La virtualisation

Présentation

La virtualisation consiste à faire fonctionner sur un seul ordinateur plusieurs systèmes d'exploitation comme s'ils fonctionnaient sur des ordinateurs distincts. On appelle serveur privé virtuel (Virtual Private Server ou VPS) ou encore environnement virtuel (Virtual Environment ou VE) ces ordinateurs virtuels.

Il peut sembler à priori étrange de simuler plusieurs machines sur une seule : un système d'exploitation est conçu pour utiliser au mieux un matériel qui est entièrement sous son contrôle, mais pourtant, les avantages de cette solution sont réels.

Cet article est volontairement généraliste, et à vocation informative. Il présente brièvement les principales solutions de virtualisation, y compris les professionnelles. Il permet d'entrevoir l' énorme richesse des systèmes actuels, et certains des avantages et des avancées obtenus avec cette technique.

L'utilisateur ordinaire se contentera d'un logiciel de virtualisation (hyperviseur de type 2)installé dans son système d'exploitation afin de tester d'autres systèmes d'exploitation sans les installer. Il peut être utile de virtualiser un système qui est le seul à supporter un logiciel dont nous avons besoin. Le système invité ne s'installe pas réellement sur l' ordinateur, donc ses failles de sécurité, son absence de mises à jour permettront d'utiliser le logiciel en question sans compromettre le système hôte.

Notions liées pour une utilisation professionnelle

Nous sommes plutôt ici dans des solutions mettant en oeuvre les hyperviseurs de type 1

Serveur, serveur de fichiers, NAS et SAN, Techniques et solutions d'hébergement de sites web, de données, de sites distants ou locaux… Bases de données… Systèmes serveurs : processeurs dédiés, cartes professionnelles de contrôleurs de disque .

Notions communes

Chaque outil de virtualisation met en œuvre une ou plusieurs des notions suivantes:

  • couche d'abstraction matérielle et/ou logicielle
  • système d'exploitation hôte (installé directement sur le matériel)
  • systèmes d'exploitations (ou applications, ou encore ensemble d'applications) « virtualisé(s) » ou « invité(s) »
  • partitionnement, isolation et/ou partage des ressources physiques et/ou logicielles
  • images manipulables : démarrage, arrêt, gel, clonage, sauvegarde et restauration, sauvegarde de contexte, migration d'une machine physique à une autre
  • réseau virtuel : réseau purement logiciel, interne à la machine hôte, entre hôte et/ou invités

Virtualisation pour les entreprises

Faire des économies

Optimiser la capacité des serveurs

Il est courant pour une entreprise assez importante, de disposer d'une quinzaine de serveurs fonctionnant à 15% de leur capacité, celle-ci n'étant là que pour faire face à tout moment aux pointes de charge sporadiques. Un serveur chargé à 15% ne consomme pas beaucoup moins d'énergie qu'un serveur chargé à 90%. Donc regrouper 4 serveurs sur une même machine peut donc s'avérer rentable si leurs pointes de charge ne coïncident pas systématiquement, même si 30% de la charge machine est représentée par la virtualisation elle-même. L'utilisation des ressources d'un parc de machines (répartition des machines virtuelles sur les machines physiques en fonction des charges respectives), est ainsi optimale.

Autres avantages

  • installation, déploiement et migration facile des machines virtuelles d'une machine physique à une autre, notamment dans le contexte d'une mise en production à partir d'un environnement de qualification ou de pré-production, livraison facilitée,
  • économie sur le matériel par mutualisation (consommation électrique, entretien physique, surveillance, support, compatibilité matérielle, etc.)
  • installation, tests, développements, cassage et possibilité de recommencer sans casser le système d'exploitation hôte
  • sécurisation et/ou isolation d'un réseau (cassage des systèmes d'exploitation virtuels, mais pas des systèmes d'exploitation hôtes qui sont invisibles pour l'attaquant, tests d'architectures applicatives et réseau)
  • isolation des différents utilisateurs simultanés d'une même machine (utilisation de type site central)
  • allocation dynamique de la puissance de calcul en fonction des besoins de chaque application à un instant donné,
  • diminution des risques liés au dimensionnement des serveurs lors de la définition de l'architecture d'une application, l'ajout de puissance (nouveau serveur etc) étant alors transparent.

