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

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

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

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:

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:

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.

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.

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.

§ 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

PARTIE 2 : ETUDE PREALABLE