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Évolution des stockages de données Shichen Zhao / Nordine Rasmi - Université Lille1 - Master 2 E-Service Ce document traite de l’évolution des systèmes de stockages de données, nous ferons un bref rappel des différents types de supports de stockages, nous verrons les avantages et l’utilisation que l’on en fait aujourd’hui ainsi qu’une introduction à l’avenir d’un point de vue support et utilisation. 1. Introduction En 1956, Le premier disque dur IBM RAMAC-305 [1] dont la capacité est 5 Mo coûtait 50,000 dollars. Aujourd'hui, une clé USB de 8 Go se vend 5,9 euros. Notre civilisation a produit plus d’informations durant ces trente dernières années que pendant les cinq mille ans qui les ont précédées [2]. L'humanité produit actuellement plus de données tous les ans que depuis le début de sa création. Face à ce déluge de données, on a mis en place des technologies qui permettent de les traiter. Le stockage a suivi l'évolution de la puissance de calcul des ordinateurs. Mémoires flash, stockage perpendiculaire permettent de stocker désormais des volumes considérables sur une petite surface [3]. 2. Historique de l’évolution générale des stockages de données : des supports amovibles sont évidents : conception durable et robuste, grande capacité de stockage, rapidité, fonctionnement économique et fiable, pas d'installation requise, etc. On peut l’utiliser pour sauvegarder, manipuler et partager des informations juste avec une insertion simple. Néanmoins dans le domaine de l'entreprise et dans les grandes sociétés, la quantité de données générées est telle qu'il a fallut créer de nouvelles architectures capable de répondre aux besoins énorme de stockage. Les architectures RAID, NAS et SAN en sont un exemple mais coûtent cher aux entreprises. Le Cloud Storage, inspiré par “Cloud Computering” a été inventé dans les années 60 [4] et devient de plus en plus populaire dans la vie professionnelle. Par exemple, le Cloud Storage peut être utilisé pour déplacer des images de machines virtuelles entre des comptes d'utilisateurs ou entre les centres de données [5], mais il permet aussi le déploiement d'environnements de développements ou d'applications ainsi que la possibilité de stocker des données accessible ou que l'on soit. Pour l'utilisateur, les avantages du Cloud Storage sont multiples : aucun investissement préalable, aucun prérequis demandé, un déploiement facile, une gestion simplifiée, un service d’une grande disponibilité et adaptable, un paiement relatif aux consommations. Aujourd’hui, non seulement les professionnels, mais aussi les étudiants de l’université utilisent le Cloud Storage comme Google Drive pour coopérer en ligne afin de faire, par exemple une rédaction du document ou un projet complet en partageant des fichiers. 4. Limites : Nous parlons du stockage de masse dont l'objectif est de stocker une grande quantité d'information à long terme. Il y a plusieurs générations du stockage à distinguer: 1ère génération : les supports physiques: la carte perforée et le ruban perforé. 2ème génération : les supports magnétiques: la bande magnétique, sa petite sœur la cassette, le disque dur et la disquette. 3ème génération : les supports optiques: le disque compact (CD, CD-R ou CD-RW), le DVD (DVDRom, DVD-RW) ou le Blu-ray. 4ème génération : la clé USB, la carte SD ou microSD. De nos jours : Cloud (Google Drive, iCloud, etc), RAID, NAS, SAN,... Du fait de leur constitution physique, presque tous les supports de stockage ont une durée de vie limitée, entraînant un risque de perte d'information. Ce qui entraîne au minimum une duplication des données voir plus pour assurer l'intégrité et la disponibilité ces données. 3. Utilisations et avantages des nouvelles technologies de stockage : Sur le papier, le Cloud Computing semble promis un très grand avenir. Pourtant plusieurs personnes ou entreprises vont à l'encontre de cette notion, comme le très célèbre Richard Stallman (fondateur de la « Free Software Foundation » et créateur du projet GNU) qui parle du Cloud Computing comme d’« un piège » [6]. L’inconvénient qui revient le plus est lié à la sécurité des données. Comment garantir la sécurité des informations stockées dans les nuages ? N'y a-t-il pas de risque d'intrusion, de perte ou de dégradation des données? Si vos données ne sont plus sur votre ordinateur, elles sont bien quelque part ailleurs, en l’occurrence dans des data centers géants. Pour autant, elles ne sont pas à la disposition de tout le monde, les flux de données sont sécurisés et il y a réellement un risque infime pour que vos données soient piratées. Aujourd’hui, vos mails fonctionnent déjà sur ce principe là et vous ne vous faites pas plus de souci que ça. L’apparition des supports amovibles (clé USB,...) et le développement des technologies numériques ont démocratisé les stockages externes qui étaient auparavant réservés aux professionnelles, surtout dans le domaine informatique et électronique. Les avantages Le Cloud computing est vraiment destiné à du partage de données plus qu’à du stockage pur. Le prix du Go est bien au-dessus de ce que vous pourriez trouver si vous achetiez un disque dur externe (180€ pour 1000 Go, soit 0.18€/Go). Le problème est toujours le même: vous 1 Évolution des stockages de données Shichen Zhao / Nordine Rasmi - Université Lille1 - Master 2 E-Service devez faire une copie de sauvegarde régulière pour éviter de perdre des données si un problème arrivait. Demain, en mettant toutes vos données sur le Web, vous devenez également dépendant des prix pratiqués par votre prestataire. Google, Microsoft ou Apple pourrait augmenter ou doubler les prix de stockage, vous n’y pourriez