notre dsi est en panique

Transcription

Veille technologique
Réf. : DC-10-TG v 1.0
Ver. : 1 Edition : 0
Date : 10/03/2008
Les réseaux de
stockage
Cedric SAINT MARTIN
Lylian LEFRANCOIS
A l’attention de David DIOP
 EXIA
Division : 4RIR
Agence : Toulouse
Réf : DC-10-TG v 1.0
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Date : 10/03/2008
Identification
Client
Projet
EXIA
Les réseaux de stockage
Validité du document
Action
Date
Nom
Rédaction
16/10/2007
Cédric SAINT MARTIN, Lylian LEFRANCOIS
Date
création
Date
application
V.R.
Evolution
16/10/2007
16/10/2007
1.0
Création du document
Historique des modifications
Diffusion (suivie en mise à jour)
David DIOP
Synthèse :
 EXIA
Division : 4RIR
Agence : Toulouse
EXIA
Tuteur
11/03/08
Ce sujet de veille technologique doit nous permettre d'étudier les nouveaux
procédés d'archivage numérique, d'entrevoir des solutions, qui nous
permettraient dans un futur proche d'anticiper la montée des risques et des
besoins dans les réseaux de stockages.
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SOMMAIRE
1
2
Introduction ....................................................................................................... 4
L'archivage numérique dans l'informatique.................................................... 5
2.1
2.2
2.3
2.4
Définition ................................................................................................................ 5
Pourquoi archiver ?............................................................................................... 5
Pour qui ?............................................................................................................... 7
Les limites des méthodes historiques d’archivage............................................. 8
2.4.1
2.4.2
2.4.3
3
Les enjeux de l'archivage numérique ............................................................ 10
3.1
Accroissement exponentiel des données stockées.......................................... 10
3.1.1
3.1.2
3.2
Historique............................................................................................................. 15
Les principes du stockage holographique ........................................................ 15
4.2.1
4.3
4.4
Conclusion ........................................................................................................... 21
Les types de mémoire ......................................................................................... 22
5.1.1
5.1.2
5.2
La MRAM ..................................................................................................................... 22
La FeRAM .................................................................................................................... 23
La FLASH, la DRAM ou les disques SSD ........................................................... 24
5.2.1
5.2.2
5.2.3
Généralités................................................................................................................... 24
Avantages et inconvénients ......................................................................................... 25
Le SSD et les réseaux de stockage............................................................................. 26
Vers une montée en débit dans nos SAN...................................................... 27
6.1
6.2
Problématique...................................................................................................... 27
IBM montre l’exemple.......................................................................................... 27
Virtual Tape Library......................................................................................... 28
7.1
Qu'est ce que la VTL ?......................................................................................... 28
7.1.1
7.2
7.3
7.4
Défis de la sauvegarde et des librairies de bandes traditionnelles ............................. 29
Les avantages du VTL ......................................................................................... 30
Doit-on conserver les bandes magnétiques ? ................................................... 30
Les autres bénéfices du VTL .............................................................................. 30
7.4.1
8
HVD Technology.......................................................................................................... 19
Stockage optique ......................................................................................................... 19
Capacité d’un HVD ...................................................................................................... 20
Adoption HVD .............................................................................................................. 20
Les disques à mémoire non volatile .............................................................. 22
5.1
7
Un terra d’avance......................................................................................................... 17
Les limites du disque holographique ........................................................................... 18
Le HVD, un média holographique d’avenir ........................................................ 19
4.4.1
4.4.2
4.4.3
4.4.4
4.5
Fonctionnement ........................................................................................................... 15
Avantages / inconvénients.................................................................................. 17
4.3.1
4.3.2
6
Coût d’exploitation ....................................................................................................... 13
Comment évaluer les coûts ........................................................................................ 14
Stockage holographique................................................................................. 15
4.1
4.2
5
L’accroissement des donnés numériques en entreprise ............................................. 10
L’absence d’une réelle politique d’archivage ............................................................... 11
Coût croissant de l’archivage numérique .......................................................... 13
3.2.1
3.2.2
4
La fin d’un cycle d’évolution ........................................................................................... 8
La faute a des composants peu fiables. ........................................................................ 8
Des solutions pas si économiques que ça..................................................................... 9
Compatibilité et revendeurs ......................................................................................... 31
CONCLUSION .................................................................................................. 32
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1 Introduction
Le stockage d’informations numériques devient primordial aujourd’hui pour les
entreprises. En effet la plupart des factures, fiches clients, etc… sont traitées sous forme de
données. Il est donc nécessaire d’archiver ces informations, sans failles de sécurité,
disponibilité et d’intégrité car elles peuvent dans certains cas constituer une preuve juridique.
Les réseaux de stockage sont des groupements d’éléments actifs en réseau, coordonnés
suivant un schéma d’entreprise, qui peuvent enregistrer un grand nombre d’informations et les
mettre à disposition de l’utilisateur.
Cette méthode de stockage est aujourd’hui destinée aux entreprises ayant un fort besoin
d’archivage d’informations numériques. L'entreprise pourra t'elle se prémunir de la
multiplication des risques de sécurité liée à la banalisation de l'archivage de masse? les
technologies actuelles supportent t'elles la montée en charge du besoin d'archivage?
Dans ce contexte ce sujet de veille technologique doit nous permettre d'étudier les nouveaux
procédés d'archivage numérique, d'entrevoir des solutions, qui nous permettraient dans un
futur proche d'anticiper la montée des risques et des besoins.
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2 L'archivage numérique dans l'informatique
2.1
Définition
L’archivage est un processus mettant en oeuvre une organisation, des actions, des outils
et des méthodes dans le but de conserver et d’exploiter des informations sur le moyen ou le
long terme, c’est-à-dire toutes les ressources qui conduisent à ce qu’un document (ou une
information) soit capturé, stocké, indexé de façon à le restituer conforme et intègre par la
suite.
Il y a souvent une confusion entre «la sauvegarde informatique» et «l’archivage numérique».
