La virtualisation, qu'est-ce que c'est ?

La virtualisation est une technologie qui permet de créer des environnements virtuels et simulés à partir d'une seule machine physique. Grâce à ce processus, les professionnels de l'informatique peuvent exploiter leurs investissements existants et optimiser toutes les capacités d'une machine physique en distribuant des ressources traditionnellement liées au matériel dans de nombreux environnements.

Utilisée depuis des décennies, la virtualisation est une technologie puissante au sein de l'infrastructure informatique capable d'augmenter l'efficacité, de préserver la flexibilité et d'améliorer l'évolutivité. Étant donné qu'il est possible pour plusieurs systèmes d'exploitation de partager le même matériel physique, la virtualisation peut améliorer l'utilisation des ressources, réduire les coûts associés à la maintenance matérielle et renforcer la sécurité grâce à des systèmes isolés.

La virtualisation joue un rôle clé dans la modernisation des infrastructures informatiques et des charges de travail, aussi bien pour les administrateurs en virtualisation qui exécutent des environnements de test sur leur station de travail que pour les grandes entreprises qui exécutent de nombreuses machines virtuelles au sein de leur plateforme de cloud hybride.

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La virtualisation repose sur deux concepts importants : les machines virtuelles et les hyperviseurs.

Machines virtuelles

Une machine virtuelle est un environnement de calcul qui fonctionne comme un système isolé, avec son propre processeur, son système d'exploitation, sa mémoire, son interface réseau et son espace de stockage, créé à partir d'un pool de ressources matérielles. Une telle machine peut être définie par un fichier de données unique. En tant qu'environnement isolé, elle peut être transférée d'un ordinateur à un autre, ouverte sur l'un ou l'autre et s'exécuter de la même manière.

La virtualisation permet d'exécuter simultanément des machines virtuelles dotées de différents systèmes d'exploitation sur un seul appareil physique, comme un environnement macOS ou Windows sur une distribution Linux®. Chaque système d'exploitation s'exécute sur le matériel hôte comme le ferait tout autre type de système d'exploitation ou d'application. L'expérience de l'utilisateur final est donc quasiment identique à celle qu'offre un système d'exploitation exécuté en temps réel sur une machine physique.

Hyperviseurs

Parfois appelé moniteur de machine virtuelle, un hyperviseur est un logiciel qui sépare les ressources physiques d'un système et les divise pour que les environnements virtuels puissent les utiliser selon les besoins. Il exploite les ressources physiques (processeur, mémoire et stockage) du matériel et les alloue simultanément à plusieurs machines virtuelles, ce qui permet d'en créer de nouvelles et de gérer celles qui existent déjà. Les hyperviseurs reposent soit sur un système d'exploitation (comme sur un ordinateur portable), soit directement sur du matériel (comme un serveur). Lorsqu'il est utilisé en tant qu'hyperviseur, le matériel physique est appelé « hôte », tandis que toutes les machines virtuelles qui utilisent ses ressources sont appelées « invités ».

Lorsque l'environnement virtuel est exécuté et qu'un utilisateur ou un programme émet une instruction nécessitant des ressources supplémentaires de l'environnement physique, l'hyperviseur transmet cette requête au système physique et met en cache les modifications. Ce processus est presque aussi rapide que sur un système natif.

Il existe deux types d'hyperviseurs pour la virtualisation, selon les besoins.

Type 1 : également appelés hyperviseurs natifs ou bare metal, les hyperviseurs de type 1 s'exécutent directement sur le matériel de l'hôte pour gérer des systèmes d'exploitation invités. Ils remplacent le système d'exploitation hôte et planifient les ressources des machines virtuelles directement sur le matériel. Ces hyperviseurs sont les plus couramment utilisés dans les datacenters d'entreprise ou d'autres environnements basés sur un serveur.

Type 2 : également appelés hyperviseurs hébergés, les hyperviseurs de type 2 s'exécutent sur un système d'exploitation traditionnel en tant que couche logicielle ou application. Ils fonctionnent en dissociant les systèmes d'exploitation invités du système d'exploitation hôte. Les ressources des machines virtuelles sont ordonnancées sur un système d'exploitation hôte, qui est ensuite exécuté sur le matériel. Ces hyperviseurs sont plus adaptés pour les utilisateurs individuels qui souhaitent exécuter plusieurs systèmes d'exploitation sur un ordinateur personnel.

Définition de KVM

KVM (Kernel-based Virtual Machine) est un hyperviseur Open Source de type 1, présent dans les distributions Linux modernes. Il permet aux machines virtuelles de bénéficier des fonctions d'optimisation des performances de Linux, tandis que les utilisateurs tirent parti du contrôle précis fourni par le système d'exploitation.

