Virtualisation

Définition de la virtualisation : Simplifiée

• La virtualisation permet de créer une version virtuelle d'un dispositif ou d'une ressource, comme les serveurs, les dispositifs de stockage, les réseaux et même un système d'exploitation.
• La technologie qui sous-tend la virtualisation est connue sous le nom de moniteur de machine virtuelle (VMM) ou de gestionnaire virtuel, qui sépare les environnements informatiques de l'infrastructure physique réelle.
• La virtualisation permet de tirer le meilleur parti de ton investissement en matériel en utilisant toute sa capacité.

Lien entre la virtualisation et les systèmes informatiques

En termes techniques, la relation entre les machines physiques et la virtualisation peut être décrite par l'équation suivante : \[ \text{{Nombre de machines physiques}} = \left( \frac{{\text{{Nombre de processus}}}}{{\text{{Efficacité de la virtualisation}}}} \n- \n- \n- \n- \n- \n- \c}]

Voici à quoi cela ressemble sur un système virtuel :

function virtualization(n, e){ var result = n / e ; return result ; }

L'extrait de code ci-dessus montre une façon simplifiée de calculer le nombre de machines virtuelles fonctionnant sur une machine physique, en supposant que n est le nombre de processus et e l'efficacité de la virtualisation.

Différents types de techniques de virtualisation

Dans le domaine de l'informatique, il existe plusieurs techniques de virtualisation que tu peux rencontrer. Chacune de ces techniques remplit une fonction unique et offre un ensemble d'avantages différents.

Plonger dans la virtualisation du matériel

Lorsque tu penses à la virtualisation au sens le plus traditionnel du terme, tu penses probablement à la virtualisation matérielle. Il s'agit du processus de création d'une machine virtuelle, un conteneur logiciel unique et indépendant qui peut exécuter son système d'exploitation et ses applications comme s'il s'agissait d'un ordinateur physique.

• Dans la virtualisation matérielle, le matériel permet à plusieurs systèmes d'exploitation de fonctionner simultanément sur une seule machine physique.
• Le matériel sous-jacent est divisé en plusieurs machines virtuelles (VM), chacune disposant de ses propres ressources telles que les unités centrales, la mémoire et le stockage.
• Chaque VM agit indépendamment des autres, ce qui permet d'isoler les différentes VM.

Voici une représentation de base de la façon dont une machine physique peut être divisée en plusieurs VM :

Exploration de la virtualisation des serveurs

La prochaine technique de virtualisation intéressante qu'il faut comprendre est la virtualisation des serveurs. Il s'agit de la partition d'un serveur physique en plusieurs serveurs virtuels plus petits au moyen d'un logiciel.

• Dans la virtualisation de serveur, une application logicielle divise le serveur physique en plusieurs environnements virtuels isolés, souvent appelés serveurs virtuels ou privés.
• Cela permet de s'assurer que chaque utilisateur a une vie privée et que ses données sont protégées des autres utilisateurs.
• La virtualisation des serveurs permet également d'améliorer les processus de reprise après sinistre, car chaque serveur virtuel peut être redémarré indépendamment des autres.

Les preuves de la virtualisation des serveurs peuvent être visualisées comme suit :

Comprendre la virtualisation des systèmes d'exploitation

La virtualisationdu système d'exploitation, également appelée conteneurisation, c'est lorsque la technologie de virtualisation fonctionne au niveau de la couche du système d'exploitation (noyau).

• Avec ce type de virtualisation, tous les conteneurs partagent le système d'exploitation du système hôte, mais les conteneurs se comportent comme des systèmes distincts.
• Contrairement à la virtualisation matérielle, tous les conteneurs ont le même système d'exploitation que le système hôte. Les systèmes des conteneurs peuvent héberger des applications différentes et avoir des paramètres différents de ceux du système hôte.
• Cette méthode permet d'optimiser les ressources du système et de minimiser les frais généraux du système, en prenant en charge plus de conteneurs que tu ne pourrais le faire avec des machines virtuelles individuelles.

Voici une vue simplifiée de la virtualisation du système d'exploitation :

Un regard attentif sur la virtualisation des nuages

Vient ensuite la virtualisation du nuage, un processus qui se produit le plus souvent dans un modèle de service de nuage public, où un fournisseur de services met des ressources, telles que des applications et du stockage, à la disposition du grand public sur Internet.

• Dans la virtualisation en nuage, une machine virtuelle est créée sur le serveur de l'hôte mais mise à disposition sur Internet.
• La virtualisation en nuage permet de partager les ressources physiques d'un hôte, telles que le réseau et le stockage, entre de nombreux utilisateurs.
• Chaque utilisateur peut avoir des paramètres et des applications différents sur ses machines virtuelles, ce qui assure la confidentialité et la personnalisation de chaque utilisateur.

