Étude de cas Mission Curiosity sur Mars de la NASA/JPL

Le 26 novembre 2011, la NASA a lancé Curiosity pour qu'il accomplisse un voyage de 8 mois sur la planète rouge. Cette mission de grande envergure a été confrontée à un certain nombre de défis qu'il a fallu relever pour en faire une réussite. D'abord, l'atterrissage représentait un énorme défi, car la masse de Curiosity rendait les précédentes approches d'atterrissage impossibles. Les ingénieurs chez JPL ont conçu une technique d'entrée/descente/atterrissage innovante qui s'est conclue par une manœuvre « Skycrane » ayant permis d'abaisser Curiosity jusqu'à la surface. La NASA souhaitait que cette expérience palpitante soit partagée avec tous ceux que cela intéressait dans le monde entier en communiquant des informations mises à jour à la minute près sur la mission, en particulier pendant les 7 minutes qui ont été nécessaires au rover pour descendre à travers l'atmosphère martienne et atterrir sur Mars. La disponibilité, l'évolutivité et la performance du site Web mars.jpl.nasa.gov ont été fondamentales pendant l'atterrissage. Avant la collaboration avec AWS, la prise en charge de centaines de milliers de visiteurs simultanés sur le site Web aurait été très difficile, nécessitant une infrastructure Web et de streaming vidéo en direct importante que la NASA/JPL ne possédait pas.

Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA a utilisé AWS pour diffuser les images et la vidéo associées à l'atterrissage de Curiosity. Le cloud computing a permis à JPL de dimensionner la capacité rapidement et de tirer profit du cloud AWS afin de communiquer avec succès les expériences captivantes qui se déroulaient sur Mars au public. Des utilisateurs publics du monde entier visitant ses sites, la NASA/JPL a distribué son contenu provenant des régions AWS dans le monde entier afin d'améliorer l'expérience des utilisateurs et d'évoluer pour répondre à la demande mondiale. En utilisant Amazon Route 53 et Elastic Load Balancers (ELB), Novel a permis au laboratoire NASA/JPL d'équilibrer la charge de travail sur différentes régions AWS et de garantir la disponibilité de son contenu dans tous les cas de figure envisageables. L'architecture finale, co-développée et vérifiée chez NASA/JPL et Amazon Web Services, a donné à la NASA l'assurance que le modèle de déploiement pourrait évoluer, réaliser des performances et offrir une expérience incroyable d'atterrissage sur une autre planète. Ayant toujours pour objectif de transmettre les données au public, la NASA/JPL s'est préparée à proposer un trafic de centaines de gigaoctets/secondes pour les centaines de milliers d'utilisateurs simultanés.

En quelques semaines à peine, la NASA/JPL a pu concevoir, créer, tester et déployer ses solutions d'hébergement web et de streaming vidéo en direct qui reposent sur divers services sur AWS. L'architecture de streaming vidéo en direct de la NASA/JPL a été développée en combinant Adobe Flash Media Server, les instances Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) exécutant le niveau de mise en cache nginx courant, Elastic Load Balancing, Amazon Route 53 pour la gestion DNS et Amazon CloudFront pour la diffusion de contenu. AWS CloudFormation automatise le déploiement des piles de l'infrastructure de streaming vidéo en direct sur plusieurs zones de disponibilité (AZ) et régions AWS.

En outre, les instances Amazon EC2 exécutant l'AMI Amazon Linux ont été configurées à l'aide de scripts de configuration et de métadonnées d'instance Amazon EC2. Peu avant l'atterrissage, NASA/JPL a mis en place des piles d'infrastructure AWS, chacune capable de traiter un trafic de 25 Gbps. La NASA/JPL a utilisé Amazon CloudWatch pour surveiller les pics de volume de trafic et dimensionner la capacité en fonction de la demande régionale. Les volumes de trafic étant redevenus normaux quelques heures après l'atterrissage, NASA/JPL a eu recours à AWS CloudFormation pour retirer des ressources à l'aide d'une commande unique.

Le site web mars.jpl.nasa.gov s'appuie sur le système de gestion de contenu (Content Management System ou CMS) Railo open source, s'exécutant sur Amazon EC2. Le stockage partagé pour Railo est fourni par des instances Amazon EC2 exécutant Gluster dans un groupe de volumes Amazon Elastic Block Store (EBS) pour garantir des I/O de disques à hautes performances constantes. Le CMS interagit également avec une base de données MySQL multi-AZ hautement disponible gérée par Amazon Relational Database Service (RDS). Le trafic est dispersé sur les serveurs CMS par un certain nombre de programmes Elastic Load Balancer utilisant Amazon Route 53 pour permettre une répartition du trafic pondérée sur les ELB. Amazon CloudFront sert également à répartir le trafic vers les points de présence du monde entier, en réduisant ainsi la latence pour les visiteurs internationaux et en améliorant l'évolutivité globale de la solution.

En outre, NASA tire parti d'Amazon Simple Workflow Service (Amazon SWF) pour copier les dernières images de Mars vers Amazon S3. Les métadonnées sont stockées dans Amazon SimpleDB, et Amazon SWF déclenche l'allocation d'instances Amazon EC2 pour traiter les images, car chaque transmission de Curiosity est relayée vers la Terre. Le schéma ci-dessous illustre l'architecture Web de la NASA/JPL.