Virtualisation

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La virtualisation est la création d’une version virtuelle – plutôt que réelle – de quelque chose, comme un système d’exploitation (OS), un serveur, un périphérique de stockage ou des ressources réseau.

La virtualisation utilise un logiciel qui simule les fonctionnalités du matériel afin de créer un système virtuel. Cette pratique permet aux organisations informatiques d’exploiter plusieurs systèmes d’exploitation, plus d’un système virtuel et diverses applications sur un seul serveur. Les avantages de la virtualisation comprennent une plus grande efficacité et des économies d’échelle.

La virtualisation du système d’exploitation est l’utilisation d’un logiciel permettant à une pièce de matériel d’exécuter plusieurs images de système d’exploitation en même temps. Cette technologie a fait ses débuts sur les ordinateurs centraux il y a plusieurs décennies, permettant aux administrateurs d’éviter de gaspiller une puissance de traitement coûteuse.

Comment fonctionne la virtualisation

La virtualisation décrit une technologie dans laquelle une application, un système d’exploitation invité (OS invité) ou un stockage de données est éloigné du véritable matériel ou logiciel sous-jacent. Une utilisation clé de la technologie de virtualisation est la virtualisation de serveur, qui utilise une couche logicielle — appelée hyperviseur — pour émuler le matériel sous-jacent. Cette couche comprend souvent la mémoire de l’unité centrale, les entrées/sorties (E/S) et le trafic réseau. Les hyperviseurs prennent les ressources physiques et les séparent afin qu’elles puissent être utilisées par l’environnement virtuel. Ils peuvent être installés au-dessus d’un système d’exploitation ou directement sur le matériel. Dans ce dernier cas, la plupart des entreprises virtualisent leurs systèmes.

L’hyperviseur Xen est un logiciel à code source ouvert qui est chargé de gérer les interactions de bas niveau qui se produisent entre les machines virtuelles (VM) et le matériel physique. En d’autres termes, l’hyperviseur Xen permet la création, l’exécution et la gestion simultanées de diverses machines virtuelles dans un environnement physique.

Avec l’aide de l’hyperviseur, le système d’exploitation invité, qui interagit normalement avec le matériel réel, le fait maintenant avec une émulation logicielle de ce matériel ; souvent, le système d’exploitation invité n’a aucune idée qu’il est sur du matériel virtualisé. Bien que les performances de ce système virtuel ne soient pas égales à celles du système d’exploitation fonctionnant sur du matériel réel, le concept de virtualisation fonctionne parce que la plupart des systèmes d’exploitation et des applications invités n’ont pas besoin d’utiliser pleinement le matériel sous-jacent. Cela permet une plus grande flexibilité, un meilleur contrôle et une meilleure isolation en supprimant la dépendance à une plate-forme matérielle donnée. Alors qu’il était initialement destiné à la virtualisation des serveurs, le concept de virtualisation s’est étendu aux applications, aux réseaux, aux données et aux ordinateurs de bureau.

Le processus de virtualisation suit les étapes énumérées ci-dessous :

Les hyperviseurs détachent les ressources physiques de leurs environnements physiques.
Les ressources sont prélevées et réparties, selon les besoins, de l’environnement physique aux différents environnements virtuels.
Les utilisateurs du système travaillent et effectuent des calculs dans l’environnement virtuel.
Une fois que l’environnement virtuel fonctionne, un utilisateur ou un programme peut envoyer une instruction qui nécessite des ressources supplémentaires de l’environnement physique. En réponse, l’hyperviseur relaie le message au système physique et stocke les modifications. Ce processus se déroule à une vitesse presque native.

L’environnement virtuel est souvent appelé machine invitée ou machine virtuelle(VM). La VM agit comme un fichier de données unique qui peut être transféré d’un ordinateur à l’autre et ouvert dans les deux ; elle est censée fonctionner de la même manière sur chaque ordinateur.

Types de virtualisation

Vous en savez probablement un peu plus sur la virtualisation si vous avez déjà divisé votre disque dur en différentes partitions. Une partition est la division logique d’un disque dur pour créer, en fait, deux disques durs distincts.

