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Lettre d'information n° 07

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XtreemOS publie sa 2.0

XtreemOS est un système d'exploitation facilitant l'usage des grilles de calcul et des ressources en cloud computing. La deuxième version de ce logiciel open source est disponible depuis novembre 2009. Conversation avec Christine Morin, directrice de recherche Inria à Rennes et coordinatrice scientifique d'un projet européen dont les ramifications s'étendent jusqu'en Chine.

XtreemOS est un système d'exploitation facilitant l'usage des grilles de calcul et des ressources en cloud computing. La deuxième version de ce logiciel open source est disponible depuis novembre 2009. Conversation avec Christine Morin, directrice de recherche Inria Rennes et coordinatrice scientifique d'un projet européen dont les ramifications s'étendent jusqu'en Chine.

Une grille ? Un réseau de milliers d'ordinateurs dans différents lieux et que l'on peut activer ensemble pour accumuler une colossale puissance de traitement. Problème : une aussi grande architecture demeure difficile à manier pour le non spécialiste. Il existe quelques outils, comme Globus. Mais leur usage reste trop complexe. Pour élaborer un logiciel plus simple, 19 entreprises et organismes de recherche (1), se sont rassemblés, en juin 2006, au sein d'un consortium piloté par l'Inria (2) et financé à hauteur de 12 millions d'euros par l'Union européenne (3). Les expériences sont conduites sur la grille française Grid 5000, la néerlandaise DAS-3 et la chinoise CNGrid.

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Christine Morin (au centre) et les autres partenaires d'XtreemOS, lors d'une réunion de travail du consortium, en octobre 2009, chez Telefonica (TID),  à Valladolid, en Espagne.

Le projet arrive à terme en mai 2010. Fruit de ce travail : XtreemOS, un logiciel sur base Linux conçu comme un véritable système d'exploitation pour l'ensemble des machines connectées. L'idée : "pouvoir utiliser, partager et agréger un grand nombre de ressources hétérogènes à travers un OS, comme s'il s'agissait d'un simple ordinateur de bureau." Nul besoin de savoir où se trouvent les ressources de la machine pour la faire fonctionner. "Pour les utilisateurs de grilles, une partie de la difficulté réside dans la gestion des données : savoir les déplacer vers des espaces de stockage spécifiques, assurer leur réplication, etc... Dans notre OS, nous avons développé XtremFS, qui est précisément un système de fichiers pour grilles." Inutile désormais de savoir tout gérer dans le détail. "Les applications patrimoniales (4) s'exécutent facilement."

Sécurité et dynamicité

XtreemOS permet aussi de surmonter la complexité de l'environnement : éparpillement géographique, grande échelle et forte disparité des matériels. "Sur la grille, nous pouvons prendre en compte non seulement des ordinateurs, mais aussi, par exemple, des téléphones ou des PDA en point d'accès. Sans oublier naturellement les clusters", ces grappes de processeurs effectuant du calcul parallèle. Point névralgique du montage : la couture entre la grille et les grappes qui s'y agrègent. XtreemOS joue ici la complémentarité avec Kerrighed, un autre logiciel issu des recherches de l'Inria et destiné, justement, à la gestion de ces clusters. Disponible lui aussi en open source, Kerrighed bénéficie du support de Kerlabs, une start-up incubée au sein de l'institut et qui vient d'ailleurs de rejoindre le consortium. "Là, c'est vraiment intéressant : nous avons deux couches superposées qui travaillent parfaitement l'une avec l'autre. Le cluster prend sa place dans la grille et apparaît à son tour comme un seul PC."  Le logiciel s'accommode aussi de la forte dynamicité de l'infrastructure, gérant à la volée l'arrivée et le départ inopinés des ressources qui la composent. "Il assure aussi la sécurité : imperméabilité des frontières, confidentialité des données, protection des machines..."

S'émanciper du cloud propriétaire

Après une première version publique en 2008, "nous sortons ces jours-ci, la deuxième release majeure. C'est un XtreemOS plus abouti." Débarrassée des défauts de jeunesse, "cette 2.0 est plus facile d'emploi. Elle s'adresse aussi à des utilisateurs en dehors du consortium." Quel public pour un tel logiciel ? "Assez large, car nous évoluons sur une couche basse d'infrastructure. On pense bien sûr à l'e-science. Des entreprises comme EDF ou EADS s'en servent pour de la simulation numérique et du HPC (5). Mais il y a aussi l'e-business au sens large. Notre partenaire SAP utilise XtreemOS  pour ses services d'applications distribuées. Le thème du cloud computing, nous interpelle évidemment. On voit apparaître des services comme EC2, la location de temps de calcul, chez Amazon, par exemple. XtreemOS pourrait très bien gérer ce type d'infrastructures, mais en allant plus loin : en agrégeant des ressources de non pas un seul mais de plusieurs fournisseurs. Ainsi, l'utilisateur ne se trouverait plus pieds et poings liés à un fournisseur d'applications cloud. Nous pouvons l'aider (5) à s'émanciper et lui permettre des collaborations dans un environnement mutualisé."  Le support à ces services pourrait être proposé par l'un des membres du consortium : la société slovène XLab, qui développe une expertise sur les grilles autour de XtreemOS comme Kerlabs le fait avec Kerrighed pour les grappes.

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Notes :

(1) Caisse des Dépôts et Consignation, INRIA, Science and Technology Facilities Council, Consiglio Nazionale delle Ricerche, EADS, EDF, EDGE, NEC, SAP, Barcelona Supercomputing Center, Universität Ulm, Vrije Universiteit Amsterdam, XLAB, Institute of Computing Technology of Chinese Academy of Sciences, Red Flag Software, Telefónica I+D, Heinrich-Heine Universität Düsseldorf, Kerlabs.

(2) La coordination est assurée par l'équipe-projet PARIS, équipe de recherche du centre Inria de Rennes commune avec Rennes 1 et l'Insa de Rennes spécialisée dans les systèmes parallèles et distribués pour la simulation numérique à grande échelle. Au sein du centre deux chercheurs, 2 ingénieurs et 2 doctorants travaillent au développement de XtreemOS.

(3) Le budget total s'élève à 30 millions d'euros.

(4) Aussi appelées : système hérité. Toutes les applications spécifiques ou anciennes en usage dans une entreprise.

(5) High performance computing, calcul à haute performance.

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