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public averti Architecture humaine - architecture informatique


Choix techniques pour une organisation humaine ; le cas spécifique de stockage de données pour la faculté STI.



Technical choices for a human organization, the specific case of datastoring for the School of Engineering.


Laurent KLING


La civilisation moderne, notre architecture humaine

Il y a 5000 ans, nous sommes entrés dans le monde moderne, un état centralisé avec ses corollaires : l’impôt, l’administration et les fonctionnaires. Les habitants de la Mésopotamie ont largement eu le temps de remplir le courrier des lecteurs sous la forme de tablettes d’argile écrites en cunéiforme pour se plaindre du manque de respect des jeunes générations et du poids écrasant de la fiscalité.
Actuellement, malgré les dorures de la technologie de l’information nous sommes tributaires de principes d’organisation qui commencent par la constitution, se prolongent par les lois et finalement sont mis en œuvre par les processus administratifs.

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Musée du Louvre - la stèle du Code de Hammurabi (1792-1750 av. J.-C.) qui représente le recueil juridique le plus complet de l’Antiquité avant l’Ancien Testament. ©rezasetoodeh

Pour un chercheur de l’EPFL, cette organisation est scellée dans une hiérarchie à cinq niveaux :

EPFL
Faculté
Institut
Laboratoire
Individu

Gardiens du temple, prêtres contemporains, les accréditeurs suivent les saintes Écritures pour que chacun trouve sa place. Comme reflet de la complexité actuelle, nos rattachements peuvent être multiples. Pour l’individu, l’informatique moderne représente un moyen extraordinaire de multiplier les canaux de communication et permet à chacun d’être son propre démiurge dans sa représentation du monde. Dans une ivresse passagère, on peut même imaginer que ces technologies nous sont offertes sans effort. En pratique, c’est bien l’interconnexion des systèmes qui autorise la production de ces services, le Web étant une fenêtre sur des univers parallèles interconnectés.

Architecture informatique, choix ou héritage

Naïvement, nous imaginons que les choix techniques sont toujours issus de réflexions profondes qui tiennent compte des futurs possibles, en pratique la réalité est plus prosaïque, par exemple le nombre de pixels de votre écran.
À la fin des années 1980, la résolution de votre écran d’ordinateur pouvait être de 640 pixels sur 480 pixels, le standard VGA, ensuite il a été possible d’atteindre 800 x 600 pixels.

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Résolutions d’écrans

Si le rapport entre largeur et hauteur semble familier (4/3 comme dans nos anciens tubes cathodiques de télévision) pourquoi 640 ou 800 pixels de largeur (5 x 27 et 52 x 25) ?
Dans un premier temps, on peut revenir à l’histoire de l’informatique et se souvenir des terminaux alphanumériques qui présentaient 80 caractères de largeur, ce qui explique la similitude entre 640 (8 x 80) et 800 (10 x 80). Le mystère reste entier sur l’origine de 80 ? :

  • société secrète,
  • numérologie,
  • astrologie,
  • créationnisme.

Pour trouver la réponse, il faut remonter à la protohistoire de l’informatique. En 1880, le bureau du recensement aux États-Unis procéda à sa dernière opération de traitement manuel de données, pour celui de 1890, il organisa un concours pour définir la méthode automatisée la plus adaptée à une population répartie sur un continent.

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Machine de Holerith

Pour gagner le concours, Herman Hollerith réinventa la carte perforée avec la mise au point des machines qui permettent de trier les cartons, son entreprise fut Tabulating Machine Co ancêtre d’IBM. En 1928 le format de 80 colonnes fut standardisé, qui sans le savoir allait engendrer 60 ans plus tard la dimension de nos écrans.

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Carte perforée de 80 colonnes

Un autre élément important à prendre en considération la forme du pixel, carré ou rectangulaire ? Le Lisa d’Apple possédait des pixels oblongs. Pour pouvoir transposer la vision de son écran sur le papier un rapport de forme 1 :1 est nécessaire. En 1984 le Macintosh utilisa 3 éléments fondateurs de la typographie moderne WYSIWYG (what you see is what you get) :

  • un pixel carré,
  • une résolution de 72 dpi équivalente au point de l’imprimerie anglo-saxonne,
  • la technologie Postscript sur son imprimante LaserWriter.

Signe d’un choix délibéré, l’imprimante à aiguille ImageWritter avait également 72 et 144 dpi de résolution. Le même type de décision consciente et audacieuse est apparu en 1987 avec le Mac II, une description de la couleur sur 48 bits. Naturellement, ce fut sur cette plate-forme Macintosh que fut bâti Photoshop !

Architecture informatique en pratique, choix ou héritage ?