La virtualisation progresse dans six domaines de l’informatique :

La virtualisation de réseau est une méthode permettant de combiner les ressources disponibles dans un réseau en divisant la bande passante disponible en canaux, chacun d’entre eux étant indépendant des autres et pouvant être affecté – ou réaffecté – à un serveur ou à un périphérique particulier en temps réel. L’idée est que la virtualisation dissimule la véritable complexité du réseau en le séparant en parties gérables, un peu comme votre disque dur partitionné facilite la gestion de vos fichiers.
La virtualisation du stockage consiste à regrouper le stockage physique de plusieurs périphériques de stockage réseau en ce qui semble être un seul périphérique de stockage géré à partir d’une console centrale. La virtualisation du stockage est couramment utilisée dans les réseaux de stockage.
La virtualisation des serveurs consiste à masquer les ressources des serveurs – y compris le nombre et l’identité des serveurs physiques, des processeurs et des systèmes d’exploitation individuels – aux utilisateurs des serveurs. L’objectif est d’éviter à l’utilisateur d’avoir à comprendre et à gérer des détails compliqués des ressources du serveur tout en augmentant le partage et l’utilisation des ressources et en maintenant la capacité d’expansion ultérieure.
La couche logicielle qui permet cette abstraction est souvent appelée l’hyperviseur. L’hyperviseur le plus courant – de type 1 – est conçu pour directement virtualiser la plate-forme matérielle pour qu’elle puisse être utilisée par les machines virtuelles.
La virtualisation KVM est un hyperviseur de virtualisation basé sur le noyau Linux qui offre des avantages de virtualisation de type 1 similaires à ceux des autres hyperviseurs. KVM est sous licence open source. Un hyperviseur de type 2 nécessite un système d’exploitation hôte et est plus souvent utilisé pour les tests.
La virtualisation des données consiste à abstraire les détails techniques traditionnels de la gestion des données et des données, tels que l’emplacement, les performances ou le format, en faveur d’un accès plus large et d’une plus grande résilience liée aux besoins de l’entreprise.
La virtualisation des postes de travail consiste à virtualiser la charge d’un poste de travail plutôt qu’un serveur. Cela permet à l’utilisateur d’accéder au poste de travail à distance, généralement à l’aide d’un client léger installé sur le bureau. Comme le poste de travail fonctionne essentiellement dans un serveur de centre de données, l’accès à celui-ci peut être à la fois plus sûr et plus portable. La licence du système d’exploitation doit encore être prise en compte, ainsi que l’infrastructure.
La virtualisation des applications consiste à abstraire la couche applicative du système d’exploitation. De cette façon, l’application peut s’exécuter sous une forme encapsulée sans que le système d’exploitation sous-jacent n’en dépende. Cela peut permettre à une application Windows de s’exécuter sous Linux et vice versa, en plus d’ajouter un niveau d’isolation.

La virtualisation peut être considérée comme faisant partie d’une tendance générale de l’informatique d’entreprise qui comprend l’informatique autonome, un scénario dans lequel l’environnement informatique sera capable de se gérer lui-même en fonction de l’activité perçue, et l’informatique utilitaire, dans laquelle la puissance de traitement informatique est considérée comme un service que les clients ne peuvent payer qu’en fonction des besoins. L’objectif habituel de la virtualisation est de centraliser les tâches administratives tout en améliorant l’évolutivité et la charge de travail.

Avantages de la Virtualisation

Les avantages de l’utilisation d’un environnement virtualisé sont notamment les suivants :

