La recommandation d’une conception physique pour un système constitue une étape importante de tout processus de conception architecturale. En principe, la conception physique fait référence aux spécificités matérielles et de configuration des composants réels qui sont déployés sur la base d’une conception architecturale logique (les machines virtuelles, le stockage, les bases de données et les composants réseau qui doivent être créés pour passer de la conception à la mise en œuvre). De plus, la conception physique résout des problèmes tels que les performances, l’évolutivité et le déploiement du système. L’aspect technique ou lié à la capacité du concept de conception physique définit souvent des spécifications telles que le type de processeur, la taille et le type de disque dur, les types et les quantités de mémoire, ou les interfaces réseau et la capacité.
Pendant de nombreuses années, la conception minutieuse de la définition de la capacité d’un système était d’une importance cruciale, car la plupart des nouveaux systèmes impliquaient des dépenses d’investissement importantes pour l’achat de nouveaux serveurs ou d’autres types de matériel. L’achat et le déploiement de machines physiques dans les centres de données constituaient une partie coûteuse du processus de déploiement et impliquaient généralement une espérance de vie de plusieurs années. Il était essentiel sur le plan financier d’atteindre un dimensionnement correct dès le départ à des fins de contrôle des coûts. Le matériel physique d’un environnement informatique contrôlé est rarement modifié ou mis à niveau après le déploiement, et comporte des exigences importantes en matière de support et de gestion. Pour cette raison, l’augmentation de la capacité d’un système pesait traditionnellement lourdement sur le budget.
Aujourd’hui, l’utilisation de la technologie de virtualisation dans les modèles de Cloud public et privé est répandue, et l’importance de la planification de la capacité en amont a changé : il est devenu plus facile de modifier la taille d’une machine virtuelle spécifique en termes de calculs et de mémoire alloués à ce serveur virtuel, tandis que l’ajout d’espace disque pour le stockage ou les interfaces réseau virtuelles est devenu une configuration logicielle plutôt qu’une acquisition matérielle. Les hôtes physiques et le réseau sur lesquels les serveurs virtuels sont construits sont toujours des paramètres importants de la conception, mais la virtualisation réduit généralement l’accent mis sur la construction d’un serveur répondant à une spécification initiale particulière, au profit d’une taille initiale avec la possibilité d’augmenter ou de diminuer les ressources lors d’un examen ultérieur. Ce changement d’approche suggère également un changement d’approche du processus de planification de la capacité, tout en conservant l’importance et la valeur de cette étape.
Pour plus d’informations sur les différents modèles de système et de déploiement dans ArcGIS, reportez-vous à la section Anatomie d’un modèle de système.
Ces considérations relatives à la conception physique sont particulièrement pertinentes pour les systèmes ArcGIS Enterprise, dans lesquels l’architecture et les ressources physiques sont subjectives et doivent être conçues dans le cadre du processus d’architecture. En revanche, les considérations de conception physique ne s’appliquent généralement pas aux systèmes entièrement gérés, où l’infrastructure est gérée pour vous, tels que les offres ArcGIS Online (SaaS) et ArcGIS Location Platform (PaaS). Pour plus d’informations, reportez-vous à la section Considérations spécifiques à ArcGIS et Options pour le Ccloud sur le site ArcGIS Trust Center.
L’étape de la conception physique d’un système global doit toujours avoir lieu une fois que la solution globale a été planifiée et comprise. À ce stade, les décisions suivantes (liste non exhaustive) représentent les décisions que vous êtes susceptible de prendre lors de la conception de votre système :
Ces éléments sont prévus pour guider la façon dont la conception physique est développée. Il convient de répondre à toutes les questions dans ces domaines dans le cadre du processus de conception.
Les bonnes pratiques pour concevoir l’architecture physique d’un système ArcGIS Enterprise moderne sont les suivantes :
Cette volonté de prendre des décisions matérielles éclairées repose sur des approches de test claires et une surveillance active des composants logiciels et matériels. Cette approche est une bonne pratique, car elle permet d’équilibrer coûts initiaux (ne pas trop investir dans un système avant qu’il n’y ait la preuve d’un besoin) et flexibilité, ce qui permet de tenir compte de l’impact que l’utilisation croissante et changeante d’un système aura sur les ressources matérielles.
Les éléments courants à prendre en compte pour la conception physique incluent celles relatives à la virtualisation du système d’exploitation, aux CPU et GPU, à la conception du réseau et au stockage. Vous trouverez ci-après des informations supplémentaires sur ces éléments.
