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Une virtual machine (VM) ou « machine virtuelle » est une ressource de calcul. Cependant, au lieu d'utiliser un ordinateur physique pour exécuter des programmes et déployer des applications, elle utilise un logiciel.
Virtual Machine : comment ça marche ?
Les VM fonctionnent comme suit : une ou plusieurs machines « invitées » virtuelles s'exécutent sur une machine « hôte » physique. Cependant, chaque VM fournit un environnement isolé pour exécuter son propre système d'exploitation et ses propres applications. Et ce, même si celles-ci s'exécutent toutes sur le même hôte. Ce système d'exploitation se nomme « système d'exploitation invité » et peut ressembler ou non à celui des autres VM. Un seul ordinateur peut donc héberger plusieurs machines virtuelles. Mais, toutes exécutent différents systèmes d'exploitation et applications sans s'affecter les unes des autres.
Néanmoins, un ordinateur qui héberge des virtual machines nécessite un logiciel spécialisé appelé hyperviseur. Celui-ci émule le processeur, la mémoire, le disque dur, le réseau et d'autres ressources matérielles de l'ordinateur. Ainsi, il crée un pool de ressources qui peuvent être allouées aux machines virtuelles individuelles en fonction de leurs besoins spécifiques. Il existe deux types d'hyperviseurs.
Hyperviseurs type 1 : hyperviseur bare metal
L'hyperviseur de type 1 s'appelle hyperviseur bare metal. Ce type s'exécute directement sur la machine hôte physique et a un accès direct à son matériel. En général, celui-ci s'exécute sur des ordinateurs serveurs. Microsoft Hyper-V et VMware ESXi sont par exemple des hyperviseurs de type 1. Ces types 1 s'avèrent plus efficaces et plus performants que les types 2.
Hyperviseurs type 2 : hyperviseur hébergé
Les hyperviseurs de type 2 sont en revanche appelés hyperviseur hébergé. Ils s'installent au-dessus du système d'exploitation de la machine hôte. En général, les hyperviseurs de type 2 se déploient sur les systèmes des utilisateurs finaux pour des cas d'utilisation spécifiques. VMware Workstation et Oracle VirtualBox sont des exemples d'hyperviseur hébergé.
Fonctionnement des VM
Une virtual machine s'exécute en tant que processus dans une fenêtre d'application sur le système d'exploitation de la machine physique. Les fichiers clés qui la composent incluent un fichier journal, un fichier de paramètres NVRAM, un fichier de disque virtuel et un fichier de configuration.
A quoi sert une virtual machine ?
Une VM permet à une entreprise d'exécuter un système d'exploitation tel un ordinateur complètement séparé. Dès lors, une virtual machine est capable de répondre à différents niveaux de besoins en puissance de traitement. Et ce, afin d'exécuter des logiciels qui requièrent un système d'exploitation différent. Ça pourrait aussi être pour tester des applications dans un environnement sécurisé.
Cela dit, les VM ont toujours servi à la virtualisation des serveurs. Conséquemment, les équipes informatiques peuvent consolider leurs ressources informatiques et améliorer leur efficacité. En plus, les virtual machines sont capables de réaliser des tâches spécifiques qui sont considérées comme trop risquées. Cela concerne par exemple l'accès à des données infectées par des virus ou le test de systèmes d'exploitation. Dès lors, vu que la VM est indépendante, son logiciel interne ne pourrait pas altérer l'ordinateur hôte.
Quels sont les avantages d'une Virtual machine ?
Comparées aux machines physiques, les virtual machines sont plus avantageuses. Tout d'abord, elles sont faciles à gérer et entretenir. L'utilisateur peut aisément les déplacer, les copier et les réaffecter entre les serveurs hôtes ou environnements sur site et cloud. Par conséquent, l'utilisation des ressources matérielles est meilleure et la mise à l'échelle des applications plus facile. Ensuite, les virtual machines peuvent aussi exécuter plusieurs environnements de système d'exploitation sur un ordinateur physique unique. Ce qui permet non seulement d'économiser de l'espace physique, du temps mais aussi des coûts de gestion.
Par ailleurs, une VM prend également en charge les applications héritées. Donc, le coût de la migration vers un nouveau système d'exploitation est beaucoup plus réduit. Mais les avantages ne s'arrêtent pas là. En fait, une virtual machine fournit aussi des options intégrées de reprise après sinistre et de provisionnement d'applications.
Zoom sur les inconvénients
Evidemment, même si une VM présente beaucoup d'avantages, elle a aussi des inconvénients potentiels. Premièrement, l'exécution de plusieurs machines virtuelles sur une seule machine physique peut provoquer des performances instables dans le non-respect des exigences d'infrastructure. Deuxièmement, une virtual machine est moins efficace et plus lent qu'un ordinateur physique complet. Cela dit, la plupart des organisations combinent le virtuel et le physique dans le but d'équilibrer leurs avantages et inconvénients correspondants.
Les différents types de VM
Il existe deux différents types de virtual machine : les virtual machines de processus et les virtual machines système.