En savoir plus sur les machines virtuelles et les hyperviseurs

La virtualisation permet d'exploiter toute la capacité du matériel. Avec cette technologie, différents systèmes d'exploitation peuvent s'exécuter en parallèle et partager les mêmes ressources matérielles virtualisées pour augmenter l'efficacité. Les équipes peuvent optimiser l'utilisation de leurs ressources informatiques pour prendre en charge des applications et des charges de travail importantes. Voici quelques avantages de la virtualisation :

• Consolidation des serveurs : la virtualisation des serveurs permet de disposer de nombreux serveurs virtuels sur chaque serveur physique, ce qui optimise l'utilisation du matériel. La consolidation des serveurs permet de mieux exploiter les ressources lorsque celles-ci sont allouées selon les besoins, car une machine hôte peut être divisée en plusieurs machines virtuelles. Cette approche exploite au maximum les capacités matérielles. L'exécution de plusieurs machines virtuelles sur un seul et même équipement matériel permet alors d'optimiser l'espace, la consommation et la maintenance.
• Réduction des coûts : une meilleure utilisation du matériel permet d'éviter l'achat de ressources physiques supplémentaires, notamment des disques durs, et de réduire les besoins en matière d'alimentation, d'espace et de refroidissement dans le datacenter.
• Environnements isolés : puisqu'elles sont séparées du reste du système, les machines virtuelles n'interfèrent pas avec les éléments exécutés sur le matériel hôte et constituent une option intéressante pour tester de nouvelles applications ou configurer un environnement de production.
• Accélération de la migration des applications : les responsables de l'administration n'ont plus à attendre la certification de chaque application sur du nouveau matériel. Configurées par logiciel, les machines virtuelles sont rapides à créer, supprimer, cloner et migrer. Il est aussi possible de les contrôler à distance et de les gérer de façon automatisée.
• Efficacité des environnements : pendant les tests de régression, les équipes peuvent créer ou copier un environnement d'essai. Il n'est donc plus nécessaire de réserver un équipement particulier ni de conserver des serveurs de développement redondants. De plus, avec la bonne formation et les connaissances adéquates, les équipes peuvent optimiser ces environnements pour accroître la capacité et la densité.
• Récupération après sinistre : les machines virtuelles offrent des fonctions de récupération après sinistre supplémentaires, car elles disposent de capacités de basculement qu'il n'était auparavant possible d'obtenir qu'avec du matériel supplémentaire. Ces options de récupération réduisent le temps nécessaire pour réparer et configurer le serveur affecté, ce qui améliore l'adaptabilité.

Découvrir les bases de la virtualisation

Virtualisation des serveurs

La virtualisation des serveurs et l'un des types de virtualisation les plus courants, notamment dans les environnements informatiques d'entreprise. Rendue possible par les hyperviseurs qui séparent et distribuent les ressources physiques, cette technologie implique de partitionner un serveur pour que les ressources puissent servir à diverses fins.

Virtualisation des postes de travail

La virtualisation des postes de travail permet à un administrateur central (ou à un outil d'administration automatisé) de déployer des environnements de poste de travail simultanément sur plusieurs machines physiques. Les responsables de l'administration peuvent ainsi effectuer des configurations, des mises à jour et des contrôles de sécurité en masse sur tous les postes de travail virtuels.

Virtualisation des données

Plus connue sous le nom de fédération de données ou d'espace de noms global, la virtualisation de données permet de regrouper des données distribuées en une source unique. Elle rassemble des données provenant de plusieurs sources, intègre facilement de nouvelles sources de données et les transforme selon les besoins des utilisateurs. Un espace de noms global couvre plusieurs sources de données qui peuvent alors être traitées comme une seule et même source. Il met ainsi à disposition les données nécessaires, sous la forme requise, au moment opportun, pour toute application ou tout utilisateur.

Virtualisation du stockage

La virtualisation du stockage permet de gérer le stockage et d'y accéder sur un seul et même périphérique. Il est possible de rassembler au même endroit le stockage de tous les périphériques d'un réseau. La virtualisation du stockage augmente l'efficacité des tâches de stockage telles que l'archivage et la récupération, et maximise l'utilisation de l'espace disponible au sein d'une infrastructure.

Virtualisation des applications

Cette technologie rend les applications disponibles en dehors du système d'exploitation sur lequel elles ont été installées à l'origine. Une fois séparée de son système d'exploitation, une application peut être exécutée dans un environnement virtuel pour être déployée et utilisée à distance. Cette approche renforce la flexibilité de la gestion et du déploiement. Ce processus se distingue de la virtualisation des postes de travail, car l'application est exécutée virtuellement tandis que le système d'exploitation sur l'appareil de l'utilisation est exécuté normalement.

Virtualisation des fonctions réseau

Utilisée par les fournisseurs de services de télécommunication, la virtualisation des fonctions réseau (NFV) sépare les fonctions clés d'un réseau (telles que les services d'annuaire, le partage de fichiers et la configuration des adresses IP) afin de les répartir entre les différents environnements. Une fois les fonctions logicielles devenues indépendantes des machines physiques sur lesquelles elles étaient hébergées, il est possible de regrouper des fonctions spécifiques dans un nouveau réseau et de les assigner à un environnement. La virtualisation des réseaux réduit le nombre de composants physiques (commutateurs, routeurs, câbles) nécessaires à la création de plusieurs réseaux indépendants.

La virtualisation et la conteneurisation désignent deux approches qui isolent les composants informatiques du reste du système physique.Pour autant, chacune fonctionne à sa manière.