L’opération de sauvegarde informatique consiste à enregistrer des données de manière
systématique et exhaustive afin de les restaurer en cas de besoin. Mais les données sont
conservées temporairement (elles sont remplacées par les nouvelles).
L’opération d’archivage numérique consiste à mettre en place des outils et des méthodes pour
conserver des documents, en prenant en compte les caractéristiques liées à la nature d’un
document numérique (choix de format, compression…) afin qu’il soit accessible et
réutilisable à long terme (on pourrait conserver toutes les versions d’un document par
exemple).
2.2
Pourquoi archiver ?
L’archivage répond aux finalités suivantes :
constituer une source d’informations pour l’organisme, correspondant à sa
« mémoire » (la gestion de la production, la planification et la commercialisation des
produits en seront directement dépendantes);
Aujourd’hui toutes les entreprises sont complètement dépendantes de l’informatique. Une
étude a d’ailleurs montré que 75% des entreprise ayant subit la perte de leur patrimoine
informatique (serveurs, données) à cause d’un incident, déposent le bilan dans l’année qui
suit.
Les entreprises ont développé une peur chronique de perdre l’information. Cela se traduit par
une politique de sauvegarde à tout va du patrimoine informatique (Emails, données utilisateur,
base de données..). Cela signifie une absence de politique de sauvegarde parce qu’à tout
vouloir sauvegarder on multiplie les doublons donc les données inutiles. Quand vient
l’obligation de restaurer des données, on s’aperçoit que la sauvegarde est incomplète car tout
est éparpillé. C’est une expérience malheureuse que j’ai vécue en entreprise (Cédric SM) mais
qui, au lieu d’entraîner une refonte du système de sauvegarde, s’est traduit par l’achat de
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disques magnétiques. En effet le stockage sur disque dur est devenu si peu onéreux que les
entreprises semblent vouloir archiver sur HDD + bandes magnétiques.
Gérer des finalités Juridiques :
L’explosion de l’utilisation de l’informatique depuis les années 2000 a entraîné des
changements législatifs d’envergure. Aujourd’hui la preuve est aussi numérique.
Dans ces circonstances l’archivage numérique permet :
De conserver des actes juridiques servant de titres et/ou pièces justificatives (pièces
comptables, justificatifs fiscaux, par exemple). Les systèmes de sauvegardes ont
aujourd’hui remplacés les pièces d’archives, un simple disque dur peut à lui tout seul
regrouper le patrimoine d’une entreprise.
Permettre la production d’actes pouvant valoir preuve pour la reconnaissance de droits
en cas de litiges ;
Prenons l’exemple de l’Email, qui est devenu le moyen de communication privilégié en
entreprise, au point d’influencer sur les politiques d’archivage numériques des entreprises. En
effet l’Email est un moyen très efficace d’échanger des informations, de transmettre des
documents, de négocier tout en gardant une trace écrite et légale.
Dans ce cadre les utilisateurs préfèrent tout conserver au lieu de faire le tri. Cela pose un
problème pour les SI qui se voient dans l’obligation d’archiver de grosses quantités de
données utilisateurs, trop souvent redondantes…
Préserver le patrimoine culturel et la mémoire collective :
L’état français s’est engagé dans une politique d’archivage massive, qu’il s’agisse de données
comptables, juridiques voir patrimoniales. Cela se traduit par la mise en place de projets
d’archivage au sein d’instances nationales. Par exemple la bibliothèque nationale stocke des
milliers d’ouvrages sous forme numérique.
Des entités régionales, départementales et communales y voient un moyen de sauvegarder la
mémoire collective comme le CNES qui s’est investit dans un programme d’envergure de
regroupement et de gestion des données numériques.
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2.3
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Pour qui ?
Le standard d'échange de données pour l'archivage numérique est destiné à être mis en
œuvre par :
Les DSI qui se doivent de mettre en place des systèmes de sauvegarde pour
l’ensemble des applications informatiques dont l’archivage est à organiser mais
surtout vital pour la société. Par exemple une base de donnée ERP regroupe
aujourd’hui dans une application l’ensemble des processus (paie, comptabilité, vente,
distribution, etc.) d’une entreprise.
Les éditeurs de logiciels sectoriels (gestion du personnel, finances, gestion sociale,
gestion d'équipements, messagerie, etc.), dont les outils doivent pouvoir exporter
automatiquement des données à archiver conformes au standard.
Les services d'archives, publics ou privés.
les tiers-archiveurs (Data Center) : par exemple l’entreprise « Storagetek » est
implantée sur Toulouse et gère l’archivage numérique pour des PME-PMI mais aussi
pour des grands comptes du secteur Aéronautique.
les éditeurs de logiciels de gestion d'archives, dont les outils doivent notamment
pouvoir accueillir automatiquement des données versées conformes au standard
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2.4
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Les limites des méthodes historiques d’archivage
Historiquement l’archivage numérique s’appuie sur 3 supports :
Le disque magnétique,
le CDROM
les bandes de sauvegardes.
Aujourd’hui malgré leur omniprésence au sein des DSI, ces trois modes de stockage arrivent
en bout de course, leur évolution technologique étant terminée.
2.4.1 La fin d’un cycle d’évolution
Les disques durs représentent le cas le plus significatif.
En 10 ans leur capacité a explosé passant de 10 Go à 1 To par disque. Les temps d’accès ont
étés divisé par deux….
C’est sans aucun doute le support informatique qui a connu la plus forte évolution.
Il ne s’est jamais autant vendu de disques dur, et pourtant ce support ne connait plus de réelle
évolution, les constructeur se concentrant sur le futur notamment via la non-volatilité des
mémoires RAM (voir chapitre correspondant).
2.4.2 La faute a des composants peu fiables.
Ces technologies connaissent la même problématique, leurs composants sont d’une fiabilité
limitée. La principale cause est une utilisation trop intensive pour des composants
mécaniques dont la durée de vie est déjà limitée à cause de son environnement.
Comme vous pouvez le voir cicontre un disque dur rassemble plus
de 20 composants différents qui sont
autant de risques potentiels.
