Guide ultime de l'architecture cloud computing : flexibilité, conception et économies

Comparée à une configuration classique basée sur le matériel, une architecture cloud computing offre considérablement plus de flexibilité, de choix de conception et d'opportunités d'économies. Cependant, ces avantages ont un prix : une plateforme cloud est généralement plus complexe à comprendre et comporte plus de composants mobiles qu'une infrastructure physique sur site moyenne.

Cet article est une introduction à l'architecture cloud computing et aux composants qui opèrent dans un environnement cloud. Poursuivez votre lecture pour apprendre comment différents systèmes fonctionnent de concert pour créer un cloud fonctionnel et fournir aux utilisateurs finaux des ressources IT à la demande (serveurs, applications, bases de données, réseaux, etc.).

Architecture Cloud Computing Expliquée

L'architecture cloud computing fait référence au mélange de systèmes et de technologies qui, une fois intégrés, créent une infrastructure IT qui abstrait, mutualise et partage des ressources à la demande sur un réseau. Chaque architecture cloud a deux composants principaux :

• Front-end (éléments visibles par l'utilisateur final, tels que les applications web et navigateurs, appareils mobiles, interface utilisateur, etc.).
• Back-end (la section "cloud" du système avec le stockage de données, serveurs dédiés, OS, mesures de sécurité, etc.).

Une architecture cloud computing nécessite également un réseau via lequel le front-end et le back-end communiquent. Les deux composants partagent généralement des données via Internet, sauf si un architecte préfère utiliser un réseau privé (l'option privilégiée dans l'architecture cloud privé et hybride).

Quel que soit le type de réseau, la couche de communication entre le front-end et le back-end doit avoir :

• Une bande passante élevée.
• Aucune latence.
• Une haute disponibilité.
• Une sécurité réseau de premier ordre.

Au cœur de sa conception, l'architecture cloud computing est un mélange de :

• Architecture événementielle (EDA) : Un design logiciel dans lequel des services découplés produisent, détectent et réagissent aux événements système.
• Architecture orientée services (SOA) : Un système dans lequel un ensemble de composants fournit des services à d'autres éléments via un protocole de communication.

Une entreprise a de nombreuses raisons de déployer une architecture cloud computing malgré la complexité supérieure à une configuration sur site. Certaines des principales raisons sont :

• Un time-to-market plus rapide.
• Un provisionnement de ressources plus rapide.
• Une scalabilité en temps réel (montée et descente).
• La possibilité d'utiliser des solutions cloud-native (telles que Kubernetes).
• Une conformité plus fiable grâce à une meilleure visibilité des données.
• Des économies (pas besoin de matériel sur site et contrôle strict de l'utilisation des ressources).

Front-end de l'architecture Cloud Computing

Le front-end agit comme le client dans l'architecture et peut communiquer avec le back-end via Internet ou un réseau privé. Le composant front-end est visible par l'utilisateur final et permet l'accès à la plateforme cloud.

Les deux éléments principaux du front-end sont :

• L'application ou le logiciel (généralement un navigateur web ou une application native) que le client utilise pour accéder et interagir avec la plateforme cloud. L'application ou le navigateur a une UI dédiée, que certains architectes cloud considèrent comme un composant front-end distinct.
• L'appareil côté client via lequel l'utilisateur se connecte et interagit avec le navigateur ou l'application (téléphone mobile, tablette, PC, ordinateur portable, etc.).

Les éléments du front-end sont responsables de :

• Permettre à l'utilisateur d'interagir avec le cloud.
• Envoyer des requêtes au back-end via le middleware.
• Demander des services au back-end.
• Présenter toutes les informations liées au cloud (utilisation des ressources, préoccupations de sécurité, alertes de surveillance, schémas d'utilisation, etc.).

Le cloud gère plus de traitement que l'appareil côté client, ce qui est un autre avantage notable du cloud computing, particulièrement utile pour les équipes remote-first et les entreprises avec une politique BYOD.

Back-end de l'architecture Cloud Computing

Dans une architecture cloud computing, le back-end fait référence au cloud lui-même. Ce composant contient divers systèmes, serveurs et unités de stockage qui ont plusieurs rôles clés :

• Exécuter les programmes et applications cloud.
• Donner de la fonctionnalité au front-end et répondre à toute requête que l'utilisateur envoie.
• Déployer et scaler les ressources.
• Surveiller toutes les opérations et activités.
• Garder les données et processus cloud en sécurité.
• Connecter tous les services et applications.
• Exécuter les mécanismes de contrôle de trafic.
• Gouverner les protocoles cloud.

