Machine virtuelle (VM)

Qu’est-ce qu’une machine virtuelle (VM) ?

Virtualisation complète : La virtualisation complète implique la création de machines virtuelles pour simuler le fonctionnement d’ordinateurs physiques. Elle peut prendre les formes suivantes :

• Virtualisation basée sur un hyperviseur : Cette méthode permet aux hyperviseurs de s’exécuter directement sur le matériel physique, offrant ainsi un accès direct et des performances élevées.
• Virtualisation assistée par matériel : Ce processus permet d’améliorer l’isolation entre les systèmes d’exploitation invités et les hôtes en offrant une prise en charge de la virtualisation par le biais de CPU et d’extensions matérielles.

Paravirtualisation : La paravirtualisation permet à l’hyperviseur et aux systèmes d’exploitation invités de travailler ensemble, ce qui améliore la vitesse et les performances.

• Vue d’ensemble de la paravirtualisation : La paravirtualisation facilite l’interaction entre le système d’exploitation invité et l’hyperviseur pour permettre une communication directe et un partage des ressources.
• Avantages et cas d’utilisation de la paravirtualisation : La paravirtualisation favorise l’utilisation efficace des ressources, améliorant ainsi l’évolutivité. Elle réduit les surcoûts liés à l’émulation matérielle et garantit une communication directe avec l’hyperviseur. Elle peut être utilisée pour la consolidation de serveur et le calcul haute performance, qui exigent une efficacité et des performances élevées.

Conteneurisation : La conteneurisation consiste à créer et à déployer des environnements applicatifs isolés, appelés conteneurs, qui garantissent une exécution homogène et portable dans tous les environnements informatiques.

• Distinction entre machines virtuelles et conteneurs : Les machines virtuelles imitent le système d’exploitation, permettant ainsi l’exécution d’instances isolées sur un seul serveur physique. En revanche, les conteneurs partagent le système d’exploitation hôte, tout en offrant des environnements d’exécution isolés.
• Avantages et applications de la conteneurisation : La conteneurisation offre plusieurs avantages tels que l’isolation, l’efficacité et la portabilité. Les microservices facilitent le test et le déploiement d’applications modulaires et évolutives, accélérant ainsi le développement.

Hyperviseur

Un hyperviseur est un logiciel qui permet de créer et de gérer des machines virtuelles (VM). Il permet à différents frameworks de fonctionner simultanément sur une seule machine physique hôte dont ils partagent les ressources matérielles sous-jacentes.

• Définition et rôle d’un hyperviseur : Un hyperviseur est un intermédiaire entre l’équipement réel et les machines virtuelles qui s’exécutent sur celui-ci. Il offre une couche de délibération qui virtualise l’équipement caché, permettant ainsi aux différentes VM de travailler de manière autonome et sécurisée. L’hyperviseur gère l’attribution et l’utilisation des ressources de l’hôte, telles que les puces électroniques, la mémoire, le stockage, le réseau et l’administration des systèmes. Il garantit que chaque VM se voit attribuer une part raisonnable des ressources tout en assurant l’isolation entre elles.
• Types d’hyperviseurs : Il existe deux types d’hyperviseurs :

1. Type 1 : hyperviseur bare metal – L’hyperviseur bare metal s’exécute sur le matériel de la machine hôte sans système d’exploitation sous-jacent. Il se connecte aux équipements et administre la virtualisation vis-à-vis des frameworks de travail visiteurs. Ce type d’hyperviseur est couramment utilisé dans les situations de virtualisation de serveurs. Il offre une exécution et une sécurité optimisées puisqu’il n’y a pas de couche de framework de travail supplémentaire.
2. Type 2 : hyperviseur hébergé : Un hyperviseur hébergé s’exécute au-dessus d’un framework de travail hôte. Il dépend du système d’exploitation hôte pour les pilotes de gadgets et autres dispositifs de communication des équipements. Les hyperviseurs de type 2 sont fréquemment utilisés pour la virtualisation de l’espace de travail et sont plus simples à mettre en place et à utiliser. Ils permettent aux clients d’exécuter différents systèmes d’exploitation invités sur leurs PC.

Système d’exploitation invité

• Importance et capacités fonctionnelles d’un système d’exploitation invité : Le système d’exploitation invité est un élément essentiel d’une machine virtuelle (VM) dans la mesure où c’est lui qui offre l’environnement dans lequel les applications s’exécutent. Ses fonctionnalités cruciales au sein d’une VM comprennent l’exécution des applications, la gestion des ressources, les pilotes de devices, la sécurité et l’isolation, ainsi que la gestion du système de fichiers.
  
• Considérations relatives à la compatibilité avec les machines virtuelles : Les éléments de compatibilité clés sont notamment les systèmes d’exploitation invités pris en charge, les pilotes et l’intégration, les performances et l’optimisation, la gestion des licences et les droits de virtualisation.

Matériel virtuel – Le matériel virtuel désigne le produit qui imite ou virtualise un équipement réel dans un environnement de machines virtuelles (VM). Il permet à plusieurs machines virtuelles de partager et d’utiliser efficacement des équipements. Les composantes fondamentales du matériel virtuel sont les suivantes :

• Virtualisation du CPU – Celle-ci abstrait et divise le CPU physique en plusieurs CPU virtuels, ce qui permet à plusieurs machines virtuelles de fonctionner simultanément sur un serveur physique.
• Virtualisation de la mémoire – Permet d’abstraire la mémoire physique sous forme de mémoire virtuelle, de façon à pouvoir allouer et gérer efficacement cette ressource.
• Virtualisation des disques et du stockage – Permet la mise en commun des ressources de stockage et le provisionnement des disques virtuels.
• Virtualisation du réseau – Réseaux virtuels superposés aux réseaux physiques afin d’améliorer l’agilité du réseau et l’utilisation des ressources réseau.