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2.4.3 Des solutions pas si économiques que ça
Pour en avoir discuté avec un DSI (Cédric SM), ce dernier m’avait répondu qu’il était plus
simple et moins onéreux d’acheter des bandes DAT ou des disques durs, que de procéder au
changement de son architecture de Sauvegarde.
Malheureusement notre DSI avait oublié de prendre en compte les coûts d’exploitation.
Ces coûts d’exploitation ne cessent de s’accroire au fur et à mesure que les équipements
vieillissent.
Prenons l’exemple de l’achat d’un nouveau HDD pour une plateforme serveur suite au crash
d’un autre disque sur un RAID 5 :
Notre DSI est en panique, le serveur est en panne car en réalité sur 5 disques, 4 étaient
en fonctionnement et la panne dur l’un d’eux a crashé le système d’archivage.
Comble de mal chance, pas de disques en Spare, donc obligation de commander en
urgence.
Après suivra tout le processus de restauration système qui sera d’autant plus
compliqué que l’architecture matérielle est vieillissante.
Au final le simple remplacement d’un disque peut coûter plusieurs milliers d’euros et
entraîner de fortes pertes financières à l’entreprise.
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3 Les enjeux de l'archivage numérique
3.1
Accroissement exponentiel des données stockées
3.1.1 L’accroissement des donnés numériques en entreprise
Nous avons abordé au début de ce document la notion de « pourquoi archiver ». Cette
partie rend compte de l’utilisation intensive de l’outil informatique. Le constat est simple :
l’entreprise en cesse d’intensifier l’utilisation des données numériques.
Devant cet emploi, parfois excessif, de la DG à vouloir utiliser les données, la DSI doit être
réactive par rapport aux manipulations des données :
Pas de blocage
Pas de ralentissements
Pas de perte
C’est un grand écart que la DSI doit faire entre :
•
répartir : pour la souplesse et la performance,
•
centraliser : pour la cohérence et la rentabilité.
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3.1.2 L’absence d’une réelle politique d’archivage
L’investissement dans un système de sauvegarde n’est pas la solution miracle et encore moins
s’il n’est pas suivit de la mise en place d’une réelle politique d’archivage numérique.
Un problème urgent pour les DSI
Aujourd’hui en entreprise le problème n’est plus l’absence d’un système d’archivage, mais
plutôt comment gérer son contenue.
La banalisation de l’informatique fait que la plus petite PME dispose au minimum d’un
graveur de cdrom pour ces backup. Par contre si cette entreprise oublie de référencer le
contenue de chacune de ces archives, la recherche d’un fichier peut prendre des heures,
beaucoup d’argent voir même des clients.
Il en est de même dans les grosse société ou les DSI ce contente d’investir lourdement dans
des équipements performants. La politique d’archivage se résume à la mise en place d’espace
disque disponible.
Ici encore plus, les impacts peuvent être pénalisant car la recherche d’un petit fichier Exel
peut être apparenté à la recherche d’une aiguille dans une bote de foin.
La question de la gestion des données numérique est importante mais elle est souvent mise
de cotés par les SI alors qu’il existe une multitude de solutions.
Quelles sont les solutions ?
Les solutions peuvent être logistiques, il existe des prestataires de services qui ont pour
mission de lister le contenu des archives.
Exemple, Steven Spielberg a constitué pour son film « la liste de chindler » la plus grande
archive numérique sur la seconde guerre mondiale. Il fit appel à une société spécialisée. Le
coût de l’opération fut de 9000 € par giga octet de données indexés.
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Le logiciel open source Nuxeo 5que j’ai déployé (Cédric SM) sur le site de Steria à Toulouse
pendant mon stage de 3eme année RIR m’a permis de centraliser les documentations
techniques élaborées pendant les 5 dernières années d’activité du contrat Airbus.
Ces fiches techniques représentent le savoir faire de la société et doivent d’être archivées et
conservées. A l’heure actuelle chaque Tower, ou collaborateur, stockent eux même leurs
documents.
Les risques de disparition de l’information en cas de perte de documents ou de départ du
collaborateur sont bien réels et se doivent d’être pris en compte.
C’est toujours dans l’optique d’améliorer la productivité que l’instauration de Nuxeo fut
décidée.
L’utilisation de Nuxeo 5 permet un gain de temps lors des interventions (les documentations
sont facilement accessibles) et facilite le transfert de compétences multiples.
Exemple du processus d’utilisation de l’outil Nuxeo.
Processus de création d’une bibliothèque Nuxeo
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Coût croissant de l’archivage numérique
L’archivage numérique engendre pour une entreprise ou un organisme d’état des coûts
très importants malgré les évolutions techniques apportées.
La faute revient aux coûts d’exploitation.
En effet lors de la mise en place d’un système d’archivage numérique la prise en compte des
coûts d’exploitation est sous estimée voir même ignorée.
C’est pourquoi dans cette partie nous vous présenterons les composantes du coût
d’exploitation d’une solution de sauvegarde et comment évaluer son coût de revient.
3.2.1 Coût d’exploitation
En entrée : les fichiers (de données et/ou métadonnées) fournis par une interface (
logiciel de comptabilité , ERP, données utilisateurs….)
En sortie : l’activation des fonctions permettant :
•
•
•
le transfert binaire des fichiers de l’interface vers le support de sauvegarde (ex :
compilation des bases de données ERP…)
la mise à jour du catalogue référentiel des fichiers archivés
le stockage du fichier sur son support définitif
Des tâches d’exploitation récurrentes :
•
•
•
La mise en ligne des médias vierges (disques, cartouches)
Le recyclage (automatique) des médias physiques en vue de la pérennisation
physique des fichiers
- Soit pour répondre à des migrations technologiques (obsolescence des
médias)
- Soit faisant suite à une défragmentation trop importante des médias
Des tâches d ’expertise pour l’utilisation de l ’interface avec le système auprès
des utilisateurs du service ( ex : Test de restauration base de données)
Des tâches de supervision du système :
•
suivi, investigation et correction des problèmes soulevés par les utilisateurs du
système
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•
•
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comptabilité des ressources consommées et prévision des ressources
consommables à court terme
mise en place et suivi des contrats industriels (maintenances curatives et
préventives logicielles et matérielles)
Des tâches liées à l’évolution technologique du système
•
•
maintenance adaptative : changement de systèmes d’exploitation, d’interfaces
réseaux, ...
maintenance évolutive : évolutions fonctionnelles, changement d’architecture
technique, gestion de l’obsolescence des composants logiciels ou matériels, ...