Voici une illustration de ce à quoi peut ressembler la virtualisation en nuage :

function cloudVirtualization(n, u){ var result = n * u ; return result ; }

L'extrait de code ci-dessus affiche une fonction abstraite indiquant le nombre de machines virtuelles (result) en fonction du nombre d'utilisateurs (u) et du potentiel du réseau (n) dans la situation de virtualisation en nuage.

Virtualisation et mise en réseau : comment ils interagissent

La virtualisation et la mise en réseau entretiennent une relation symbiotique dans le domaine de l'informatique, interagissant étroitement l'une avec l'autre pour promouvoir un partage et une utilisation efficaces des ressources.

Les mécanismes de la virtualisation et de la mise en réseau

Les mécanismes d'interaction entre la virtualisation et la mise en réseau sont un élément clé de la compréhension de ce domaine de l'informatique. En termes simples, la mise en réseau est la pratique qui consiste à connecter deux ordinateurs ou plus dans le but de partager des ressources, tandis que la virtualisation permet de créer plusieurs environnements simulés à partir d'un seul système matériel physique.

Pour saisir leur interaction, il faut comprendre le concept de virtualisation du réseau. La virtualisation du réseau est une méthode qui permet de combiner les ressources disponibles dans un réseau en divisant la bande passante disponible en canaux, chacun d'entre eux étant indépendant des autres, et chaque canal étant séparé à toutes fins utiles.

• Dans le domaine des réseaux, la virtualisation est utilisée pour diviser un réseau physique unique en plusieurs réseaux logiques.
• L'astuce consiste à faire en sorte que ces réseaux logiques puissent s'étendre sur plusieurs réseaux physiques.
• Cela améliore l'efficacité du réseau et nous permet de mieux gérer le trafic du réseau, tout en renforçant la sécurité.

Pour mieux comprendre, imagine le réseau physique comme une grande maison avec plusieurs pièces. Dans ce cas, chaque pièce représente un réseau logique. Toutes les pièces font partie de la même maison (réseau physique), mais elles ont des fonctions différentes et des attributs uniques (réseau logique).

Le phénomène de déplacement des données dans un réseau conduisant à des réseaux logiques peut être représenté comme suit :

\[ \text{{Data Travel}} = \left( \frac{{\text{{{Disponibilité du réseau physique}}}}{\text{{{Nombre de réseaux logiques}}}} \n- \n- \n- \n- \n- \n- \c}]

Il existe différents types de technologies de virtualisation des réseaux, notamment VLAN, VPN et VRF. Elles peuvent être classées en deux catégories principales :

• Virtualisation externe - Ici, les appareils d'un réseau sont interconnectés par un "commutateur" pour former un groupe virtuel.
• Virtualisation interne - Ici, une application logicielle sur un serveur de réseau simule un réseau physique. De cette façon, chaque appareil agit comme s'il travaillait avec le logiciel du serveur, sans se soucier du réseau entre les deux.

function dataTravel(p, l){ var result = p / l ; return result ; }

L'extrait de code ci-dessus représente une fonction de base illustrant le concept de déplacement de données dans un environnement réseau. Il calcule la quantité de données (result) qui peut voyager à travers un réseau physique (p) en fonction du nombre de réseaux logiques (l).

Identifier les différents avantages de la virtualisation

Avec les progrès remarquables dans le domaine de la technologie, en particulier en informatique, la virtualisation a acquis une importance et une popularité sans précédent ces dernières années. Les avantages de la virtualisation sont multiples et vont des économies financières aux mesures de sécurité renforcées.

Aspects de la virtualisation liés à l'efficacité et à la rentabilité

Lorsque l'on dissèque les aspects d'efficacité et de rentabilité de la virtualisation, il est essentiel de percevoir la virtualisation comme un outil puissant qui peut modifier radicalement les opérations d'une entreprise ou même l'expérience informatique d'un utilisateur individuel.

Tout d'abord, l'optimisation des ressources est l'un des aspects les plus cruciaux de l'efficacité dans le domaine de la virtualisation. Cette technique permet une utilisation optimale des ressources matérielles en divisant un système physique unique en plusieurs machines virtuelles, chacune étant capable d'exécuter son système d'exploitation et ses applications. Il en résulte une diminution significative du nombre de machines physiques nécessaires, ce qui se traduit directement par des économies d'énergie et de coûts.

• Une réduction du matériel entraîne une diminution de la consommation d'énergie, ce qui constitue une étape essentielle vers la durabilité environnementale.
• Moins de matériel signifie également une réduction des coûts de maintenance et un gain d'espace physique.