Comme nous l'avons vu, la virtualisation permet aux machines virtuelles de fonctionner au maximum de leurs capacités, hors de leur matériel physique, avec différents systèmes d'exploitation. De son côté, la conteneurisation sert à mettre en paquets des logiciels ou des applications au sein d'un conteneur qui partage le système d'exploitation hôte et qu'il est possible de déplacer et d'exécuter dans n'importe quel environnement pour plus de flexibilité.

La virtualisation implique la création de machines virtuelles qui exécutent leur propre système d'exploitation et leurs propres applications. Avec cette technologie, différents systèmes d'exploitation peuvent s'exécuter en parallèle et partager les mêmes ressources matérielles virtualisées à partir d'une même machine physique.

La conteneurisation met en paquet du code logiciel au sein d'un conteneur. Les applications présentes dans ce conteneur peuvent ainsi être déplacées, puis exécutées dans n'importe quel environnement ou infrastructure.

La solution Red Hat® OpenShift® dispose d'une fonction qui permet de migrer facilement les machines virtuelles vers OpenShift et de les gérer parallèlement aux conteneurs pour une visibilité maximale.

En savoir plus sur les machines virtuelles et les conteneurs

La virtualisation et la conteneurisation sont deux technologies qui rendent possible le cloud computing. Le cloud computing consiste à exécuter des charges de travail dans des clouds, c'est-à-dire des environnements qui dissocient, regroupent et partagent des ressources évolutives sur un réseau.

Les environnements de cloud privé et public virtualisent des ressources dans des pools partagés avec un plus haut niveau de contrôle administratif et les distribuent au moyen de fonctions automatisées en libre-service. Les logiciels de virtualisation, de gestion et d'automatisation qui permettent de créer les environnements cloud s'appuient sur le système d'exploitation, qui assure la connexion entre les ressources physiques, les pools de données virtuels, les logiciels de gestion, les scripts d'automatisation et les clients.

Avec la virtualisation, les charges de travail exécutées dans les environnements cloud peuvent accéder à des ressources au sein d'un réseau, ce qui permet de fournir des ressources informatiques flexibles et évolutives aux utilisateurs via Internet.

En savoir plus sur le cloud computing

Le processus de migration consiste à transférer une machine à partir d'un hôte ou d'une plateforme vers un autre emplacement. Son objectif est d'optimiser l'utilisation des ressources, les performances, la flexibilité et l'évolutivité. La migration des machines virtuelles permet de bénéficier à la fois de la cohérence, de l'efficacité et de la prise en charge nécessaires à leur exploitation future et aux applications basées dans le cloud.

Les entreprises migrent leurs machines virtuelles pour diverses raisons et selon différentes méthodes. Les deux principaux types de migrations sont la migration dynamique et la migration à froid. La migration dynamique consiste à transférer les pages de mémoire d'une machine virtuelle vers l'hôte de destination sans l'arrêter. Une étape de basculement planifiée permet ensuite à la machine virtuelle de commencer à s'exécuter sur le nouvel hôte sans interruption. Avec la migration à froid, la machine virtuelle est arrêtée avant de passer de l'hôte source à l'hôte de destination. Cette méthode est souvent utilisée lors d'une transition complète entre différentes plateformes ou régions.

Les entreprises choisissent leur méthode en fonction des besoins et des plateformes impliquées.

Découvrir les avantages de la migration des machines virtuelles

Avec nos produits fiables et notre écosystème de partenaires, nous proposons aux entreprises une solution de virtualisation complète. Red Hat OpenShift Virtualization fournit les outils pour créer, exploiter et mettre à l'échelle en toute confiance les charges de travail virtuelles et conteneurisées.Basée sur KVM et KubeVirt, cette plateforme d'applications moderne représente un environnement intéressant pour vos machines virtuelles, car elle intègre des charges de travail virtuelles et conteneurisées qui augmentent la flexibilité sans engendrer de complexité. Avec la boîte à outils de migration pour la virtualisation, les équipes peuvent lancer la migration en quelques étapes simples.

En complément de Red Hat OpenShift Virtualization, la solution Red Hat Ansible® Automation Platform utilise des processus automatisés pour accélérer la distribution, de la migration à grande échelle aux opérations de maintenance et de correction. Grâce à cette approche flexible, vous pouvez automatiser les tâches afin d'accroître la rapidité et l'efficacité de l'exploitation, tout en préservant les investissements réalisés en matière de technologies de virtualisation ainsi que les applications qui en dépendent.

Enfin, avec nos produits, vous pouvez gérer votre infrastructure et la moderniser à votre rythme. La solution Red Hat Advanced Cluster Management for Kubernetes vous permet de surveiller les performances de vos machines virtuelles à partir d'une seule console. Il existe d'autres options de prise en charge et intégrations de partenaires pour le stockage, la sauvegarde et la récupération après sinistre, ainsi que la mise en réseau. Vous pouvez donc compter sur nos produits pour assurer le bon fonctionnement de votre infrastructure virtuelle dans le cloud hybride, et moderniser votre environnement à votre rythme.

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