3.2.2 Comment évaluer les coûts
Calcul du coût de revient d’un système de sauvegarde en distinguant :
• le coût de fonctionnement : coût d’achat des consommables de stockage
(disques,cartouches) variable en fonction de la volumétrie d’un projet, coût des
maintenances applicatives, logicielles, matérielles partageables entre les projets.
• le coût d’investissement des infrastructures ou upgrade matériel (librairies
robotisées, upgrade CPU, mémoire, changement de machines, Partageables entre
les projets selon leur niveau d’activité et volumétrie stockée (amortissement sur 3 à
5 ans)
• le coût du personnel (constant quel que soit le nombre de projets).
Sur la base du coût de revient du service et des amortissements,
Exemple : le Centre Informatique du Cnes a choisi de mettre en place la méthode
d’évaluation du coût du système de stockage en fonction de la classe
d’appartenance d’un projet :
- Classe 1 : les projets à faible volumétrie (< 15Go) => Coût fixe 1
- Classe 2 : les projets à moyenne volumétrie (<100 Go) => Coût fixe 2
- Classe 3 : les projets à forte volumétrie (>100 Go) => Coût fixe 3
Avec : coût d’un projet (classe projet) = Coût du Go stocké (1 ) * Nb de Go + Coût fixe
(classe projet)
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4 Stockage holographique
4.1
Historique
L'holographie a été inventée par D. Gabor en 1947. Il reçut le prix Nobel de physique en 1971
pour cette invention. Mais l'holographie nécessite une source de lumière cohérente et il fallut
attendre les années 1960 pour voir les premières démonstrations. Aujourd'hui l'holographie se
repose sur les lasers pour produire une lumière cohérente.
4.2
Les principes du stockage holographique
4.2.1 Fonctionnement
Le procédé holographique qu'emploi la société InPhase peut être qualifié de classique et se
trouve dans tout bon manuel de physique. Voici les différentes étapes pour produire un
hologramme :
•
On émet un faisceau laser (une lumière cohérente)
•
Le faisceau est scindé en deux par un miroir semi-réfléchissant. L'un des faisceaux va
être dirigé sur la zone à 'photographier' (objet, animaux, ...). Cette zone éclairée réémet
de la lumière.
•
L'autre faisceau est orienté de telle manière qu'il intercepte la lumière réémise de
l'objet. Le résultat est une figure d'interférence des deux faisceaux. Ca ressemble à un
assemblage de zones claires et sombres mélangé à des stries. C'est cette figure qui est
la 'photographie' holographique.
La 'lecture' d'une image holographique consiste à projeter sur celle-ci un faisceau de lumière
cohérente exactement de même type que le faisceau utilisé pour la création de la figure
d'interférence.
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La particularité de l'holographie est qu'elle
reproduit les objets dans leurs 3 dimensions.
Toute l'holographie repose sur les phénomènes
d'interférences. C'est très ingénieux. Il faut bien
comprendre que quand D.Gabor l'a conçu, son
invention était purement théorique. Il n'a pas pu
faire d'essai pour la vérifier ou la corriger.
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Avantages / inconvénients
4.3.1 Un terra d’avance
Stocker 1,6 To de données
Sur un tel disque, l'information est inscrite sous forme d'hologramme au coeur d'un cristal
photosensible (deux couches de photopolymère entre deux disques de plastique conducteur).
L'écriture des données nécessite l'emploi d'un laser, dont la lumière est divisée en deux
faisceaux : un faisceau de référence et un faisceau objet.
Le faisceau objet traverse un écran à cristaux liquides, sur lequel les données à stocker sont
représentées (un pixel noir pour un 0, et un blanc pour un 1). Le faisceau est ensuite dirigé
vers le cristal photosensible. La rencontre avec le faisceau de référence crée un motif
d'interférence, un hologramme. En modifiant l'angle du faisceau de référence, de nouvelles
données peuvent être stockées dans le même volume du cristal. La lecture se fait par
rééclairage du cristal avec le faisceau de référence.
La capacité d'un disque pourrait atteindre 1,6 To. Dès 2006, un premier standard devrait
apparaître. En effet, l'organisme Ecma a créé une cellule en janvier dernier dans ce but précis.
Elle regroupe des sociétés telles que Sony, IBM, Philips, Hitachi, Panasonic, Toshiba et, bien
sûr, Inphase et Optware.
Très supérieur aux technologies concurrentes
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4.3.2 Les limites du disque holographique
Un stockage définitif
Pour l'instant, ce type de support holographique est réservé à l'archivage : les premiers disques
ne sont pas réinscriptibles. Ce qui en limite leur utilisation. Le stockage holographique se
place néanmoins en concurrence directe avec des technologies optiques de type Blu-Ray,
mais aussi avec des technologies de bandes.
Des performances liées au format du support
Comparées à celles des autres technologies concurrentes, les performances des disques
holographiques ne sont pas encore au rendez-vous. Tout l'intérêt du stockage holographique
réside dans l'exploitation de l'épaisseur du support, qui offre la possibilité de stocker plus
d'informations que sur les disques Blu-Ray.
Encore un il y peu de temps, on était capable d'empiler un grand nombre d'hologrammes dans
un même volume de matériau de plusieurs centimètres cubes, avec de forts débits et de courts
temps d'accès. Mais selon le laboratoire Charles Fabry, de l'Institut d'optique d'Orsay, une
seule pile d'hologrammes ne permettait pas d'obtenir de grandes densités d'information. En
effet, la capacité limite n'est atteinte que si l'épaisseur du matériau holographique est de
l'ordre de la profondeur de champ des images (qui correspondent aux pages de données) à
enregistrer.