Le fournisseur cloud est celui qui gère le composant back-end. Cependant, certaines entreprises choisissent de développer et maintenir leur propre cloud, auquel cas l'équipe interne devient responsable des opérations back-end. Une entreprise peut également répartir les tâches back-end entre l'équipe interne et celle du fournisseur (un choix courant dans les entreprises hautement réglementées qui doivent se conformer à HIPAA ou PCI).

Alors que le front-end n'est qu'une UI avec une connexion, le back-end est ce qui donne au cloud ses principes fondamentaux :

• Des ressources à la demande qu'un utilisateur peut configurer sans l'aide d'un fournisseur de services.
• La capacité pour un client de se connecter quel que soit l'emplacement.
• La mutualisation des ressources qui permet au fournisseur de mutualiser les ressources et de servir plusieurs utilisateurs dans un environnement multi-tenant dynamique.
• Une élasticité rapide pour des réponses rapides à la demande des consommateurs.
• Un service mesuré qui permet à l'utilisateur final de surveiller l'utilisation du cloud en détail.

Le back-end a plus de composants et est significativement plus grand que son homologue front-end. Voici un examen plus approfondi de chaque composant back-end qui peut exister dans une architecture cloud computing.

Couche Application

Lorsqu'un utilisateur final interagit avec le front-end, la couche application du back-end reçoit la requête et traite les demandes du client. Cette couche a plusieurs rôles vitaux :

• Fournir aux utilisateurs l'accès aux services cloud.
• Connecter le back-end et le front-end.
• Répondre aux requêtes du front-end.
• Coordonner les besoins du consommateur avec les ressources du back-end.

Couche Service

La couche service ajoute de l'utilité au back-end de l'architecture cloud computing. Ce composant gère chaque tâche et requête via des services pour le stockage de données, les environnements de développement d'applications, les services web, etc.

Les services peuvent effectuer une variété de tâches et fonctions dans un runtime cloud. Le type de services qu'un client peut utiliser dépend du modèle de livraison. Il existe trois principales méthodes de livraison basées sur le cloud :

• Infrastructure as a Service (IaaS) : L'IaaS fournit l'accès et le contrôle sur les ressources de l'architecture cloud computing (stockage de données, serveurs, infrastructure réseau, VMs, etc.).
• Software as a Service (SaaS) : Le SaaS permet à un client d'héberger un logiciel d'application dans le cloud. Dans un modèle SaaS, le fournisseur gère toutes les mises à jour et le développement, et le vendeur maintient l'infrastructure sous-jacente.
• Platform as a Service (PaaS) : Le modèle PaaS fournit aux utilisateurs une plateforme à la demande pour le développement logiciel. Les fournisseurs hébergent la pile technologique et la boîte à outils complètes, mais l'utilisateur gère le développement logiciel, la gestion d'applications et les mises à jour.

Les modèles de livraison ne sont pas des modèles de déploiement cloud (tels que hybride, communautaire ou multi-cloud). Alors que le modèle de livraison détermine le type de services auxquels les utilisateurs ont accès, le modèle de déploiement définit le type de cloud en question.

Middleware

Le middleware fait référence aux composants logiciels qui permettent aux appareils et applications en réseau de communiquer. Ce composant est responsable des connexions entre :

• Applications.
• Services.
• Clouds runtime.
• Unités de stockage.
• Périphériques d'infrastructure.
• Solutions de sécurité.
• Le front-end.

Comme dans un centre de données traditionnel, le middleware s'appuie sur des bases de données et des applications de communication pour établir la coordination entre différents systèmes.

Stockage Cloud

Le stockage est la section du back-end qui conserve toutes les données cloud. Le type et la capacité de stockage cloud varient selon le fournisseur cloud et les exigences du client. Ce service cloud computing permet à l'utilisateur de stocker des données dans le cloud au lieu du stockage de données sur site, ce qui est à la fois une option plus sûre et plus pratique.

Infrastructure Cloud

Bien que l'utilisateur final ne voie jamais ou n'interagisse jamais avec l'infrastructure cloud, les clouds nécessitent également du matériel. L'infrastructure cloud inclut toutes les caractéristiques d'une salle de serveurs standard dans un centre de données, y compris :

• Serveurs.
• Unités centrales de traitement (CPU).
• Unités de traitement graphique (GPU).
• Cartes mères.
• Unités de stockage (disques durs et SSD).
• Équipement réseau avec routeurs et commutateurs.
• Cartes réseau et d'accélération.
• Infrastructure de refroidissement et d'alimentation.

