En informatique materielle et logicielle et en telecommunications , l’ extensibilite ^{[ 1 ] , [ 2 ]} ou scalabilite ^{[ note 1 ]} designe la capacite d'un produit a s'adapter a un changement d'ordre de grandeur de la demande ( montee en charge ), en particulier sa capacite a maintenir ses fonctionnalites et ses performances en cas de forte demande ^{[ 3 ]} .

Selon Rene J. Chevance, le mot anglais scalability , forme sur l'adjectif scalable derive du verbe to scale (≪ changer d'echelle ≫), ≪ n'a pas d'equivalent communement admis en francais ≫ ^{[ 4 ]} . Les traductions utilisees sont extension graduelle ^{[ 5 ]} , evolutivite ^{[ 6 ]} , facteur d'echelle ^{[ 7 ]} , extensibilite ^{[ 8 ]} , passage a l'echelle ^{[ 9 ]} , ou capacite a monter en charge ^{[ 10 ]} . En radio-television, on parle d’ echelonnabilite ^{[ 11 ]} . Le calque francais scalabilite est egalement utilise, ou bien le mot anglais scalability est conserve tel quel ^{[ 12 ]} .

La scalabilite peut faire reference a la capacite d’un systeme a accroitre sa capacite de calcul sous une charge accrue quand des ressources (generalement du materiel) sont ajoutees. L’expression porte un sens similaire quand elle est utilisee dans un contexte commercial, quand l’extensibilite d’une entreprise implique que le modele economique offre le potentiel d’une croissance economique pour l’entreprise.

Cet aspect doit etre etudie de pres dans tout service reseau, sujet en particulier a des afflux tres brusques de trafic ( ex. : publicite televisee , reaction a une actualite sensible, debut d'un evenement sportif, effet Slashdot ,  etc. ), lesquels peuvent provoquer une augmentation importante du temps de reponse entrainant le decouragement des usagers, une baisse de rentabilite, et parfois jusqu'a l'impossibilite technique de servir tous les clients ^{[ 13 ]} .

Introduction [ modifier | modifier le code ]

La ≪ scalabilite ≫ est la capacite d'un dispositif informatique a s'adapter au rythme de la demande. La capacite du materiel etant fixe, en particulier le debit binaire des reseaux et des disques durs , il existe une limite dans le nombre de demandes qui peuvent etre traitees dans un temps donne. Au-dessus de cette limite les demandes sont multiplexees et la concurrence entre les demandes traitees simultanement provoque des delais d'attente supplementaires qui font effet de goulot d'etranglement ^{[ note 2 ] , [ 14 ]} .

L'evolutivite est une caracteristique cruciale de tous les services reseau, sans laquelle le service peut se retrouver victime de son succes. La popularite elevee d'un service peut apporter des difficultes techniques qui entrainent un cout eleve de maintenance . Sous l'effet de l'arrivee de nouveaux clients, le fournisseur peut se retrouver en difficulte economique voire dans l'impossibilite technique de servir a la fois les nouveaux et les anciens clients ^{[ 13 ]} .

La scalabilite est une capacite recherchee des applications de base de donnees , des moniteurs de transactions et des systemes d'exploitation . Le systeme d'exploitation etant l'intermediaire oblige entre les applications et le materiel, la ≪ scalabilite ≫ de ce dernier est d'une importance critique ? mais largement ignoree ? pour la scalabilite de l'ensemble du systeme informatique ^{[ 15 ]} .

Materiel [ modifier | modifier le code ]

Le materiel informatique doit non seulement etre suffisant pour faire face au debit actuel de la demande, mais, dans une perspective d'evolutivite, egalement etre en mesure d'accepter des ajouts de pieces pour faire face a une demande accrue ^{[ 16 ]} .

Les processeurs sont des composants onereux d'un serveur informatique , et leur nombre sera souvent limite soit par leur architecture materielle ? nombre de processeurs ? soit par la baisse des performances unitaires due a la repartition de charge sur plusieurs machines physiques plus ou moins eloignees. Il en va de meme pour d'autres pieces de materiel informatique.

L'evolutivite horizontale consiste a ajouter des ordinateurs pour faire face a une demande accrue d'un service. La methode la plus courante est la repartition de charge ^{[ note 3 ]} par utilisation d'une grappe de serveurs ^{[ note 4 ]} . C'est une technique couramment utilisee par les serveurs web ^{[ 17 ]} .

L'evolutivite verticale consiste a utiliser un ordinateur qui offre de nombreuses possibilites d'ajout de pieces, sur lequel il est possible de mettre une grande quantite de memoire , de nombreux processeurs, plusieurs cartes meres et de nombreux disques durs. Par exemple un ordinateur Sun Enterprise peut contenir jusqu'a 64 processeurs , 16 cartes meres, 64 Go de memoire et des baies de stockage ^{[ note 5 ]} . L'ensemble tout equipe peut couter jusqu'a un million de dollars ^{[ 16 ]} .