Même s’il est possible d’installer le logiciel ArcGIS directement sur le système d’exploitation du matériel physique, la majorité des conceptions modernes reposent sur la virtualisation du système d’exploitation dans laquelle le logiciel ArcGIS est installé sur une machine virtuelle.
Cette approche permet une meilleure utilisation des ressources matérielles, car elle procure des fonctionnalités clés telles que les instantanés de machine virtuelle, l’extension de disque, la réallocation des ressources ou la virtualisation du réseau. Les logiciels de virtualisation fournissent généralement d’excellents outils de surveillance et de profilage du matériel pour faciliter d’autres ajustements de conception physique en fonction de l’activité de l’utilisateur et de l’utilisation du système.
Le logiciel ArcGIS est compatible avec n’importe quel système de virtualisation, à condition que ce dernier offre un système d’exploitation pris en charge pour ce composant et cette version en particulier. Par conséquent, il est recommandé aux organisations d’utiliser les expériences et les ressources de virtualisation existantes dans la mesure du possible.
Dans tout déploiement, qu’il s’agisse de matériel physique ou de machines virtuelles, le type et la capacité des ressources de processeur (CPU) affectées au système jouent un rôle essentiel dans les performances du système, l’évolutivité et la gestion réussie de la charge utilisateur attendue.
Les ressources CPU sont utilisées pour traiter toutes les requêtes des utilisateurs, qu’il s’agisse de fichiers statiques, de requêtes REST ou de ressources complexes et de processus asynchrones. En revanche, les ressources des processeurs graphiques (GPU) sont plus spécialisées et s’appliquent davantage aux charges de travail ArcGIS Pro, aux processus de Machine Learning et de Deep Learning, tels que ceux des services d’analyse raster et aux outils de géotraitement qui utilisent les ressources GPU lorsqu’ils sont publiés sur un site ArcGIS Server.
Les processeurs graphiques sont généralement fournis sous forme d’infrastructure virtuelle (émulation logicielle d’un GPU) ou de ressources physiques attachées et dédiées à une machine virtuelle. Bien que l’émulation puisse suffire pour certains processus de base, tels que la simple gestion de données ou la publication d’un service, toute utilisation sérieuse d’ArcGIS Pro ou de paquetages de Deep Learning bénéficiera probablement d’une ressource GPU matérielle. Pour plus d’informations sur les considérations relatives au processeur et au processeur graphique dans ArcGIS Pro, reportez-vous à la section Calcul à usage général sur un GPU.
L’architecture du réseau est un autre élément important du processus de conception physique. La structure, la connectivité et les ressources du réseau sont généralement définies au niveau organisationnel et héritées par un système métier spécifique tel qu’ArcGIS, mais certaines considérations de conception physique peuvent être introduites ou renforcées dans la conception du réseau au cours du processus de conception. Voici des recommandations dans le contexte de la conception du réseau.
Localiser les clients à proximité des systèmes et des données : dans ce contexte, les termes à proximité signifient au sein du même réseau ou sous-réseau à faible latence, dans lequels les clients peuvent communiquer rapidement avec les composants du système ArcGIS et toute source de données ou stockage pertinent. De nombreuses applications ArcGIS envoient des requêtes multiples ou parallèles au stockage, aux bases de données et à d’autres composants, de sorte que la latence peut avoir un impact significatif sur les performances du système.
Maintenir les limites du réseau et protéger contre l’accès externe : les réseaux doivent être conçus dans un esprit de sécurité et selon l’approche du moindre privilège. La documentation ArcGIS Enterprise fournit un ensemble complet de ports et de modèles de communication qui doivent être autorisés entre les composants ArcGIS Enterprise pour un bon fonctionnement, ainsi qu’un diagramme correspondant des exigences de connectivité.
Utilisez les pare-feux WAF, les pare-feux et le filtrage réseau avec précaution : de nombreux systèmes utilisent des pare-feux d’applications Web ou d’autres logiciels de protection et de filtrage réseau pour se prémunir contre les requêtes ou les activités malveillantes. Ces composants peuvent fournir d’excellentes fonctionnalités, mais doivent être conçus et mis en œuvre avec soin pour s’assurer que les actions de protection ne nuisent pas aux fonctionnalités d’ArcGIS.