Réduction des coûts. La virtualisation réduit le nombre de serveurs matériels nécessaires au sein d’une entreprise et d’un centre de données. Cela réduit le coût global d’achat et de maintenance d’une grande quantité de matériel.
Une reprise d’activité plus facile. La reprise après sinistre est très simple dans un environnement virtualisé. Des instantanés réguliers fournissent des données à jour, ce qui permet de sauvegarder et de restaurer les machines virtuelles de façon réaliste. Même en cas d’urgence, une machine virtuelle peut être déplacée vers un nouveau site en quelques minutes.
Des tests plus faciles. Les tests sont moins compliqués dans un environnement virtuel. Même si une erreur importante est commise, le test n’a pas besoin de s’arrêter et de revenir au début. Il peut simplement revenir à l’instantané précédent et poursuivre le test.
Des sauvegardes plus rapides. Des sauvegardes peuvent être effectuées à la fois du serveur virtuel et de la machine virtuelle. Des instantanés automatiques sont pris tout au long de la journée pour garantir que toutes les données sont à jour. En outre, les machines virtuelles peuvent être facilement transférées entre elles et redéployées efficacement.
Amélioration de la productivité. La réduction des ressources physiques se traduit par une diminution du temps passé à gérer et à entretenir les serveurs. Des tâches qui peuvent prendre des jours ou des semaines dans un environnement physique peuvent être effectuées en quelques minutes. Les membres du personnel peuvent ainsi consacrer la majeure partie de leur temps à des tâches plus productives, comme l’augmentation des recettes et la promotion des initiatives commerciales.
La virtualisation offre aux entreprises l’avantage de maximiser leur production. Les avantages supplémentaires pour les entreprises et les centres de données sont notamment les suivants
Des serveurs à vocation unique. La virtualisation offre un moyen économique de séparer les serveurs de courrier électronique, de bases de données et de sites web, créant ainsi un système plus complet et plus fiable.
Déploiement et redéploiement accélérés. Lorsqu’un serveur physique tombe en panne, le serveur de sauvegarde peut ne pas être toujours prêt ou à jour. Il se peut également qu’il n’y ait pas d’image ou de clone du serveur disponible. Si tel est le cas, le processus de redéploiement peut être long et fastidieux. Cependant, si le centre de données est virtualisé, le processus est rapide et assez simple. Des outils de sauvegarde virtuelle, tels que Veeam, sont disponibles pour accélérer le processus.
Réduction de la chaleur et amélioration des économies d’énergie. Les entreprises qui utilisent beaucoup de serveurs matériels risquent de surchauffer leurs ressources physiques. La meilleure façon d’éviter que cela ne se produise est de diminuer le nombre de serveurs utilisés pour la gestion des données, et le meilleur moyen d’y parvenir est la virtualisation.
Meilleur pour l’environnement. Les entreprises et les centres de données qui utilisent de grandes quantités de matériel laissent une grande empreinte carbone ; ils doivent assumer la responsabilité de la pollution qu’ils génèrent. La virtualisation peut contribuer à réduire ces effets en diminuant considérablement les quantités nécessaires de refroidissement et d’énergie, ce qui contribue à assainir l’air et l’atmosphère. Par conséquent, les entreprises et les centres de données qui se virtualisent amélioreront leur réputation tout en renforçant la qualité de leurs relations avec les clients et la planète.
Une migration plus facile vers le Cloud. La virtualisation rapproche les entreprises d’un environnement entièrement basé sur le nuage. Des machines virtuelles peuvent même être déployées à partir du centre de données afin de construire une infrastructure basée sur le Cloud. La possibilité d’adopter des process centrés sur la virtualisation rend la migration vers le Cloud encore plus facile.
Absence de dépendance à l’égard des fournisseurs. Les machines virtuelles sont agnostiques en ce qui concerne la configuration matérielle. Par conséquent, la virtualisation du matériel et des logiciels signifie qu’une entreprise n’a pas besoin de dépendre d’un fournisseur pour ces ressources physiques.

Limitations de la Virtualisation

Avant de passer à un environnement virtualisé, il est important de prendre en compte les différents coûts initiaux. L’investissement nécessaire dans un logiciel de virtualisation, ainsi que le matériel qui pourrait être requis pour rendre la virtualisation possible, peut être coûteux. Si l’infrastructure existante a plus de cinq ans, un budget de renouvellement initial devra être envisagé. Heureusement, de nombreuses entreprises ont la capacité de s’adapter à la virtualisation sans dépenser de grosses sommes d’argent. En outre, les coûts peuvent être compensés en collaborant avec un fournisseur de services gérés qui propose des options de location ou d’achat mensuelles.

Il faut également tenir compte de considérations relatives aux licences de logiciels lors de la création d’un environnement virtualisé. Les entreprises doivent s’assurer qu’elles comprennent bien comment leurs fournisseurs envisagent l’utilisation des logiciels dans un environnement virtualisé. Cela devient de moins en moins une limitation à mesure que les fournisseurs de logiciels s’adaptent à l’utilisation accrue de la virtualisation.

La conversion à la virtualisation prend du temps et peut s’accompagner d’une courbe d’apprentissage. La mise en œuvre et le contrôle d’un environnement virtualisé exigent que chaque membre du personnel informatique soit formé et possède une expertise en matière de virtualisation. En outre, certaines applications ne s’adaptent pas bien lorsqu’elles sont introduites dans un environnement virtuel. Le personnel informatique devra être préparé à relever ces défis et devra les résoudre avant de se convertir.

La virtualisation comporte également des risques de sécurité. Les données sont cruciales pour le succès d’une entreprise et, par conséquent, constituent une cible commune pour les attaques. Les chances de subir une violation de données augmentent considérablement lorsqu’on utilise la virtualisation.

Enfin, dans un environnement virtuel, les utilisateurs perdent le contrôle de ce qu’ils peuvent faire car il y a plusieurs liens qui doivent collaborer pour accomplir la même tâche. Si une partie ne fonctionne pas, c’est l’ensemble de l’opération qui échoue.