Du coup, c'est avec un matériau mince, et donc un faisceau très focalisé, que l'on obtient les
plus grandes densités. C'est pourquoi ce sont des disques optiques de l'ordre du millimètre qui
ont été préférés. Mais la capacité atteinte en juxtaposant plusieurs piles d'hologrammes croît
ainsi au détriment du temps d'accès.
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Le HVD, un média holographique d’avenir
HVD (Holographic Versatile Disc) est la prochaine génération de disques optiques de la
technologie.. HVD est encore dans une phase de recherche qui accroissement phénoménal de
la capacité de stockage sur disque existant actuellement sur le HD DVD et Blu-Ray systèmes
de disques optiques. Selon les statistiques publiées, une fois produites en pleine échelle,
HVDs auront une capacité de stockage de 3,9 téraoctets (39000 Go) et un taux de transfert de
données de 1 Go / s, ce qui est au moins six fois plus que la vitesse des lecteurs de DVD. Cela
permettrait sans aucun doute devenir un pas de géant dans le stockage sur disque de
révolutionner l'industrie
Certains spécialistes du secteur d'un prochain appel HVDs prochaine génération de la
technologie. Cette inférence est une référence directe à l'énorme capacité de stockage HVDs
apporter par rapport aux HD-DVD et Blu-Ray systèmes de disques optiques, qui sont encore à
remplacer les DVD optiques de stockage de masse. HD DVD et Blu-Ray disque optique de
systèmes offrent une capacité de stockage de 75 et 90 Go respectivement, mais ni n'importe
où provient près de l'énorme capacité de stockage de HVD.
4.4.1 HVD Technology
HVD utilise une technologie appelée «colinéaires holographie", dans lequel deux rayons
laser, l'un bleu-vert et un rouge, sont rassemblés en un seul faisceau.
4.4.2 Stockage optique
La plupart des dispositifs de stockage optique émettent un bit par impulsion (CD par
exemple). Le HVD Alliance tente d'améliorer la capacité de stockage supplémentaire pour
toucher son rêve 3,9 To.
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4.4.3 Capacité d’un HVD
•
L'ensemble de la bibliothèque du Congrès peut être stocké sur six HVD, en supposant
que tous les livres ont étés numérisés au format texte. La Bibliothèque du Congrès est
la plus grande au monde et contient plus de 130 millions d'articles.
•
Les photos de toutes les terres émergées de la planète - comme celles qui sont
affichées sur Google Earth -, peuvent être stockés sur deux HVD.
•
Avec encodage MPEG4 ASP, de 3,9 TB, HVD peut contenir entre 4600-11900 heures
de vidéo.
4.4.4 Adoption HVD
Le plus grand défi pour le HVD sera de s'imposer sur le marché commercial, qui pour l'instant
semble être un rêve lointain étant donné son coût élevé. Il est prévu qu'un seul disque HVD
coûte entre $ 100-120 (d'ici fin 2006), et que son lecteur affiche un prix allant de 10000 $ à
15000 $.
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4.5 Conclusion
Il est trop tôt pour dire si le stockage holographique a de l'avenir ou non. Il faut rappeler que
la société InPhase est largement en retard sur son programme de commercialisation ( prévu
pour 2003 et régulièrement reporté) : Inphase n’a mercantiliser que le lecteur Tapestry HDS300R à 18000$ + 180$ par disque (http://www.cybertheater.com/inphase-tapestry-hds-300rdrive-starts-shipping/).
HVD (Holographic Versatile Disc) est la prochaine génération de disques optiques. Il est
encore dans une phase de recherche qui multipliera considérablement la capacité de stockage
sur disque, existant actuellement sur le HD DVD et Blu-Ray.
Cependant il n’y a aucun doute, le stockage sur Disque vient de faire un pas de géant…
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Les disques à mémoire non volatile
5.1
Les types de mémoire
5.1.1 La MRAM
Conçue par la société Freescale, une ancienne division semiconducteur de Motorola, la MRAM (Magnetic Random
Access Memory » est à la fois aussi rapide en accès et écriture
que la traditionnelle mémoire vive de nos ordinateur (RAM)
et ne nécessite pas d’alimentation électrique continue pour
conserver les données. De plus contrairement aux RAM traditionnelles, les données ne sont
pas constituées de charges électriques, mais magnétiques.
La puce présentée par Freescale est cependant encore trop chère pour être utilisée en tant
qu’espace de stockage de masse (16,50 dollars les 4 Mbit vu sur AVNET), mais a déjà trouvé
sa place dans des systèmes ayant besoin de mémoire fiable dans des conditions extrêmes. Par
exemple le magnétomètre pour les satellites Japonais « Tohoku-AAC MEMS Unit (TAMU) »
d’ Angstrom Aerospace intègre de la mémoire MRAM (source IT business.net).
On peut néanmoins attendre aux alentours de 2010 une démocratisation de la MRAM. Nous
pourrons la trouver dans un premier temps dans les appareils mobiles et les périphériques
réseau (la MRAM est plus rapide que les mémoires Flash, et ne nécessite pas d’alimentation
spécifique comme la SRAM*). A terme la MRAM remplacera la mémoire Flash. Elle aura de
nombreuses applications comme par exemple le remplacement des disques durs de nos
ordinateurs par une mémoire de masse aussi rapide que la mémoire vive, permettant un
démarrage du système d’exploitation et des logiciels incroyablement plus rapide.
La MRAM de Freescale est souvent considérée comme la mémoire « idéale » alliant rapidité,
débit, capacité et non volatilité, ce qui peut amener à penser qu'elle entraînera la fin de la
hiérarchie des mémoires si elle arrive à s’imposer à son concurrent Ramtron et sa technologie
FeRAM (voir plus loin).