Il existe plusieurs types de stockage différents qui sont pertinents pour la conception d’architecture physique. Le stockage sur disque fait généralement référence aux disques attachés (virtuels ou physiques) qui sont exposés au système d’exploitation d’une machine virtuelle ou physique dans un déploiement Windows ou Linux traditionnel. Ces disques sont généralement de plusieurs types différents et incluent des informations sur la capacité de stockage des données et la vitesse du disque, parfois à l’aide d’une métrique telle que les gigaoctets par seconde (pour les vitesses d’accès au stockage) ou les tours par minute (RPM, par exemple 7,2 K ou 10 K).
D’autres types de stockage incluent le stockage en réseau, les réseaux de stockage (SAN), les systèmes de fichiers virtuels de différents fournisseurs de logiciels et de matériel, différentes configurations RAID pour la durabilité et la fiabilité, ou les systèmes de stockage Cloud tels qu’AWS FSx ou Azure Files. Chacun de ces systèmes doit être soigneusement examiné et pris en compte dans le cadre d’une recommandation de conception physique, car ils ont des caractéristiques, des forces et des faiblesses différentes. Les configurations de stockage NAS sont particulièrement importantes pour les sites ArcGIS Server. La documentation du logiciel fournit des conseils spécifiques sur la sélection d’un périphérique NAS.
Le stockage convient particulièrement aux composants pour lesquels un grand nombre d’activités de lecture et d’écriture se produisent, tels que le magasin de configuration ArcGIS Server ou un disque utilisé pour héberger une base de données relationnelle. Dans de tels cas, la vitesse et le débit du stockage peuvent avoir un impact considérable sur les performances du système. Assurez-vous que l’utilisation du stockage auquel vous recourrez peut être surveillée et, lors des tests de performances, vérifiez que la vitesse de stockage ne crée pas de goulots d’étranglement avant l’optimisation du débit de calcul.
Outre les considérations de conception courantes décrites ci-dessus, d’autres points spécifiques à ArcGIS ou au produit s’appliquent également à la conception physique. Vous trouverez ci-après des informations détaillées à ce sujet.
Pour les organisations qui utilisent ArcGIS Online, le nombre de choix en matière de conception physique active qu’il convient de faire est plus restreint dans le cadre de la conception d’un système, en tant que système SaaS. La conception du calcul principal, du stockage ou de la mémoire est largement gérée par Esri et n’est pas configurable ou ajustable par l’organisation.
ArcGIS Online propose différentes options de stockage des données d’entités, notamment un stockage standard et différentes tailles Premium. Le type de stockage choisi peut affecter le débit et les performances globales des services d’entités hébergés dans une organisation. Le Premium Feature Data Store de données fournit une capacité de stockage et de calcul dédiée à une organisation, ce qui peut aider à gérer des processus plus complexes ou à débit plus élevé. Pour plus d’informations, consultez les options relatives au Premium Feature Data Store.
Réfléchissez à l’impact de la configuration matérielle du client sur l’utilisation d’ArcGIS Online par ce client. Par exemple, une application Web complexe qui inclut du contenu 3D et WebGL peut ne pas s’afficher correctement sur un appareil avec des spécifications matérielles inférieures. Lorsque le client accède aux données à partir d’ArcGIS Online, la cause première d’une performance perçue comme lente est la configuration matérielle du client, et non un défaut dans l’hébergement ou la configuration du service dans ArcGIS Online.
La plupart des architectures ArcGIS Enterprise comportent une géodatabase d’entreprise, configurée dans le cadre d’un système de gestion de base de données relationnelle (SGBDR) existant. Les ressources physiques dédiées à ce composant de base de données peuvent avoir un impact significatif sur les performances et la convivialité de ce composant. Il est donc nécessaire d’y prêter une grande attention au cours du processus de conception. La plupart des progiciels SGBDR incluent des outils de surveillance des performances éprouvés, et les spécialistes en gestion de bases de données peuvent également vous conseiller quant au dimensionnement approprié de ces ressources.
Par le passé, Esri publiait et gérait un jeu d’outils ou de ressources pour la conception physique, notamment la boîte à outils de planification de la capacité. Ces ressources étaient axées sur une méthode classique de conception physique dans laquelle les cœurs de processeur et la configuration du système étaient plus fixes (et non virtualisés) et les processus impliquaient principalement des clients de bureau se connectant à des bases de données et à des services Web. Ces ressources ne sont plus mises à jour selon les nouvelles spécifications du processeur et ne capturent pas avec précision les processus Web les plus courants d’un système ArcGIS moderne.