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Virtualisation mode d'emploi

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Par Frédéric Favelin - Celeste le 25/01/2010 - indexel.net
 

Economies, écologie, performance : la virtualisation séduit les entreprises de toutes tailles. Mais derrière ce terme se cachent des technologies très différentes. Les avantages sont réels, à condition de respecter certaines précautions.

 

La virtualisation est une technologie inventée par IBM dans les années 60 pour permettre aux mainframes d'effectuer des traitements « multitâches ». Or, pour compenser les investissements nécessaires à cette technologie et amortir les serveurs, les entreprises voulaient en optimiser l'utilisation, avec le partitionnement par exemple.

Dans les années 80-90, l'architecture des systèmes d'information a évolué : les mainframes ont été remplacés par des serveurs moins puissants et moins coûteux grâce à une architecture distribuée. L'adoption généralisée de Windows et l'émergence de Linux comme système d'exploitation serveurs ont fait des serveurs x86 la norme de l'industrie.

Toutefois, au début des années 2000, le besoin de disposer d'une architecture matérielle partagée s'est accru mais il n'y avait pas de réelle offre sur le marché. C'est alors que sont apparues les techniques de virtualisation. Une dizaine d'années plus tard, ce processus aboutit à des architectures dites de "cloud computing", permettant la dématérialisation de l'ensemble des ressources informatiques de l'entreprise.

De multiples technologies aux performances variables

On définit la virtualisation par un système matériel et logiciel faisant fonctionner plusieurs systèmes virtuels sur un seul système physique, appelé système hôte. Mais il existe plusieurs types de virtualisation.

Les isolateurs : ce système permet d'isoler l'exécution des applications dans des zones d'exécution. Cette solution est très performante, l'exécution étant directement effectuée sur le système hôte, mais elle ne permet pas de virtualiser complètement le système, les environnements n'étant pas complètement isolés. Cette solution est uniquement présente dans le monde Unix (par exemple : chroot ou solaris containers).

La virtualisation en espace utilisateur : cette solution exécute un système dans le même espace que votre utilisateur et sa performance est relativement médiocre. Elle est uniquement présente sur les systèmes Linux et est utilisée pour le développement de noyaux (par exemple : User Mode Linux).

Les machines virtuelles : c'est en réalité un logiciel qui émule ou virtualise une machine réelle : il permet la simulation du comportement réel d'un système d'exploitation sur des architecture différentes mais sur un même système hôte. Le logiciel virtualise ou émule également le matériel : les systèmes d'exploitation démarrés sur la machine croient dialoguer directement avec le matériel. Même si le logiciel a un coût en performance assez lourd, l'avantage principal de ce système est de faire fonctionner en parallèle des systèmes d'exploitation hétérogènes sur une même machine (isolation totale). Exemple : Virtual Box chez Sun.

La para virtualisation : technologie actuellement la plus mature et la plus performante, le système de para virtualisation ou hyperviseur fonctionne comme les machines virtuelles mais c'est le système d'exploitation qui émule directement la machine virtuelle (Xen / Citrix). L'inconvénient reste de ne pouvoir distinguer ce qui est émulé ou non (c'est-à-dire relevant du système hôte).

La virtualisation matérielle : mise en oeuvre par les fabricants de processeurs ou d'ordinateurs, cette technologie permet la virtualisation sans système hôte. Très performante mais peu flexible (versus la para virtualisation) et de plus onéreuse, elle consiste en solutions ou serveurs propriétaires extrêmement liées à l'architecture matérielle. C'est donc une machine dédiée qui ne sert qu'à la virtualisation.

Usages et utilisations de la virtualisation

L'augmentation des performances des machines physiques assure le succès actuel de la virtualisation. En effet, la machine physique pouvant accueillir de plus en plus de machines virtuelles, les coûts d'infrastructure des entreprises s'en trouvent véritablement allégés. D'autre part, la réduction drastique du nombre de machines physiques représente un atout sur le plan environnemental et notamment en termes de consommation électrique. Baisse des coûts, effort de rationalisation des ressources... autant d'avantages renforcés par une forte flexibilité puisque les ressources physiques allouées à un service peuvent être adaptées facilement en les démarrant ou les restreignant.

L'enjeu réel de la virtualisation n'en demeure pas moins puisqu'elle est un prérequis majeur de toute solution de haute disponibilité. Virtualisation et haute disponibilité deviennent en effet difficilement dissociables : les services non inter-dépendants sont isolés et peuvent être basculés d'une machine à une autre, de façon transparente pour les utilisateurs et sans rupture de service. Les solutions de sauvegarde externalisée sur des machines répliquées en miroir en sont le meilleur exemple.

Quelques précautions à prendre

Avant de s'engager dans un projet de virtualisation, il s'avère nécessaire de bien identifier les prérequis que cette technologie exige, à savoir :

- Une bonne évaluation de la puissance nécessaire au serveur hôte (processeurs, mémoire vive), sachant que le système de virtualisation consomme à lui seul de 5 à 10 % des ressources d'un serveur.

- La sauvegarde renforcée des données et des machines physiques : si une machine physique chute, plusieurs services deviennent indisponibles.

- Une connexion haut débit sécurisée avec un débit garanti dans le cadre d'un projet de virtualisation avec client léger.

A noter que certaines applications nécessitant de fortes ressources matérielles ne peuvent pas être virtualisées : c'est le cas de la messagerie Exchange (mais il existe d'autres messageries virtualisées) ou de certains moteurs de base de données.

Aujourd'hui la virtualisation présente avant tout un avantage économique grâce au partage et la mutualisation des ressources physiques. Par exemple, on estime que dans un data center privé ordinaire, le taux d'utilisation moyen est de l'ordre de 10 % alors qu'il atteint 35 % avec une utilisation généralisée de la virtualisation, soit trois fois plus d'économies.

Si le monde des serveurs est déjà gagné à la virtualisation, elle s'étend maintenant au poste de travail dont elle simplifie les déploiements et la maintenance. Cependant, si l'engouement est similaire à ce qu'il a été pour les serveurs, les contraintes d'utilisation et de performance rendent sa généralisation parfois plus complexe si le très haut débit n'est pas au rendez-vous. Et évidemment, il reste le chantier énorme et innovant de la virtualisation des réseaux sur les infrastructures télécoms.

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