Deuxièmement, la compatibilité logicielle offerte par la virtualisation permet de réduire les coûts des logiciels. Comme chaque machine virtuelle peut exécuter son système d'exploitation et ses applications, il n'est pas nécessaire d'acheter plusieurs licences de logiciels et d'applications pour différents systèmes. De plus, la facilité de développement, de test et de déploiement des applications sur les machines virtuelles permet de réaliser d'importantes économies de temps et d'argent.

Avantages de la virtualisation en termes de performances et de sécurité

Si l'on considère les avantages en matière de performance et de sécurité, l'immense potentiel de la virtualisation devient encore plus évident.

En ce qui concerne les performances, la virtualisation favorise l'amélioration de la reprise après sinistre et de la continuité des activités. Chaque machine virtuelle peut être facilement sauvegardée et restaurée, ce qui signifie qu'en cas de défaillance matérielle ou de sinistre, le système peut rapidement reprendre, minimisant ainsi les temps d'arrêt. De plus, la mobilité de la charge de travail offerte par la virtualisation permet de déplacer les machines virtuelles vers un autre hôte en temps réel, ce qui garantit des performances optimales et une interruption minimale.

La formule permettant de déterminer le temps de reprise dans le cadre de la virtualisation peut être comprise comme suit :

\[ \text{{Temps de récupération}} = \left( \frac{{\text{{Taille des données}}}}{\text{{Vitesse de sauvegarde}}}} \right) \]

function recoveryTime(s, b){ var result = s / b ; return result ; }

Le code ci-dessus définit une fonction permettant de calculer le temps de récupération (résultat) en divisant la taille des données (s) par la vitesse de sauvegarde (b). On obtient ainsi une estimation de la rapidité avec laquelle les systèmes peuvent être restaurés à la suite d'un sinistre.

En ce qui concerne la sécurité, la virtualisation offre des environnements isolés et sécurisés pour l'exécution des applications. Cela réduit le risque de conflits entre les applications et de pannes du système et fournit un environnement de type bac à sable pour tester les nouveaux logiciels ou les mises à jour. De plus, grâce à l'isolation des machines virtuelles, si une faille de sécurité se produit dans une machine virtuelle, elle n'affecte pas les autres, ce qui apporte une couche supplémentaire de sécurité aux systèmes.

En outre, la virtualisation permet un provisionnement et une mise à l'échelle plus rapides des ressources, améliorant ainsi la réactivité aux changements de la demande ou des besoins de l'entreprise. Enfin, elle ouvre la voie à l'informatique en nuage, qui offre des services technologiques évolutifs et à la demande sur Internet.

Le compromis entre performance et sécurité dans la virtualisation

Tout en discutant des avantages de la virtualisation en termes de performances et de sécurité, il est essentiel de comprendre le compromis entre les performances et la sécurité. Bien que la virtualisation fournisse des environnements sécurisés et isolés, il y a toujours une surcharge de performance associée à cette isolation et à la couche supplémentaire d'abstraction introduite par la virtualisation. Mais les progrès des technologies de virtualisation ont considérablement réduit ce surcoût, ce qui en fait un choix privilégié dans le paysage technologique actuel.

Application de la virtualisation dans la vie réelle

La théorie de la virtualisation peut sembler complexe, mais les applications réelles de cette technologie ont une grande portée et sont omniprésentes, dans des domaines variés allant des centres de données aux appareils que tu as dans ta poche. Examinons certaines de ces applications plus en détail.

Qu'est-ce que la virtualisation des serveurs ?

Lavirtualisation des serveurs est une application importante de la technologie de virtualisation, qui a révolutionné le paysage des centres de données. Le principe de la virtualisation de serveur tourne autour de l'idée de masquer les ressources du serveur, y compris le nombre et l'identité des serveurs physiques individuels, des processeurs et des systèmes d'exploitation, aux utilisateurs du serveur.

Cette stratégie consiste à faire fonctionner plusieurs serveurs virtuels isolés sur un seul serveur physique. Ces serveurs virtuels, appelés machines virtuelles (VM), peuvent chacun fonctionner et exécuter des tâches comme s'il s'agissait de serveurs indépendants, ce qui permet de maximiser l'utilisation des ressources.

La virtualisation des serveurs peut être classée en trois types différents :

• Virtualisation complète - Ici, l'installation complète du système d'exploitation se fait sur un nouveau matériel virtuel. Le système d'exploitation de l'invité n'a aucune importance et il n'est donc pas nécessaire de le modifier.
• Paravirtualisation - Contrairement à la virtualisation complète, le système d'exploitation de l'invité est modifié dans ce scénario pour être utilisé dans un système virtualisé.
• Virtualisation au niveau du système d'exploitation - Dans ce type de virtualisation, le système d'exploitation de l'hôte est capable de permettre l'exécution de différents systèmes d'exploitation invités.