rien. Le Cloud Computing suppose également d’avoir accès au haut-débit partout, tout le temps. Une formalité lorsqu’on habite en ville mais qui peut vite devenir problématique si vous devez charger des fichiers de grosse taille lors d’un week-end à la campagne… 5. L’avenir des systèmes de stockage Le cloud quantique est une révolution dans le monde du cloud computing. Ce terme désigne un service de cloud dont les données coexistent en temps réel sur plusieurs centres de données informatiques (datacenters), ce qui procurerait un niveau de disponibilité record de 100 %, un affranchissement total des PRA et PCA (plans de reprise d’activité et plans de continuité d’activité), une résilience record des données ce qui signifie que la perte de données n’est plus possible théoriquement sauf cas extrême (bombardement atomique...). Mais là on parle surtout d’usage des stockages basés sur des technologies existantes hors le nombre de données produites dans le monde chaque année croît de manière exponentielle et les besoins en termes de stockage suivent cette tendance. Des recherches sont actuellement poursuivies pour mettre au point un nouveau type de support capable d’atteindre des valeurs de l’ordre du Téraoctet tel que : L'utilisation des nanotechnologies qui laisse entrevoir des perspectives importantes concernant la capacité de stockage informatique dans les années à venir. Des chercheurs ont déjà utilisé du verre nanostructuré gravé par un laser femtoseconde. Les données sont enregistrées via des nanostructures auto-assemblées créées en quartz fondu, qui sont capables de stocker de grandes quantités de données pour plus d’un million d’années. Un seul de ces cristaux peut contenir jusqu’à 360 téraoctets de données. Le stockage d’information par holographie qui est une des voies les plus prometteuses pour construire ces mémoires, il utilise un faisceau laser scindé en deux parties, l'une servant de signal d'origine, l'autre de signal de référence. L'hologramme de stockage se forme à l'intersection de ces deux faisceaux, en décrivant un volume dans l'espace. Le HVD (Holographic Versatile Disc) stocke les données dans un hologramme numérique. Les disques HVD ont une capacité de stockage maximale de 3,9 téraoctets, ce qui fait environ 6 000 fois la capacité d'un CD-ROM, 830 fois la capacité d'un DVD et 80 fois la capacité d'un disque Blu-ray double couche, le tout sur un support de 12 cm de diamètre identique au DVD mais avec 3,5 mm d'épaisseur au lieu de 1,5. General Electric a déclaré avoir fait une grande découverte lui permettant dès aujourd'hui de stocker 500 Go, soit l'équivalent de 100 DVD ou de 20 Blu-ray, sur un disque de dimensions comparables. Mais la recherche va encore plus loin, et si le meilleur moyen de stocker des données n’était ni dans notre bibliothèque ni dans un serveur informatique mais dans nos cellules ? Il y a un nouveau système qui permet de transmettre une information sur plusieurs générations et il la conserve pendant des milliers d’années si les conditions s’y prêtent. C’est à dire enregistrer directement des informations dans l’ADN. Mais que les fanatiques du disque dur se rassurent, l’ADN ne devrait pas remplacer vos gigaoctets électroniques à cause de grands délais lors de la récupération des données. 6. Conclusion Les supports de stockages n'ont pas cessez d'évoluer depuis la création de la première carte perforée en 1745. Dans les 50 dernières années les supports ont évolué tous les 10 ans en moyenne avec à chaque fois une taille de plus en plus réduite pour le support, une augmentation de sa capacité de stockage et de sa fiabilité et surtout ils deviennent accessible à tous tant d'un point de vue financier avec la aussi une baisse constante du prix, que d'un point vue utilisation où il suffit de connecter le support pour l'utiliser. Le cloud, évolution ou révolution ? On peut considérer qu’il s’agit d’une évolution technique, la plupart des technologies utilisées étant existantes depuis longtemps. Mais dans les mœurs, c’est une vraie révolution. Une étude de marché récente montrait que 80 % des DSI envisagent d’avoir un parc serveurs entièrement cloud. Les mentalités changent, l'utilisation aussi : le poste de travail n'est plus réduit à un PC de bureau unique. Les métiers souhaitent disposer de leur environnement (applications, documents...) où qu'ils soient et quel que soit le terminal qu'ils utilisent. Avec les technologies cloud, c'est désormais possible. De plus cela réduit les coûts très fortement, avec un accès n'importe où de manière simple et sécurisé, ça permet aussi de s'affranchir des contraintes matériels et logiciels notamment sur les postes de travaille de l'entreprise. Qu'elle sera la prochaine innovation, le stockage par holographie semble être dans la bonne voix avec la possibilité de stocker 1 tereoctet sur 1 cm² et le cloud semble bien parti pour remplacer les supports amovibles. Bibliographie [1] San Jose, “IBM Details Next Generation of Storage Innovation”, IBM News room, le 06 septembre 2006 [2] Texte de la 249e conférence de l'Université de tous les savoirs donnée le 5 septembre 2000. LE NOUVEAU DEFI DU STOCKAGE DE DONNEES par Jacques Péping. [3] Rédaction JDN & JDN Solutions, “L'histoire des technologies de stockage”, Le Journal du Net, le 28 Mars 2011 [4] Arif Mohamed, “A history of cloud computing, publié sur “ComputerWeekly.com”, le Mars 2009 [5] Chun Feng Wu, Yi shuai Wang, Liu Guo Ning, Alex Amies, “Create solutions on IBM SmartCloud Enterprise: Transfer image assets between different accounts”, IBM developerWorks, le 06 Juin 2012 [6] Wygwam Bureau d’expertise technologique, “Le Cloud Computing: Réelle révolution ou simple évolution ?”, l’Avril 2012 2