La demande en puissance des ordinateurs ne cesse d'augmenter : les calculs et les traitements, dans de nombreux champs de la recherche et plus globalement des activités humaines, nécessitent de plus en plus de ressources. Les grilles informatiques, dont l'idée a émergé dans les années 80, et qui consistent à connecter et partager des ressources dispersées pour augmenter la puissance cumulée des ordinateurs, font donc l'objet d'importants travaux de recherche. Répartis sur la planète, des ordinateurs connectés entre eux — par l'internet — travaillent, lorsqu'ils ne sont pas utilisés par leurs propriétaires, à la résolution d'un problème commun. L'expérience a déjà été tentée plusieurs fois. Un des exemples les plus connus est peut-être la sollicitation d'ordinateurs individuels ou familiaux pour participer à l'analyse de signaux du radio-téléscope d'Arecibo, dans la quête d'indices de l'existence d'extraterrestres. On peut citer également le Décrypthon, qui a mobilisé pendant quelques mois 75 000 ordinateurs pour comparer des séquences de protéines. L'entreprise LEGOTM, qui doit faire face à un énorme pic d'activité à Noël, loue du temps de calcul de par le monde, plutôt que d'investir dans des machines plus performantes. Ces quelques exemples démontrent les possibilités des systèmes informatiques distribués, mais tous les problèmes ne sont pas pour autant résolus, notamment lors du passage à l'échelle.
• Pour mettre en place une grille réellement opérationnelle, des recherches fondamentales en informatique doivent donc être menées. Les problèmes à résoudre se situent au niveau du réseau, de la parallélisation des tâches et de la sécurité de chaque n¶ud de la grille. Ces difficultés d'ordre technique sont accentuées par l'hétérogénéité et la dispersion des ordinateurs.
L'équipe systèmes distribués et réseau Ÿ du LIFC — laboratoired'informatique de l'université de Franche-Comté — s'intéresse depuis de nombreuses années à ces questions, et notamment aux failles de sécurité. Elle développe actuellement une plate-forme expérimentale de calcul à grande échelle, nommée HiPoP, qui peut être déployée sur la plate-forme Grid'5000.
• En effet, un consortium d'universités et d'organismes de recherche français s'est mobilisé pour concevoir une grille — Grid'5000 — répartie sur neuf sites (Bordeaux, Grenoble, Lille, Lyon, Nancy, Orsay, Rennes, Sophia-Antipolis et Toulouse). Celle-ci se compose de grappes de processeurs (de 100 à 1 000) connectées entre elles via le réseau RENATER (le réseau de l'Éducation et de la Recherche). À terme (2007), il est prévu que 5 000 processeurs travaillent ensemble pour développer une puissance théorique de plusieurs teraflops. Cette plate-forme vise à fournir un terrain d'expérimentation partagé pour valider les nouveaux protocoles définis par les chercheurs.
• HiPoP a pour but de permettre aux utilisateurs de partager leurs PC de manière sécurisée pour réaliser des calculs dépassant leurs capacités de calcul locales. Les calculs en question peuvent être des applications proposées par les utilisateurs. Le problème est d'incorporer de nombreuses caractéristiques : sécurité, tolérance aux fautes, performances, extensibilité… tout en conservant une plate-forme facile d'utilisation.
• Dès à présent, le LIFC a adapté un programme du laboratoire de physique moléculaire de l'université de Franche-Comté pour l'exécuter dans HiPoP en utilisant 200 machines de Grid'5000. Les résultats en terme de performances sont encourageants puisqu'en moyenne 20 fois plus de tests ont été réalisés en 500 fois moins de temps.
Hervé Guyennet
Laboratoire d'informatique de Franche-Comté
Université de Franche-Comté
Tél. 03 81 66 64 57
herve.guyennet@univ-fcomte.fr