Virtualisation de serveurs

• Consolidation de plusieurs serveurs sur un seul hôte : La virtualisation de serveurs permet de regrouper de nombreux serveurs sur une seule machine hôte. Plutôt que d’utiliser un serveur pour chaque application ou responsabilité, la virtualisation produit différentes machines virtuelles (VM) sur un serveur unique. Elle offre divers avantages tels que réduction des coûts, optimisation des ressources, facilité de gestion, évolutivité et flexibilité.
• Équilibrage de charge et haute disponibilité : La virtualisation de serveurs procure un mécanisme d’équilibrage de charge et de haute disponibilité qui garantit une accessibilité permanente et une utilisation productive des actifs. L’équilibrage de charge comprend l’appropriation naturelle des machines virtuelles en fonction de l’utilisation des actifs, du trafic réseau ou de règles prédéfinies. Il garantit que chaque hôte devient surpuissant tandis que d’autres restent sous-utilisés. La haute disponibilité fait référence à la capacité de maintenir les applications et les administrations en fonctionnement.

Environnements de développement et de test

• Création d’environnements de développement étanches : Les concepteurs peuvent mettre en place des machines virtuelles dédiées aux projets de programmation en cours, ce qui leur permet de travailler dans un climat confiné et contrôlé. Les avantages de l’utilisation de machines virtuelles dans des environnements étanches sont multiples : homogénéité des environnements, tests en sandbox, isolation, sécurité, personnalisation, portabilité, etc.
• Test de la compatibilité et de l’évolutivité des logiciels – Les machines virtuelles sont essentielles pour tester la compatibilité et l’évolutivité des logiciels. Les développeurs et les testeurs de logiciels peuvent rapidement mettre en place des machines virtuelles dotées d’agencements explicites pour tester la similitude de la programmation entre les différentes étapes, les différents programmes et les différentes adaptations. Les machines virtuelles prennent en compte le besoin de redimensionner les conditions de test de manière simple. Les testeurs peuvent faire appel à des VM pour reconstituer différentes situations et recréer des charges de clients élevées ou des conditions d’organisation strictes afin d’évaluer l’exécution et l’adaptabilité de la programmation.

Cloud computing et datacenters virtuels

• Infrastructure as-a-service (IaaS) et machines virtuelles : L’IaaS est un modèle informatique distribué qui fournit des ressources de calcul virtualisées sur le Web. Les machines virtuelles jouent un rôle important dans l’IaaS et peuvent être utilisées pour les instances de machines virtuelles, l’allocation de ressources à la demande et l’architecture mutualisée.
• Gestion et adaptation des déploiements de machines virtuelles – Une administration et une adaptation productives sont essentielles pour les organisations de machines virtuelles dans des conditions de cloud computing. L’automatisation, l’orchestration, la surveillance des ressources, l’adaptation automatique, l’équilibrage de charge, la sauvegarde et la reprise après sinistre figurent parmi les principales considérations à prendre en compte.

Virtualisation des postes de travail

• Infrastructure de bureau virtuel (VDI) – La VDI est une innovation en matière de virtualisation de l’espace de travail qui permet aux clients d’accéder à leurs environnements de bureau à distance ou sur différents gadgets. La VDI facilite le déploiement de machines virtuelles (VM) sur une plateforme serveur unifiée et la transmission de l’expérience de l’espace de travail aux clients finaux à l’échelle de l’organisation tout entière. Ses principaux composants sont les bureaux virtuels, la gestion centralisée, l’accès à distance et la gestion des profils d’utilisateurs.
• Accès à distance et informatique client léger – La virtualisation des postes de travail favorise l’accès à distance et les traitements par client léger, ce qui permet d’alléger l’expérience informatique. Elle offre un stockage centralisé des données et des applications, ainsi qu’une sécurité et une protection des données renforcées.

Gestion des performances et des ressources

• Incidences de la virtualisation sur les charges et les performances : La virtualisation intercale une couche de réflexion entre les équipements et les machines virtuelles. Il est essentiel de prendre en compte les coûts supplémentaires suivants : CPU, mémoire, stockage et I/O, surcoûts liés au réseau.
• Allocation des ressources et contention – Les organisations utilisatrices de machines virtuelles requièrent une répartition des ressources garantissant une exécution idéale et évitant les conflits de ressources. Les éléments clés à prendre en compte sont l’allocation de CPU et de mémoire, les performances de stockage et la bande passante réseau.

Sécurité et isolation 

• Pratiques recommandées pour la sécurisation des machines virtuelles – Pour améliorer la sécurité des agencements de machine virtuelle, il convient d’adopter les pratiques suivantes : correctifs et mises à jour, configuration sécurisée, isolation et segmentation, surveillance et journalisation.
• Vulnérabilités et risques dans les environnements virtualisés – Les environnements virtualisés présentent des faiblesses et des dangers explicites, tels que les vulnérabilités de l’hyperviseur, l’évasion de machines virtuelles, la fuite de données et les attaques entre machines virtuelles.

Licences et conformité

• Considérations relatives aux licences pour les machines virtuelles : Les agencements de machine virtuelle peuvent constituer à autoriser des suggestions de frameworks de travail et d’applications.
• Conformité aux accords sur les logiciels et le matériel – Les agencements de machine virtuelle doivent respecter les conventions de programmation et d’équipement, et notamment les contrats passés avec les fournisseurs de logiciels et de matériel, ainsi que les politiques de conformité.