Virtual machine de processus
Celle-ci permet à un seul processus de s'exécuter en tant qu'application sur une machine hôte. Elle fournit de ce fait un environnement de programmation indépendant de la plate-forme (elle masque les informations du matériel ou du système d'exploitation sous-jacent). La virtual machine de Java est un exemple de ce type de VM. Celle-ci permet à n'importe quel système d'exploitation d'exécuter des applications Java comme si elles étaient natives de ce système.
Virtual machine système
Ce modèle est entièrement virtualisé pour remplacer une machine physique. Une plate-forme système gère le partage des ressources physiques d'un ordinateur hôte entre plusieurs machines virtuelles. Dès lors, chacune d'entre elles exécute sa propre copie du système d'exploitation. Ce processus de virtualisation s'appuie sur l' hyperviseur.
Quels sont les 5 types de virtualisation ?
Tous les composants d'un data center peuvent aujourd'hui être virtualisés à travers ces différents types de virtualisation spécifique.
Virtualisation matérielle
La virtualisation matérielle consiste à créer et consolider des versions virtuelles d'ordinateurs et de systèmes d'exploitation (VM) en un seul serveur physique principal. Un hyperviseur communique directement avec l'espace disque et le CPU d'un serveur physique pour gérer les VM. La virtualisation matérielle, également connue sous le nom de « virtualisation de serveur », permet aux ressources matérielles d'être utilisées plus efficacement. Elle permet également à une machine d'exécuter simultanément différents systèmes d'exploitation.
Virtualisation logicielle
La virtualisation logicielle crée un système informatique complet. Elle le fait à l'aide d'un matériel permettant à un ou plusieurs systèmes d'exploitation invités de s'exécuter sur une machine hôte. De plus, les applications peuvent être virtualisées et livrées d'un physique. Par exemple, le système d'exploitation Android peut s'exécuter sur une machine hôte qui utilise nativement un système d'exploitation Microsoft Windows.
Virtualisation du stockage
La virtualisation du stockage se réalise en consolidant plusieurs périphériques de stockage physiques. Le but dans cela est que ces périphériques apparaissent comme un périphérique de stockage unique. Dès lors, les avantages sont divers : performances et vitesse accrues, équilibrage de charge et coûts réduits. La virtualisation du stockage facilite aussi la planification de la reprise après sinistre. C'est parce que les données de stockage virtuel peuvent être dupliquées et rapidement transférées vers un autre emplacement. Or, cela réduit largement les temps d'arrêt.
Virtualisation du réseau
Quand on parle de virtualisation de réseau, il s'agit de créer plusieurs sous-réseaux sur un même réseau physique. Ceci peut se faire en associant des équipements en une seule ressource de réseau virtuel basée sur un logiciel. Par ailleurs, la virtualisation du réseau divise également la bande passante disponible en plusieurs canaux indépendants. Puis, chacun d'eux peut s'attribuer aux serveurs et aux appareils en temps réel. Voici les avantages : fiabilité accrue, vitesse du réseau, sécurité et une meilleure surveillance de l'utilisation des données. La virtualisation du réseau est parfait pour les entreprises composées d'un grand nombre d'utilisateurs qui ont besoin d'un accès à tout moment.
Virtualisation de bureau
Il est également possible de virtualiser un bureau. Cela vise à séparer l'environnement de bureau de l'appareil physique et stocker un bureau sur un serveur distant. Ce type de virtualisation permet aux utilisateurs d'accéder à leurs bureaux de n'importe où et sur n'importe quel appareil. En plus, la sécurité des données est meilleure et la gestion plus facile. Cette virtualisation permet aussi des économies sur les licences et les mises à jour logicielles.
Virtual machine vs conteneur
La technologie de conteneur et la virtual machine se ressemblent dans l'exécution des applications isolées sur une seule plate-forme. Si les VM virtualisent la couche matérielle pour créer un « ordinateur », les conteneurs regroupent une seule application avec ses dépendances. Dès lors, un des atouts des conteneurs est les frais généraux moindres. En fait, ils n'incluent que les fichiers binaires, les bibliothèques, les autres dépendances requises et l'application.
Les virtual machines sont plus grandes et plus lentes à démarrer que les conteneurs. Comme expliqué précédemment, elles sont isolées les uns des autres, avec leur propre noyau de système d'exploitation. Elles offrent les avantages d'un système d'exploitation complètement séparé. En tant que tel, les virtual machines sont idéales pour exécuter plusieurs applications ensemble, les applications monolithiques, l'isolation entre les applications. Les applications héritées exécutées sur des systèmes d'exploitation plus anciens s'ajoutent également à la liste. Cela dit, les conteneurs et les VM peuvent également être utilisés ensemble.
Configuration d'une virtual machine
Les VM sont simples à configurer. D'ailleurs, il existe une multitude de guides en ligne qui peuvent guider les utilisateurs tout au long du processus d'installation. VMware par exemple, propose ce genre de guide de configuration de virtual machine.
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