Spécifications de la puce MRAM :
•
Processus de fabrications : CMOS 130 nm / MRAM 240 nm ( 1 nm = 10-9 m )
•
Densité : 16 Mbit
•
Taille de la cellule : 1,872 µm²
•
Cycle : 34 ns
•
Vitesse d'écriture / lecture : 200 Mbit/s
•
Voltage : 1,8 V
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Avantages :
La plus rapide des mémoires xRAM
La non volatilité des informations stockées.
une théorique inusabilité, puisque aucun mouvement électrique n'est engagé
la consommation électrique est théoriquement moindre puisqu'il n'y a pas de perte
thermique due à la résistance des matériaux aux mouvements des électrons.
Une évolutivité constante, notamment à la réduction de sa taille contrairement à la
FeRAM.
Inconvénients :
Son prix.
Une technologie encore mal produite à grande échelle.
5.1.2 La FeRAM
La mémoire FRAM ou mémoire FeRAM (Ferroelectric RAM en anglais)
est un type de mémoire d'ordinateur non volatile développé par Ramtron.
Elle est similaire à la mémoire DRAM à laquelle on a ajouté une couche
ferro-électrique pour obtenir la non volatilité.
Cette mémoire est la concurrente directe de la MRAM mais reste
néanmoins moins populaire du fait des limites technologiques. En effet Il est aussi plus
difficile d’améliorer la finesse de gravure des FeRAM, car plus on la réduit et moins elle peut
contenir de charges électriques. On pense aujourd’hui que la limite du PZT ((TitanoZirconiate de Plomb) est de 130 nm. À long terme cela sera un handicap alors que la tendance
est à l’augmentation de la finesse de gravure (source Présence PC).
Par rapport aux mémoires flash utilisées actuellement, cette mémoire possèdera les avantages
suivants :
une plus faible consommation d'électricité
une plus grande rapidité de lecture et d'écriture (x100 par rapport à la Flash)
la possibilité d'être effacée et ré-écrite un bien plus grand nombre de fois.
Inconvénients :
Plus lente que la MRAM ( ~34ns MRAM, ~100ns FeRAM)
Limite technologique dans la finesse de gravure.
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La FLASH, la DRAM ou les disques SSD
5.2.1 Généralités
La mémoire Flash est basée sur la technologie
EEPROM*. Elle représente un des supports de
stockage le plus connus du grand public. On la
retrouve en effet dans les appareils photos, dans
les téléphones portables, dans les PDA, et même
dans les ordinateurs portables comme le
MACBOOK Air (64Go), etc.
La mémoire dynamique à accès direct, en anglais
DRAM pour Dynamic Random Access Memory
est un type de mémoire électronique à accès
arbitraire dite Random Access Memory (RAM). Retenons juste que la DRAM = RAM =
mémoire volatile, et que la SDRAM, DDR-SDRam, RDRam, etc. sont basées sur cette
technologie.
Ces deux types de mémoire s’offrent un avenir certain dans les réseaux de stockage.
Pourquoi ? Grâce aux disques SSD.
Le Solid State Drive (ou SSD) littéralement en français « lecteur à état solide » est une unité
de stockage constituée de mémoire flash ou de DRAM contrairement au disque dur (ou HDD)
qui lui est conçu avec un système mécanique (plateau(x) tournant à plusieurs milliers de tours
minutes). Ce nouveau lecteur est pressenti pour remplacer le disque dur, d'où le nom qui lui
est parfois donné à tort de "Solid State Disk" (alors qu'il ne contient aucun disque).
L’avenir du SSD serait aujourd’hui principalement porté par la
technologie
FLASH
(http://www.storagesearch.com/bitmicroart1.html ). Ainsi le constructeur BITMICRO propose aujourd’hui
son disque SSD E-Disk Altima E3S320 allant de 16Go à 1,6
Téraoctet et utilisant une connexion de type ultra SCSI. Basé sur une
technologique Nand à cellule unique, il offrira des vitesses de
transferts de 230 Mo/s avec des pics à 320 Mo/s. Le tout avec une protection anti-chocs et des
procédures d'effacement des données sécurisées. Ce disque dur, dont le prix n'est pas encore
communiqué, sera prioritairement destiné au marché militaire ou aux déploiements
industriels : (http://micro.lemondeinformatique.fr/actualites/lire-les-ssd-de-bitmicro-passentle-cap-du-tera-octet-1951.html).
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L’apparition de DDR-SDRam dans les disques SSD basés sur DRAM a
changé la donne sans la hiérarchie FLASH-DRAM. En effet ces derniers
intègrent une batterie interne avec un disque de secours pour s’assurer de
l’écriture totale des données contenues dans la DDR-SDRam. Une fois le
courant revenu le contenu du disque de secours est réinjecté en RAM. Ainsi le
plus gros disque SSD DRAM est aujourd’hui construit par BITMICRO. Sa
capacité de stockage atteint 1,6 Téraoctet avec un temps d’accès en dessous de
0,01 millisecondes, soit 250 fois plus rapide que le plus rapide de tous les
disques durs ! (http://tipidpc.com/viewitem.php?iid=1607059). Sa commercialisation débutera
en Mars ou Avril 2008.
5.2.2 Avantages et inconvénients
Avantages du SSD par rapport à un disque dur:
Moins gros qu’un disque dur de capacité différente ou équivalente
temps d’accès de 0,1 ms en moyenne soit au minimum 25 fois plus rapide que le plus
rapide de tous les disques durs
faible consommation électrique = sa faible chaleur => durée de vie accrue. Samsung
affirme par exemple que les MACBOOK AIR consomment 1,45 W contre 2,1 W pour
des disques dur classiques, soit près de 75% d'économie. Cette réduction de la
consommation a également une incidence directe sur le dégagement de chaleur. Au final,
leur durabilité tourne autour de 2 millions d'heures quand la plupart des disques durs
mécaniques avoisinent les 700000 heures.