Un précursseur :VMware

La société VMware développa et popularisa à la fin des années 1990 et au début des années 2000 un système propriétaire de virtualisation logicielle des architectures de type x86 pour les architectures de type x86. La popularisation de la virtualisation dans le monde x86 a été le fait des : . -logiciels libres tels Xen, QEMU, Bochs, Linux-VServer, et Virtual Box.

-et des logiciels propriétaires mais gratuits tels VirtualPC, VirtualServer et VMware Server.

VMware a d'abord rendu gratuit une version allegée de son hyperviseur phare ESX3i. Fin 2011, c'est la version ESX4i qui est disponible uniquement en 64 bits, et à condition d'avoir une machine serveur professionnel.

Références à compléter Les fabricants de processeurs x86 AMD et Intel ont mis en œuvre la virtualisation matérielle dans leurs gammes dans la seconde moitié de l'an 2000.

Différentes techniques de virtualisation

Un hyperviseur de type 2

C'est ce type de virtualiseur que vous utiliserez en tant que particulier sur votre ordinateur.

Un hyperviseur de type 2 est un logiciel (généralement assez lourd) qui tourne sur l'OS hôte. Ce logiciel permet de lancer un ou plusieurs OS invités. La machine virtualise ou/et émule le matériel pour les OS invités, ces derniers croient dialoguer directement avec ledit matériel.

Isolation des systèmes invités, mais baisse des performances

Cette solution isole bien les OS invités, mais elle a un coût en performance. En échange cette solution permet de faire cohabiter plusieurs OS hétérogènes sur une même machine grâce à une isolation complète.

Ce coût peut être très élevé si le processeur doit être émulé, comme cela est le cas dans l’émulation

Exemples de logiciels

Oracle VM

documentation_oracle

Welcome to the Oracle Software Delivery Cloud. Here you can find downloads for the Oracle Linux Operating System and Oracle VM software components centre de téléchargement_oracle Il faut être enregistré.

VirtualBox (libre)

VirtualBox est en fait un produit Oracle. Les liens présents sur le site virtualbox sont les mêmes que ceux présents sur le site d'Oracle.

Article Icaunux sur Virtualbox

Liens Virtualbox

Version actuelle

Logiciels Vmware

La marque Vmware produit  : VMware Fusion ,VMware Player , VMware Server , et VMware Workstation . Les caractéristiques de quelques-uns.

VMWare Player

Il est propriétaire, mais gratuit.

VMWare Player est un logiciel à destination des utilisateurs finaux qui ont besoin de faire fonctionner en même temps plusieurs systèmes d'exploitation. À travers une interface simple, ce logiciel permet de créer des machines virtuelles et de les exécuter au-dessus d'un système d'exploitation hôte.

VMWare Workstation

Il est propriétaire et payant.

VMWare Workstation est un logiciel à destination des professionnels. Tout comme VMWare Player, il permet de créer des machines virtuelles et de les exécuter en même temps au-dessus d'un système d'exploitation hôte. Il propose toutefois quelques fonctionnalités plus poussées dont l'utilisateur final a rarement besoin, mais fort utiles aux professionnels de gestion de réseaux informatiques. C'est la version station de travail du logiciel. Il permet la création d'une ou plusieurs machines virtuelles au sein d'un même système d'exploitation (généralement Windows ou Linux), ceux-ci pouvant être reliés au réseau local avec une adresse IP différente, tout en étant sur la même machine physique (machine existant réellement). Il est possible de faire fonctionner plusieurs machines virtuelles en même temps, la limite correspondant aux performances de l'ordinateur hôte. La version Linux présente l'avantage de pouvoir sauvegarder les fichiers de la machine virtuelle (*.vmsd) pendant son fonctionnement.

VMWare Server

Il est propriétaire et gratuit.