Maintenant, les usagers peuvent accéder à trois types de services :

Universels organisés autour de l’individu comme Gmail, Facebook…

Corollaire du Web 2.0, ces outils ont plusieurs points en commun :

  • l’utilisation du réseau Internet,
  • une dématérialisation pour l’usager,
  • un accès personnel direct.

A priori, on pourrait penser que cette méthode est la panacée, la disponibilité immédiate des données et de l’application peut être séduisante. Il existe quand même des bémols à ce monde enchanté :

  • la nécessité de disposer un accès à Internet,
  • la perte du contrôle sur les données,
  • le besoin de recréer son réseau social dans chaque outil.

Si on désire bâtir son architecture informatique autour des services universels, reste le problème de la communication entre ces outils, ce sont encore des îlots isolés sur l’océan des données.

Organisés autour des métiers

Il peut être tentant de simplifier l’informatique dans une vision unique, une métaphore de la tour de Babel (un rapport direct avec l’origine de notre civilisation, Babylone est Babel pour les Hébreux).
Auparavant, je me suis intéressé à la représentation du bâtiment sous forme de modèle, en particulier pour définir un langage commun à sa conceptualisation. Un chercheur d’IBM Yorktown Heights suivit un séminaire organisé sur cette thématique, naturellement nous lui posâmes la question subsidiaire de savoir si une telle représentation unique était possible, sa réponse fut laconique, non, pas à sa connaissance, mais le sujet est intéressant !
Cette question était déjà résolue dans la pratique :

  • l’architecte dessine les plans du bâtiment,
  • sur cette base, chaque corps de métier redessine selon la vision de son métier.

Naturellement, le résultat est différent, par exemple le plan de l’architecte représente une hypothétique coupe des murs à hauteur variable avec la dalle sous ses pieds. Un ingénieur civil va, lui, dessiner les dalles avec les murs en dessous pour la descente de charge. L’électricien va dessiner un plan de la dalle avec simultanément les canalisations électriques du plafond (sous ses pieds) et des amenées dans le mur (au-dessus).
Le rêve d’un modèle unique regroupant toutes ces visions s’écroule, il ne reste que les métiers.
Le corollaire d’un métier est que les outils s’adressent à des spécialistes, expliquant peut-être la difficulté de le transcrire dans un langage compréhensible à tous. À chaque déclaration d’impôt (toujours un héritage de Sumer), nous hésitons sur les rubriques à remplir malgré une application Java particulièrement bien écrite.

Dicté par la technologie

Pour reprendre notre exemple historique de 1987, il est paradoxal de constater la divergence de vues sur les performances d’un affichage couleur pour un ordinateur :

Apple Mac II IBM PC
Résolution 1152 x 870
72 dpi 640 x 480
de 60 à 110 dpi
Couleurs 16 Millions 16 parmi 256
Méthode 3 x 8 Bit DAC mappe de couleur (lookup table) x 3 DAC
API Programmation 3 x 16 Bit directe

À l’époque, l’idée de décrire une couleur sur 48 bits paraissait folle. Dans le même ordre d’idée, Steve Balmer, patron de Microsoft déclarait le 22 septembre 2007 que l’iPhone était ridicule : [ « un téléphone de 500$, le téléphone le plus cher du marché qui ne peut intéresser un client commercial, car il ne dispose pas d’un clavier… » -http://www.youtube.com/v/So7qrFO_p44].
Maintenant, même chez les plus fervents défenseurs de Microsoft on peut constater le nombre de personnes qui sont tombées dans cette folie.

Fichiers sécurisés, service universel, métier ou technologique ?

Confronté aux besoins de disposer d’un espace de fichiers sécurisés pour la faculté STI en 2005, j’ai envisagé différentes possibilités d’implémentation, rapidement une série de constantes ont émergé :

  • un usager est toujours inscrit dans une logique administrative : ses accréditations,
  • son travail est lié à l’unité à laquelle il est rattaché,
  • par nature un scientifique aime communiquer avec ses collègues,
  • il aime disposer d’un espace propre,
  • chaque changement d’affectation est une autre vie.

Comme point de départ de l’organisation logique, le choix s’est rapidement porté sur un mimétisme avec les structures de l’EPFL, dans ce sens, ce service est métier, car propre à notre hiérarchie. Rationnellement, j’ai envisagé l’utilisation d’un service universel dématérialisé, mais la perte du contrôle sur les données et la proximité immédiate d’une infrastructure très performante avec un degré de sécurité très élevé a éliminé cette hypothèse.