(http://www.businessmobile.fr/actualites/analyses/0,3800003718,39379131-3,00.htm)
silence de fonctionnement mécanique
Plus de défragmentation
Plus robuste (pas de pièces mécaniques mobiles)
Son évolutivité prometteuse
Inconvénients :
Son prix : Début 2007 1 Go en SSD coûte 8 Dollars contre 0.25 Dollar pour 1 Go de
disque dur.
Quantité de stockage limité, notamment sur un SAN ou le maximum, à cette heure, est
détenu par « Texas Memory Systems » avec son Tera-RAMSAM de 1To à 2To
(http://www.superssd.com/products/tera-ramsan/indexb.htm ).
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5.2.3 Le SSD et les réseaux de stockage
Ne nous trompons pas les principales solutions SAN vendues actuellement restent à
base de disques durs en rack. Ainsi IBM, leader en matière d’archivage numérique, propose
sa solution entreprise SAN768B (châssis) + DS8000 (disques durs en rack au choix :73, 146,
300 Go à 15000 tr/min et 500 Go FATA à 7200tr/min) et peut ainsi constituer un SAN qui
culmine tout de même à 512 To !
(http://www-03.ibm.com/systems/storage/disk/ds8000/specifications.html).
Néanmoins la solution « Disque dur » comporte ces principaux inconvénients:
Sa consommation électrique : jusqu’à environ 7000 kVA, soit l’équivalent de
700 chauffages électriques de 100W !
Sa vitesse : on multiplie le nombre de disques durs pour atteindre une bande
passante élevée (besoin d’enregistrer beaucoup de Giga / secondes)
Son poids : le support DS8000 des disques durs fait par exemple à lui seul 1,2
Tonnes !
Son évolutivité : Malheureusement la technologie « disque dur » s’essouffle
de part les limites mêmes de sa conception. On ne peut quasiment plus rendre
un disque dur plus rapide (rotation des plateaux et tête de lecture).
Sa robustesse : Un HDD embarque des pièces mécaniques mobiles à contrario
d’un disque SSD, donc résiste moins aux chocs.
Sa chaleur : C’est une conséquence de la consommation électrique. A l’heure
où tout le monde doit se mettre au vert (protocole de Kyoto) les entreprises se
doivent de montrer l’exemple.
Sa durée de vie : Des paramètres tels que la chaleur, la faible robustesse, etc.
réduisent la durée de vie d’un HDD, plus q’un disque SSD.
C’est dans ce cadre ou prend tout son intérêt les réseaux de stockages avec disques SSD.
Ainsi Texas Memory Systems propose dors et déjà
son SAN « RamSan-500 » le plus rapide au monde.
100 000 I/O par secondes
Bande passante de 2Gb/s
Jusqu’à 2 To de mémoire flash
Latence R/W inférieure à 15 µs
http://www.superssd.com/products/ramsan-500/indexb.htm
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D’autres constructeurs proposent aussi leur solution SAN SSD
Solid Data Systems avec son “Storage Spire”
Bientôt Solid Access Technologies
EasyCo avec ses “MTRON”
EMC avec son « Symmetrix DMX 4 » qui peut recevoir jusqu’à 1
PetaOctet de disques FLASH… ça laisse rêveur.
…
6 Vers une montée en débit dans nos SAN
6.1
Problématique
Alors que les supports de stockages tendent à être révolutionnés (cf SSD, HDV), on peut se
poser la question de l’obsolescence de nos liaisons LAN fibre optique Gigabit connectées au
SAN devant la montée en puissance des débits proposés par les disques SSD.
On en peut en effet fournir une solution à enregistrement fluide si le dimensionnement des
tuyaux est trop faible. Le but n’est pas d’engorger ni de freiner, mais bien de permettre le
traitement des demandes à l’instant T.
6.2
IBM montre l’exemple
IBM sur ce point montre le chemin et dévoile un prototype de technologie réseau optique
pour la transmission de fichiers volumineux en quelques secondes.
L'année dernière, « Big Blue » dévoilait le prototype d'une puce capable de traiter
l'information à des vitesses jusqu'à huit fois supérieures aux composants optiques actuels, à
savoir une bande passante de 160 gigabits par seconde.
Presque un an plus tard, les chercheurs d'IBM annoncent avoir réussi à connecter ces
composants d'un nouveau genre via un bus de données assurant une transmission de
l'information à 8 Térabits par seconde, l'équivalent de 5 000 vidéos haute définition en une
seconde. Aujourd’hui IBM utilise pour ses tests 32 canaux optiques de 10 Gbit/s (donc 320
Gbit/s de bande passante), chacun pour relier sur une même carte deux puces, dans le cadre
d'un ensemble fonctionnel qui va au-delà de l'expérimentation théorique ou du test en
laboratoire, avec une mise sur le marché prévue dans les deux prochaines années. Cette
avancée est considérable pour les SAN SSD du futur.
Avantage notable pour cette technologie qui se destine dans un premier temps aux
supercalculateurs, sa dimension environnementale puisque pour fixer les esprits, IBM a fait
état d'une consommation d'énergie équivalente à celle d’une ampoule de 100 watts pour 8
Térabits de bande passante !
http://www.generation-nt.com/ibm-lumiere-transmission-donnee-optique-environnementactualite-69147.html et http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/23607.wss
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7 Virtual Tape Library
Derrière ce terme se cache une idée simple : simuler à l'aide de disques (HDD, SSD, etc.) une
librairie de stockage par bandes magnétiques.
A la clé : une amélioration des performances en temps d'accès et en écriture.
7.1
Qu'est ce que la VTL ?
La vocation de Virtual Tape Library (VTL) est d'améliorer les performances et la fiabilité des
applications de sauvegarde tierces existantes, tout en exploitant des disques pour émuler des
librairies de bandes aux standards du marché. Le système de bandothèque transfère et
récupère à très hautes vitesses les données, cela à partir d'une bande virtuelle basée sur disque.