La couche infrastructure inclut également le logiciel nécessaire pour exécuter et gérer tout le matériel.

Hyperviseur

Un hyperviseur est un logiciel qui crée et exécute des machines virtuelles. Un hyperviseur alloue les ressources d'un seul appareil (CPU, mémoire, stockage, etc.) et permet à plusieurs machines virtuelles avec des OS distincts de s'exécuter sur le même appareil.

La virtualisation fournie par un hyperviseur augmente l'efficacité des serveurs, du stockage et du réseau dans un cloud multi-tenant. Cependant, ce composant peut impacter la performance globale si l'appareil hôte a trop de VMs.

Logiciel de Gestion

Le logiciel de gestion d'une architecture cloud computing assure que toutes les opérations et programmes s'exécutent de manière fluide et efficace. Certaines des tâches que ces systèmes effectuent sont :

• Audit de sécurité et conformité.
• Surveillance de la performance et de la capacité.
• Suivi de l'utilisation.
• Déploiement de nouvelles applications.
• Intégration de données.
• Gestion de la reprise d'activité.

Le logiciel de gestion inclut également des programmes et outils pour l'automatisation. L'automatisation est une valeur fondamentale du cloud et l'un des principaux arguments de vente de la technologie. Dans une architecture cloud computing, les outils d'automatisation ont trois tâches vitales :

• Scaler vers le haut ou vers le bas pour répondre aux besoins d'utilisation ou de trafic.
• Assurer la gouvernance à travers l'environnement cloud.
• Réagir aux événements selon les instructions d'un seuil prédéfini ou d'une politique cloud.

Couche Sécurité

La couche sécurité est un aspect vital de l'architecture cloud. Comme la plupart des clouds au niveau fournisseur sont des environnements multi-tenant à haut risque, les vendeurs s'appuient généralement sur diverses techniques pour assurer la sécurité du cloud computing, telles que :

• Sauvegardes de données immuables et régulières.
• Chiffrement des données (au repos, en mouvement et en cours d'utilisation).
• Outils de débogage de haut niveau.
• Pare-feu virtuels (pour l'ensemble de la configuration et entre les tenants).
• Principes de sécurité Zero Trust.
• Authentification multifactor et mots de passe forts.
• Systèmes de détection d'intrusion (IDS).
• Logiciels anti-malware et antivirus.
• Prévention contre les ransomwares.

Bonnes Pratiques de l'Architecture Cloud Computing

Il n'existe pas de méthode unique pour construire une architecture cloud computing efficace, mais quelques directives s'appliquent à chaque conception. Voici les bonnes pratiques à considérer lors de la conception d'une nouvelle architecture ou de l'adaptation d'une architecture existante :

• Adopter une approche security-first : Lors de la création d'une architecture, votre équipe sécurité ou SecOps doit intégrer la protection dans la conception dès le début. Plus le système de sécurité est robuste au départ, moins vous aurez de risques de fuites et violations de données à mesure que l'environnement grandit.
• Planifier pour les pics d'utilisation : Essayez de prévoir et comprendre comment la configuration se comportera pendant les charges de travail régulières et de pointe. Assurez-vous que l'architecture performe bien dans tous les scénarios et préparez des mécanismes optimaux pour le scaling.
• Ne prendre aucun risque avec la cybersécurité : Outre la planification de la sécurité dès le départ, vous devez également protéger votre architecture avec toutes les mesures de cybersécurité disponibles. Trouvez un fournisseur qui offre le chiffrement des données, la gestion régulière des correctifs, la protection des endpoints, la reprise d'activité cloud et des politiques robustes.
• Mettre en place une surveillance continue : Surveiller en continu l'environnement avec un outil comme Nagios pour les problèmes de performance et d'utilisation crée des motifs instructifs qui aident à optimiser la configuration.
• Optimiser et réduire les coûts : Profitez des processus automatisés et du suivi d'utilisation pour éliminer les dépenses inutiles et vous assurer de ne pas surdépenser en ressources.

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Le concept d'architecture cloud computing reste flou pour de nombreux managers et équipes. Fournir cet article aux membres du personnel non techniques aidera à démystifier le cloud et fera avancer votre entreprise d'un pas de plus vers la migration cloud.