Cette solution de virtualisation délie l'application serveur, faisant fonctionner des machines virtuelles, et la console d'administration, qui crée et gère les propriétés des machines virtuelles. Installable dans les éditions serveur et poste de travail d'Ubuntu, VMWare Server s'adresse avant tout aux administrateurs de serveurs informatiques. Il est différent de la version ESXi dite bare métal, qui n'a pas besoin d'un système d'exploitation pour s'installer.

Nous voyons que l'offre gratuite est assez importante pour le particulier, et même certains professionnels. Ces hyperviseurs de type 2 sont assez gourmands en puissance,et corrélativement, le nombre de machines virtuelles pouvant tourner ensemble est réduit, mais ils peuvent convenir pour des besoins limités. Les hyperviseurs de type 1 offrent plus de possibilités,

Les hyperviseur de type 1

Il s'agit de solutions professionnelles.

Un hyperviseur de type 1 est comme un noyau système très léger et optimisé pour gérer les accès des noyaux d'OS invités à l'architecture matérielle sous-jacente. Si les OS invités fonctionnent en ayant conscience d'être virtualisés et sont optimisés pour ce fait, on parle alors de para-virtualisation (méthode indispensable sur Hyper-V de Microsoft et qui augmente les performances sur ESX de VMware par exemple).

Actuellement l’hyperviseur est la méthode de virtualisation d'infrastructure la plus performante mais elle a pour inconvénient d’être contraignante et onéreuse, bien que permettant plus de flexibilité dans le cas de la virtualisation d'un centre de traitement informatique.

Les logiciels en présence

Xen (libre)

VMware ESX

VMware ESXi

Microsoft Hyper-V Server

Parallels Server Bare Metal

KVM (libre)

(en) Oracle VM (gratuit)

Proxmox

VMware ESX

Présentation de VMware ESX

La grande différence de ce produit par rapport aux autres est qu'il s'installe directement sur la couche matérielle (on parle d'hyperviseur Bare Metal). Il n'est pas nécessaire d'installer un système d'exploitation « hôte » pour installer VMware ESX. VMware ESX est donc un hyperviseur qui permet une gestion plus précise des ressources pour chaque machine virtuelle et de meilleures performances. La solution VMware ESX est la solution la plus industrielle de la gamme. Vmware ESX est un système d'exploitation ou hyperviseur basé sur une distribution RHEL5 (RedHat Linux 5) modifiée.

Plusieurs modules

Le module noyau

VMKERNEL : Ce module « noyau » est le “cerveau” de VMware ESX ; il permet de gérer et de hiérarchiser l'ensemble des ressources matérielles (mémoire, CPU, disques, réseaux) en fonction de chaque serveur. De plus c'est ce noyau qui est chargé de toute la gestion des ressources physiques pour ESX.

Le service console

SERVICE CONSOLE : Ce module permet la gestion de l'hyperviseur en mode commande. Accessible depuis le port 22 (SSH), cette console sert à lancer certaines commandes inaccessibles depuis l'interface graphique ou encore de parcourir les dossiers dans lesquels sont stockés les machines virtuelles. Enfin elle peut permettre de collecter des informations de débogage sur les machines virtuelles ou sur le serveur ESX.

Nombres d'options sont disponibles par le biais de la “service console”, il est cependant déconseillé de manipuler ESX depuis cette interface pour les novices.

Gestion des serveurs

La gestion des serveurs se fait à l'aide d'un navigateur via une interface web, à l'aide d'une console cliente (Virtual Infrastructure Client) ou d'un outil de gestion centralisé VMware nommé Virtual Center. À noter que la Service Console est devenue une machine virtuelle à part entière dans vSphere, et que le Service Console est absente de la version ESXi du produit (le contrôle est alors effectué à travers une “BusyBox” directement sur la console matérielle ou à travers une console DRAC/iLO).

VMware ESX Prérequis

Notons que les pré-requis à l’installation réservent son utilisation à des professionnels ou tout le moins à des utilisateurs très avertis. Matériel particulier, contrôleurs disque, etc…

ESX/ESXi 4.x : Processeur 64 bits / 2 Go de mémoire (l’installation refuse de se lancer autrement).

