NJIOMO Luc Prosper , mon
maître de stage, je dis un merci spécial pour
ses À Mr NOUSSI Roger enseignant permanent
à l'IAI, mon superviseur, je dis merci pour Aux corps administratif et enseignants de l'Institut Africain d'Informatique(IAI) pour la formation et l'encadrement reçus, je dis merci. À mes camarades de promotion plus particulièrement Apollinaire, Hervé, Mbonwouo, Etienne Willy, Franck César, Sergeo, Francine, je les remercie pour leurs soutiens, les échanges fructueux et l'ambiance qui a régné durant le stage et ses trois années de formation. À mon grand ami TANON Hervé, je dis un grand merci pour son soutien et ses conseils. J'exprime ma gratitude à mes frères, soeurs, amis et toute la famille pour leur soutiens inconditionnels. À la grande famille ASSECI (Association
des étudiants Camerounais de l'IAI), je leur À Mme NJIOMO Marcelle, pour son accueil
aussi chaleureux à chaque visite, son Enfin, à tous ceux qui, de près ou de loin, ont participé à l'élaboration de ce mémoire, je vous dis sincèrement merci xiv xiv AVANT-PROPOS L'institut Africain d'Informatique (IAI) est un établissement Inter-états d'enseigne-ment supérieur créé en 1971. Il regroupe onze (11) Etats africains : le Burkina Faso, le Benin, le Cameroun, la République Centrafricaine, le Congo Brazzaville, la Côte d'Ivoire, le Gabon, le Niger, le Sénégal, le Tchad et le Togo. L'IAI intègre dans son cursus de formation plusieurs cycles parmi lesquels celui des Ingénieurs de conception en Informatique. Arrivés en fin de cycle, les élèves du cycle Ingénieur sont soumis à un stage pratique d'une durée de cinq (5) mois. Ce stage a pour finalité de placer l'étudiant en fin de cycle face aux réalités diverses et variées du monde professionnel sous l'encadrement d'un expert métier. Celui-ci a pour mission d'apprendre à l'étudiant stagiaire les fondamentaux requis pour construire des solutions informatiques adaptées aux problèmes soumis à son attention par l'entreprise (qu'elle soit privée, publique ou mixte) ou par une structure de recherche. Le présent document représente l'aboutissement de trois (3) années de formation donc cinq (5) mois de stage pratique effectué à MYRABILYS TECHNOLOGIES Sarl qui est une entreprise informatique basée à Libreville au Gabon et tient lieu à cet effet de notre mémoire de fin de formation d'ingénieur en Informatique à l'Institut Africain d'Informatique de Libreville. xv xv RÉSUMÉ Le thème de notre étude porte sur la conception, l'implémentation et l'étude d'un cluster low cost haute disponibilité de raspberry pi 3. Ce travail permet de proposer une solution serveur à faible coût et à faible consommation d'énergie tout en garantissant les performances d'un serveur normal à MYRABILYS et à ses clients composés de petites et moyennes structures et des grandes entreprises. Parfaitement adapté aux zones reculées, non couvertes par le réseau électrique, cette solution vise aussi à faciliter l'utilisation et le déploiement des applications comme l'ERP Odoo par l'utilisation des Docker et du cluster Docker Swarm. Après une étude approfondie en vue d'analyser les solutions déjà existantes et de choisir les outils (logiciels et matériels) nécessaires à la réalisation, nous avons procédé à une phase de conception pour créer l'architecture la mieux adaptée à nos besoins. Par la suite, nous l'avons implémentée et procédé à une évaluation de la solution en vue de vérifier si les objectifs en énergie, coût et performance ont été atteints. Mots clés : Cluster, Haute disponibilité, Raspberry Pi, Docker, Docker Swarm xvi xvi ABSTRACTThe focus of our study is on the design, implementation and study of a low-cost, high-availability cluster of raspberry pi 3. This work provides a low-cost, low-power server solution while Guaranteeing the performance of a normal server to MYRABILYS and its customers composed of small and medium structures and large companies. Perfectly adapted to remote areas, not covered by the electrical network, this solution also aims at facilitating the use and deployment of applications such as Odoo ERP through the use of the Docker and the Docker Swarm cluster. After a thorough study to analyze the existing solutions and to choose the tools (software and hardware) necessary for the realization, we proceeded with a design phase to create the architecture best suited to our needs. We then implemented it and carried out an evaluation of the solution to verify whether the energy, cost and performance objectives were met. Keywords : Cluster, High Availability, Raspberry Pi, Docker, Docker Swarm 1 IAI Gabon c~Tchuenché Rodrigue Élève Ingénieur En Informatique 1 |
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