La virtualisation des serveurs offre plusieurs avantages tels que la réduction des coûts, l'utilisation efficace des ressources, l'approvisionnement et le déploiement plus rapides des serveurs, la simplification de la gestion informatique et l'amélioration de la continuité de l'activité et des processus de reprise après sinistre.

Une équation capturant l'aspect potentiel de réduction des coûts de la virtualisation des serveurs peut être définie comme suit :

\[ \text{{Total Savings}} = \left( \frac{\text{{{Number of Physical Servers Replaced}}) \time \text{{Coût par serveur physique}}}}{{{text{{Coût par machine virtuelle}}}} \N{right) \N}

function totalSavings(n, c1, c2){ var result = (n * c1) / c2 ; return result ; }

Cette fonction calcule les économies totales qui peuvent être réalisées grâce à la virtualisation des serveurs. Les économies totales (result) sont obtenues en multipliant le nombre de serveurs physiques remplacés (n) et le coût par serveur physique (c1), puis en divisant le produit par le coût par machine virtuelle (c2).

Exploration de l'utilisation des techniques de virtualisation dans le monde réel

Bien que les mérites de la virtualisation soient nombreux, la preuve de sa valeur réside dans ses nombreuses applications dans le monde réel. La plus courante d'entre elles se trouve certainement dans le domaine de l'infrastructure informatique des entreprises, où les entreprises tirent parti de la virtualisation des serveurs et des réseaux pour optimiser l'utilisation des ressources, améliorer l'efficacité des centres de données et rationaliser les opérations.

Par exemple, grâce à la virtualisation des serveurs, les entreprises peuvent faire fonctionner de nombreux types de logiciels et plusieurs systèmes d'exploitation sur le même serveur physique, ce qui permet d'augmenter le taux d'utilisation des serveurs tout en réduisant les coûts du matériel et la consommation d'énergie.

En outre, l'infrastructure de bureau virtuel (VDI) est une autre manifestation de la virtualisation où l'environnement de bureau d'un utilisateur est hébergé sur un serveur centralisé, ou distant, puis envoyé à l'appareil de l'utilisateur via le réseau. L'utilisateur peut accéder à son bureau à distance, à partir de n'importe quel appareil, ce qui lui offre une grande flexibilité et une grande accessibilité. La VDI est particulièrement populaire dans les environnements où la sécurité est essentielle et où les administrateurs système doivent garder le contrôle sur les postes de travail des utilisateurs.

Un aperçu plus approfondi de la virtualisation du nuage et de ses applications

Lorsque tu entends le terme virtualisation du nuage, il s'agit d'une allusion aux principes de la technologie de virtualisation utilisés dans la création, la gestion et la mise à l'échelle des infrastructures de l'informatique en nuage. L'informatique en nuage utilise la virtualisation comme base pour fournir des ressources informatiques évolutives et flexibles "à la demande".

Cette infrastructure est à l'origine de services largement utilisés tels que Google Drive, Dropbox, et même le streaming vidéo sur Netflix. Chacune de ces applications nécessite la capacité d'évoluer rapidement en fonction de la demande des utilisateurs, une prouesse rendue possible par la virtualisation du cloud.

Différente de la virtualisation traditionnelle des serveurs, où l'accent est généralement mis sur l'optimisation de l'utilisation des serveurs et la réduction des coûts matériels, la virtualisation en nuage met l'accent sur l'évolutivité et la flexibilité. Elle permet aux fournisseurs de services d'allouer dynamiquement les ressources pour répondre à l'évolution des demandes, ce qui se traduit par une amélioration des performances et une réduction des coûts.

Voici quelques-uns des principaux types de virtualisation du nuage :

• Virtualisation matérielle - Elle consiste à abstraire les ressources informatiques d'une machine physique des systèmes qui l'utilisent.
• Virtualisation logicielle - Elle crée un environnement virtuel qui peut exécuter des applications comme si elles étaient exécutées sur du matériel physique.
• Virtualisation du stockage - Consolide le stockage physique à partir de plusieurs dispositifs de stockage en réseau afin qu'il ressemble à un seul dispositif de stockage.
• Virtualisation de la mémoire - regroupe les ressources de mémoire vive des systèmes en réseau en un seul pool de mémoire.
• Virtualisation des données - Implique la collecte en temps réel d'informations détaillées provenant de sources multiples, parfois incompatibles, en les abstrayant de la source d'origine.

Généralement, les applications de virtualisation du nuage impliquent des environnements distribués à grande échelle. Les grandes entreprises technologiques telles que Google, Amazon et Microsoft utilisent les techniques de virtualisation du nuage pour fournir des services informatiques, de stockage et de réseau à la demande aux utilisateurs du monde entier.