Il maximise aussi la fiabilité d'ensemble en évitant les erreurs de supports bandes ou les
incidents mécaniques de robotique. Grâce à Virtual Tape Library, les entreprises disposent
d'une solution de back-up disque à la fois très rapide et relativement aisée à installer, ce que
recherchent précisément les gestionnaires désireux d'améliorer le RTO (Recovery Time
Objective) de leurs applications.
En fait, pour le logiciel de sauvegarde, cette solution s'apparente à une opération de
sauvegarde de type classique, une Tape Library. Aucun changement ne doit donc être apporté
aux mesures de sauvegarde déjà existantes chez un utilisateur. Le logiciel croit effectuer la
sauvegarde des données sur des unités ou des cartouches à bandes, mais en réalité ces données
sont enregistrées sur des disques sécurisés (en RAID) et rapides (accès aléatoires), gérés par
la VirtualTape Library. En cas de perte de données, la restauration est également plus rapide.
Pour une sauvegarde à long terme, il est toutefois préférable de transférer régulièrement ces
sauvegardes sur disques vers des bandes magnétiques.
La VTL inclue un serveur, une grappe de disques et un logiciel capable d'émuler cet espace
disque en bande magnétique.
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Exemple type :
• Serveur (baie SAN) : Symmetrix DMX-4 d’IBM (1 Po)
• Logiciel : FalconStor de FalconStor basé sur du VMWARE server
• Grappe de disque : SSD Flash dans la baie SAN
• Bandes magnétiques : PX502 de Quantum (jusqu’à 25 To)
Une VTL fonctionne sous réseau de stockage Fiber Channel, (i)SCSI ou IP, et se place à coté
du serveur d'applications - avec lequel il communique - mais avant les librairies de stockage
par bandes magnétiques. Le VTL vise à compenser les inconvénients du stockage sur bande
par l'intermédiaire d'une couche intermédiaire en système disque.
7.1.1 Défis de la sauvegarde et des librairies de bandes traditionnelles
•
•
•
•
•
Performances des sauvegardes et des restaurations
Fiabilité et disponibilité des bandes
Risques associés à la gestion des supports
Sous utilisation des équipements
Changements Technologiques
Principales Raisons d’adopter la technologie VTL :
• Performance de restauration (accès aléatoire)
• Diminuer le risque d’incident matériel
• Améliorer l’utilisation des bandes
• Diminuer l’exposition aux rafraîchissements technologiques
• Performance et Efficacité
• Réduction drastique du nombre de lecteurs (virtualisation)
Par rapport aux autres solutions disques, la VTL permet une adoption simple.
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Les avantages du VTL
Elle diminue la fenêtre d'ouverture, c'est-à-dire le temps entre la création de nouvelles
données en mémoire et l'archivage de ces données dans une zone sécurisée et non
réinscriptible.
Le VTL émule une bande magnétique virtuelle avant le transfert final de ses données
sur les dites bandes, ce qui optimise l'espace disque utilisé sur chacune de ses
bandes.
Le temps de restauration des données et le temps d'écriture des données sont réduits,
grâce à l'utilisation des disques et de leur mémoire tampon en écriture et grâce à
l'émulation de bandes virtuelles lors de la restitution des données.
7.3
Doit-on conserver les bandes magnétiques ?
Les bandes magnétiques représentent un média abordable et historiquement très utilisé pour
l'archivage des données. Il est donc particulièrement présent chez les grands groupes équipés
en informatique depuis une dizaine d'années.
Cependant, depuis le début des années 2000 et l'arrivée du format SATA, les disques durs ont
constamment baissé de prix pour des capacités et des temps d'accès en hausse. De même
l’apparition des disques SSD risque encore une fois d’être un concurrent sérieux pour les
HDD.
Ces supports de stockage concurrencent de plus en plus les bandes magnétiques dans son
domaine jusqu'ici réservé. Ce qui sauve aujourd’hui les bandes magnétiques c’est leur longue
durée de vie.
7.4
Les autres bénéfices du VTL
La VTL fédère les différents formats de bandes magnétiques au sein d'un accès unique et
transparent pour l'administrateur qui gagne ainsi du temps et économise un logiciel dédié à cet
aspect du stockage.
D'autre part, en émulant plusieurs lecteurs virtuels de bandes magnétiques, il fait gagner un
temps considérable aux librairies de stockage traditionnelles. Enfin, parce qu'elle optimise le
remplissage des disques et des bandes magnétiques, la VTL fait gagner de l'espace dans les
bureaux.
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7.4.1 Compatibilité et revendeurs
Tout dépend du constructeur. Les VTL sont généralement compatibles avec tout type de
système d'exploitation coté serveur (Unix, Linux et Windows). Elles supportent au moins les
grands formats de bandes magnétiques comme LTO, SLR, DLT et SDLT et les formats de
disques SATA, ATA, SCSI qui fournissent des capacités de stockage de plusieurs teraoctets
pour un prix moyen entre 30 000 et 100 000 dollars.
Les différents revendeurs sont EMC (gamme Clariion), FalconStor IPStor, Maxxan SVT,
Neartek, Adic Pathlight, Quantum DX, Sepaton, Ultera MirageVL, Network Engines et
Overland Storage REO.
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8 CONCLUSION
L’archivage est devenu aujourd’hui incontournable en entreprise. La valeur des données
présentes est parfois vitale pour la pérennité de la société. De la même manière cette
« Archivo-dépendance » pousse les R&D à anticiper les besoins de stockage en masse.
En effet les supports actuels et anciens arrivent à saturation technologique alors que les
besoins sont de plus en plus grands.
Heureusement de nouveaux supports associés à la virtualisation permettront de garantir mais
aussi d’anticiper les besoins futurs.
A ce titre on peut considérer qu’aujourd’hui le stockage holographique sera sauvegardé par
l’adoption du HVD, le stockage sur disque par le SSD, et l’ensemble de ces supports seront
implémentés dans de la virtualisation par VTL.
La combinaison de ces matériels et logiciels sera le futur d’une entreprise qui désire maîtriser
ses coûts tout en employant une solution technique adaptable à ses besoins, sécurisée, simple
en administration et pérenne.
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notre dsi est en panique

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