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

2014

Le laboratoire de recherche sur la propulsion (Jet Propulsion Laboratory) (JPL) de la NASA est le principal centre de la NASA pour l'exploration robotique de l'espace. JPL a déjà envoyé un robot sur chaque planète du système solaire. La NASA/JPL montre également la voie en ce qui concerne l'adoption du cloud computing dans l'administration fédérale. En réalité, le cloud computing est un élément essentiel du pipeline des opérations tactiques pour la mission Mars Science Laboratory. Depuis la salle de contrôle de Pasadena, en Californie, la NASA/JPL utilise Amazon Web Services (AWS) pour capturer et stocker les images et les métadonnées collectées au cours des missions Mars Exploration Rover et Mars Science Laboratory. Le rover Opportunity de la mission Mars Exploration parcourt encore la planète Mars après avoir atterri il y a 8 ans, tandis que le rover Curiosity a atterri sur Mars le 5 août 2012.

démarrer un didacticiel python
CustomerReferences_QuoteMark

La NASA/JPL utilise Amazon Web Services (AWS) pour capturer et stocker les images et les métadonnées collectées au cours des missions Mars Exploration Rover et Mars Science Laboratory.

Le défi

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.

Pourquoi Amazon Web Services

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 ont été élaborées à l'aide de divers services sur AWS. L'architecture de streaming vidéo en direct de la NASA/JPL a été mise en œuvre en combinant des instances Adobe Flash Media Server, Amazon Elastic Compute Cloud Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) exécutant le niveau de mise en cache nginx populaire, Elastic Load Balancing, Amazon Route 53 pour la gestion DNS 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 à code source libre, 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 E/O disques hautes performances constantes. Le serveur CMS interagit également avec une base de données MySQL multirégion 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, la 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 des images, car chaque transmission de Curiosity est relayée vers la Terre. Le schéma ci-dessous illustre l'architecture Web de la NASA/JPL.

Les avantages

L'exécution du site Web mars.jpl.nasa.gov sur Amazon Web Services a permis à la NASA/JPL de diffuser son message au monde sans créer cette infrastructure elle-même. Le large éventail de fonctionnalités et la simplicité d'utilisation qu'offre AWS ont permis à la NASA/JPL de construire une infrastructure Web fiable et évolutive en l'espace de seulement deux à trois semaines, et non de mois.

Maintenant que Curiosity a atterri sur Mars, la mission continuera d'utiliser Amazon Web Services pour automatiser l'analyse d'images provenant de Mars, maximisant ainsi le temps dont les scientifiques disposent pour identifier les dangers ou les domaines présentant un intérêt scientifique particulier. Par conséquent, les scientifiques sont en mesure d'envoyer une plus longue séquence de commandes à Curiosity, ce qui augmente le nombre de travaux d'exploration que le Mars Science Laboratory peut réaliser sur n'importe quel sol (jour martien).

Tom Soderstrom de la NASA JPL explique comment le cloud aide à répondre aux questions cosmiques

Architecture de streaming vidéo en direct NASA/JPL

nasa-1-arch-diagram

À propos du Jet Propulsion Laboratory de la NASA

Le laboratoire de recherche sur la propulsion (Jet Propulsion Laboratory) (JPL) de la NASA est le principal centre de la NASA pour l'exploration robotique de l'espace.  


Services AWS utilisés

Amazon EC2

Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) est un service Web qui fournit une capacité de calcul sécurisée et redimensionnable dans le cloud. Destiné aux développeurs, il est conçu pour faciliter l'accès aux ressources de cloud computing à l'échelle du Web.

En savoir plus »

Amazon EBS

Amazon Elastic Block Store (EBS) est un service de stockage par bloc hautes performances et simple d'utilisation destiné à être utilisé avec Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) pour les charges de travail exigeantes en débit et à haut niveau de transactions à n'importe quelle échelle.

En savoir plus »

Amazon CloudFront

Amazon CloudFront est un réseau rapide de diffusion de contenu (CDN) qui distribue en toute sécurité des données, des vidéos, des applications et des API à vos utilisateurs, avec une faible latence et des vitesses de transfert élevées, l'ensemble dans un environnement convivial pour les développeurs.

En savoir plus »

Amazon SWF

Amazon SWF aide les développeurs à concevoir, exécuter et mettre à l'échelle les tâches en arrière-plan qui présentent des étapes parallèles ou séquentielles.

En savoir plus »

Amazon RDS

Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) vous permet d'installer, de gérer et de mettre à l'échelle facilement une base de données relationnelle dans le cloud.

En savoir plus »

Amazon SimpleDB

Amazon SimpleDB est un magasin de données NoSQL hautement disponible qui décharge le client des tâches d'administration de base de données.

En savoir plus »

AWS CloudFormation

AWS CloudFormation fournit un langage commun pour décrire et allouer toutes les ressources d'infrastructure dans votre environnement cloud.

En savoir plus »

Hébergement Web

Amazon Web Services propose des solutions d'hébergement Web dans le cloud qui permettent aux entreprises, aux organismes à but non lucratif et aux agences gouvernementales de diffuser leurs sites et applications Web d'une manière économique.

En savoir plus »


Démarrer

Les entreprises de toutes tailles et de tous les secteurs d’activités transforment chaque jour leurs activités à l’aide d’AWS. Contactez nos spécialistes et entamez votre transition vers le Cloud AWS dès aujourd'hui.