Limites technologiques

Sur le plan humain, l’organisation sociale est un élément préalable, notre action dans le quotidien s’inscrit dans un cadre défini. Naturellement, on peut opposer à ce principe d’organisation l’anarchie, une forme de gouvernement sans maître ni souverain.
Sans évoquer un débat entre ces deux formes d’organisation de la société et des utopies qui en découlent, il est intéressant d’envisager le problème selon les deux bouts de la lorgnette :

Humaine
Usager = besoin = service dans une organisation définie

Technologique
Technologie = outil > service ≈ besoin > usager dans une organisation définie

En pratique l’écueil technologique le plus important n’est pas technique, mais humain, rendre invisible la technologie sous-jacente. Il paraîtrait incongru de demander à quelqu’un qui branche une prise électrique de comprendre l’organisation interne de l’infrastructure. Pourtant, pour accéder à des ressources informatiques c’est le gymkhana qu’on demande aux usagers.
Tout principe d’organisation se heurte à des limites d’implémentation, rares sont les entreprises qui comme Apple définissent un cadre audacieux. Pour un espace de fichiers, la principale limite est la taille du volume et celle-ci est rarement infinie.
Il reste à trouver le dénominateur commun entre technologie et organisation.

À plat

Cette méthode semble évidente par son apparente simplicité, elle est parfaitement adaptée à un individu cueilleur de technologie. La difficulté réside dans sa réalisation, avec un grand nombre d’usagers (> 1000) la taille du volume devient ingérable pour la sauvegarde. Il faut diviser pour régner en répartissant les usagers par groupe !
La définition des groupes tient de l’alchimie pour les usagers :

  • avoir un identifiant numérique unique, le SCIPER,
  • prendre le dernier chiffre comme séparateur de groupe, six pour moi,
  • créer 10 serveurs de fichier (de 0 à 9),
  • créer 10 volumes (de 0 à 9),
  • avoir un identifiant alphanumérique, par exemple kling.

Et combiner le tout pour obtenir le chemin d’accès, le mien sera smb ://files6/dit-file6/data/kling. Pour mon collègue, la gymnastique est : smb ://files2/dit-files2/data/ulrich.

Hiérarchique

Le problème est le même dans une organisation humaine, il faut définir des groupes avec une pierre de Rosette implicite, la hiérarchie :

EPFL
Faculté = STI
Institut = STI-SG
Laboratoire = STI-IT
Individu = kling

La combinaison du tout :

Pour moi smb ://stisrv/sti-sg/sti-it/kling
Pour mon collègue smb ://stisrv/sti-sg/sti-it/ulrich
Notre dossier commun de l’unité smb ://stisrv/sti-sg/sti-it/commun
Notre dossier commun de l’institut smb ://stisrv/sti-sg/commun

Sur le plan technique, la hiérarchie se confond avec l’infrastructure, c’est l’institut qui définit le volume.

Services en parallèle

Les usagers possèdent 2 types de données :

  • travail,
  • privé.

Pour permettre de répondre à toutes les demandes, les usagers de la Faculté STI possèdent maintenant deux espaces sécurisés :

Travail 20 Go par usager stisrv hiérarchique conserver au départ de l’unité
Privé 10 Go par usager files[0..9] à plat effacer au départ de l’EPFL

Il faut veiller à ce que les fichiers privés ne contaminent pas les espaces de travail communs ou nominatifs et que les documents de travail ne s’égarent pas dans l’espace privé car ils seront immanquablement perdus.

Conclusion, un monde en constante mutation

Régulièrement, il faut transvaser les données entre infrastructures. Malgré une planification et des tests préalables, il arrive qu’un incident se glisse dans le processus.
Le lundi de Pâques 5 avril 2010, à la fin de la migration des données de travail entre deux infrastructures de stockage, il est apparu un phénomène fâcheux, les utilisateurs possédaient l’ensemble de leurs droits et pouvaient travailler, mais la hiérarchie était figée ! Après investigations, il est apparu qu’une étape dans la migration demandait de ne pas avoir d’observateur extérieur, un paradoxe digne du chat de Schrödinger.
Je remercie Aristide Boisseau et Lucien Chaboudez du DIT avec l’assistance d’Olivia Smith d’EMC d’avoir pu résoudre ce problème sans interrompre le service.
Ces transferts entre infrastructures vont certainement se généraliser et peut-être un jour l’informatique arrivera au degré de maturité qu’a atteint notre alimentation électrique.
Quand on branche un appareil sur une prise 230V, il nous apparaît naturel de disposer immédiatement de l’énergie souhaitée, nous n’imaginons pas l’interconnexion des réseaux électriques à haute tension et leurs équilibrages.
On peut espérer qu’un jour les usagers disposeront de services informatiques génériques où la quincaillerie ne sera plus visible.

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Fragment du réseau interconnecté européen des lignes à haute tension


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