L'evolutivite architecturale consiste a prevoir d'emblee une application pour qu'elle puisse etre repartie sur plusieurs machines sans reecriture. Le fonctionnement en mode client-serveur ajoute une excellente flexibilite dans ce domaine : serveurs web, serveurs applicatifs, serveurs de bases de donnees dupliques la ou les journaux systeme indiquent un sous-dimensionnement a mesure que la frequentation augmente au cours du temps, et uniquement la.

Logiciels [ modifier | modifier le code ]

Quelles que soient la taille et la complexite d'un logiciel, ses fonctionnalites, ses performances, son extensibilite et son cout doivent correspondre aux attentes de l'utilisateur final. Dans le domaine des bases de donnees , les applications de traitement transactionnel en ligne ^{[ note 6 ]} sont particulierement concernees ^{[ 17 ]} .

Les mesures d'extensibilite font ressortir la variation de la performance du logiciel en fonction de l'augmentation de la demande. Le consommateur s'attend generalement a ce que la performance (le temps de reponse) ne varie pas tant que la charge (le nombre d'operations par seconde) n'atteint pas la valeur nominale que le produit est cense supporter.

Les mesures d'extensibilite s'interessent au seuil a partir duquel la performance commence a se degrader ainsi que la vitesse de la degradation par rapport a l'augmentation de la demande ^{[ 18 ]} .

Il y a defaut d'extensibilite de type 1 lorsque la performance se deteriore rapidement avec l'augmentation de la demande avant d'avoir atteint le niveau nominal et que le defaut peut etre corrige par des operations de parametrage et d' optimisation .

Il y a defaut d'extensibilite de niveau 2 lorsque la performance se deteriore jusqu'a devenir inacceptable, et qu'aucune amelioration ne peut etre apportee, pas meme le remplacement du materiel informatique. Le seul moyen de corriger un tel defaut necessite de couteuses remises en question de l' architecture du produit. Un produit presentant ce type de defaut est considere comme non extensible ^{[ 19 ]} .

De nombreuses applications client-serveur sont construites en mode de communication synchrone : la partie client envoie une demande a la partie serveur, puis attend jusqu'a ce qu'elle recoive le resultat. Ce mode est plus simple a mettre en œuvre, mais provoque des temps de latence qui sont percus par l'utilisateur comme un manque d'evolutivite. Le mode asynchrone permet d'effectuer des operations durant les temps de latence et de multiplexer le traitement des demandes ; ce mode est utilise dans les applications a fils d'execution multiple , les services web et la programmation evenementielle ^{[ 14 ]} .

Une technique en vue d'augmenter la resistance a une forte demande d'un logiciel consiste a pre-reserver un groupe de ressources qui sont continuellement disponibles pour multiplexer les demandes en cas de besoin et ainsi economiser le temps qui aurait ete necessaire pour des reservations au besoin. Cette technique de pooling est utilisee notamment pour la connexion aux bases de donnees ^{[ 14 ]} .

L'utilisation de files d'attente , l' architecture orientee services ^{[ note 7 ]} , l'utilisation de services web et de systemes de gestion de base de donnees ^{[ note 8 ]} influencent l'extensibilite d'un logiciel ^{[ 17 ]} .

Telecommunications [ modifier | modifier le code ]

L' industrie des telecommunications est particulierement concernee par l'evolutivite et la fiabilite des reseaux qui sont amenes a servir un tres grand nombre de clients. Une dorsale ^{[ note 9 ]} doit pouvoir supporter le trafic provenant de plusieurs services et fournir de tres nombreux clients sans qu'il soit necessaire d'ajouter des equipements ^{[ 20 ]} .

Les lignes de telecommunication desservent generalement a la fois la telephonie , le reseau Internet et les reseaux informatiques prives. Les fournisseurs de telecommunication cherchent a diminuer les couts de maintenance du reseau tout en fournissant tous les services demandes par les consommateurs ^{[ 20 ]} . L'evolutivite d'un reseau concerne autant la resistance au changement d'ordre de grandeur du debit binaire du reseau que du nombre d'abonnes ^{[ 21 ]} .

Dans les reseaux publics ayant de tres nombreux abonnes (telephonie, Internet), on s'attend a ce que le remplacement du terminal soit une mesure suffisante pour adapter le reseau a la demande. Vu que tous les clients ne remplacent pas leur terminal en meme temps, le reseau doit pouvoir exploiter simultanement differentes generations de terminaux ^{[ 21 ]} .

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Notes [ modifier | modifier le code ]

References [ modifier | modifier le code ]

Annexes [ modifier | modifier le code ]

Bibliographie [ modifier | modifier le code ]

• [Henderson 2006] (en) Cal Henderson , Building scalable web sites , O'Reilly Media Inc., 2006 ( ISBN   9780596102357 ) .
• [Minei et Lucek 2011] (en) Ina Minei et Julian Lucek , MPLS-Enabled Applications : Emerging Developments and New Technologies , John Wiley and Sons, 2011 ( ISBN   9780470665459 ) .

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Parallelisme (informatique)
• Codage video scalable
• Loi d'Amdahl
• Passage a l'echelle d'une application web
• Anna Tsing
• Hyperscale

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