ESX/ESXi(gratuit) 3.5 : Processeur 32 bits . Il existe une version plus récente et son nom a changé vmware-sphere-hypervisor-41-the-free-edition

Une carte réseau supportée (Broadcom NetXtreme 570x et Intel PRO 1000…).

Contrôleurs disque supporté (SATA, SAS, SCSI).

Pas de support d’IPV6 pour l’installation.

ESXi gratuit

Wmware met à disposition une version gratuite la 4.1. Il faut s'enregistrer pour la télécharger. La version actuelle est la 5.1, mais elle est payante. wmware getting_started compatibility_guide Cette version contrairement à la précédente ne supporte que les systèmes 64 bits.

You need the following hardware and system resources to install and use ESXi 4.1:

Une plateforme résolument serveur

Supported server platform (for a list of supported platforms, see the Systems Compatibility Guide)

Processeurs

VMware ESXi 4.1 will install and run only on servers with 64-bit x86 CPUs.

Known 64-bit processors:

All AMD Opterons support 64 bit.

All Intel Xeon 3000/3200, 3100/3300, 5100/5300, 5200/5400, 7100/7300, and 7200/7400 support 64 bit.

All Intel Nehalem (no Xeon brand number assigned yet) support 64 bit.

mémoire

2GB RAM minimum. For upgrades, 3GB RAM is required if the ESXi host is managed by vCenter Server.

Contrôleurs Ethernet en 1 ou 10 GB

One or more Gigabit or 10Gb Ethernet controllers. For a list of supported network adapter models, see the Hardware Compatibility Guide

Carte contrôleur dédiée

Les disques durs comme les éventuels lecteurs CDROM doivent être connectés sur une carte contrôleur spécifique, un peu du type de celles que l' on trouve dans les configurations raid matérielles. One or more of the following controllers (any combination can be used):

Basic SCSI controllers – Adaptec Ultra-160 or Ultra-320, LSI Logic Fusion-MPT, or most NCR/Symbios

RAID controllers – Dell PERC (Adaptec RAID or LSI MegaRAID), HP Smart Array RAID, or IBM (Adaptec) ServeRAID controllers.

SCSI disk or a local (non-network) RAID LUN with unpartitioned space for the virtual machines.

For Serial ATA (SATA), a disk connected through supported SAS controllers or supported on-board SATA controllers.

You cannot connect a SATA CD-ROM device to a virtual machine on an ESXi 4.1 host. To use the SATA CD-ROM device, you must use IDE emulation mode.

Storage systems

ESXi 4.1 Installable supports installing on and booting from the following storage systems:

SATA disk drives – SATA disk drives connected behind supported SAS controllers or supported on-board SATA controllers.

Supported SAS controllers include

LSI1068 (SAS 5)IBM ServeRAID 8K SAS controller Smart Array P400/256 controller LSI1068E (LSISAS3442E)Dell PERC 5.0.1 controller

Supported on-board SATA include

Intel ICH9 .

Ce chipset est présent sur des cartes mères de bonne qualité

NVIDIA MCP55

ServerWorks HT1000

NOTE Sharing VMFS datastores on SATA disks across multiple ESXi 4.1 hosts is not supported.

Serial Attached SCSI (SAS) disk drives – Supported for installing ESXi 4.1 and for storing virtual machines on VMFS partitions.

Fibre Channel or iSCSI

Liens

Liens pour une virtualisation serveur

ESXi Installation facilitée d'ESXi avec VMWare Go: New to virtualization? VMware vSphere Hypervisor with VMware Go, the web-based service that guides you through the installation and configuration process.

Liens pour une virtualisation « simple »

wmware

vmware

VMware_wikipedia Juin 2008 : gratuité de VMware ESXi 3.5

vmware_player_ubuntu-fr

Virtualbox

la_virtualisation.txt · Dernière modification: 2014/08/06 11:40 (modification externe)
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