Qu'est ce qu'une machine virtuelle ?

Qu'est ce qu'une machine virtuelle ?

Une machine virtuelle (ou VM) est un environnement numérique qui fonctionne comme une ressource informatique virtuelle sur un serveur physique. Elle utilise un logiciel pour exécuter et déployer des applications au lieu d'un système informatique physique. Un serveur, appelé hôte, peut avoir de nombreuses machines virtuelles, appelées clients, qui fonctionnent simultanément. Chaque machine virtuelle possède son propre système d'exploitation, ainsi que de la mémoire, du stockage, un processeur et des interfaces réseau qui fonctionnent indépendamment de toute autre machine virtuelle sur l'hôte matériel. Un PC physique peut donc exécuter une machine virtuelle MacOS ou Linux sans aucun problème, par exemple.

Les machines virtuelles permettent d'exécuter simultanément plusieurs systèmes d'exploitation sur un seul ordinateur. Chaque VM fonctionne de manière indépendante et offre à l'utilisateur final une expérience comparable à celle d'une machine non virtuelle, ou d'un système d'exploitation unique lié à une machine physique unique. Les utilisateurs finaux peuvent utiliser les applications sur une VM comme ils le feraient sur leur système informatique dédié. La plupart des utilisateurs finaux qui accèdent à des systèmes informatiques à distance ignorent d'ailleurs s'ils travaillent avec une VM ou un système informatique dédié.

Comment fonctionnent les machines virtuelles ?

Les VM reposent sur la virtualisation, une technologie qui permet à un seul serveur physique ou poste de travail d'héberger de nombreux environnements virtuels. La machine hôte utilise un logiciel appelé hyperviseur pour gérer et séparer les ressources de calcul, de réseau et de stockage de l'hôte en un seul pool à distribuer à chaque VM en fonction des besoins.

Par exemple, si une VM est en cours d'exécution et que l'utilisateur (ou l'application) lui demande de réaliser une opération nécessitant plus de ressources que celles dont elle dispose actuellement, l'hyperviseur identifie rapidement le besoin et réaffecte une partie du pool ou des ressources partagées de l'hôte pour répondre à la demande.

En agissant essentiellement comme « un ordinateur dans l'ordinateur », les VM permettent aux entreprises de disposer de dizaines de systèmes informatiques sur une seule machine. Chaque VM peut fonctionner dans une fenêtre d'application sur le système d'exploitation de la machine hôte. Les utilisateurs peuvent modifier les configurations de l'OS de la VM et le mettre à jour comme ils le feraient sur un ordinateur dédié. Ils peuvent également installer ou supprimer des applications sur la VM. Les machines virtuelles contiennent un certain nombre de fichiers communs, tels que des journaux, des configurations, des paramètres NVRAM et un fichier de disque virtuel.

À quoi servent les machines virtuelles ?

La technologie de virtualisation existe depuis longtemps, mais les machines virtuelles se sont répandues au fur et à mesure que le télétravail et l'end-user computing gagnaient en popularité. Aujourd'hui, les VM sont utilisées pour de nombreuses raisons dans les environnements sur site comme dans le cloud. Voici quelques cas d'utilisation :

• Consolidation des serveurs et optimisation du matériel. Les entreprises sont nombreuses à utiliser les VM pour cette raison. Elles peuvent ainsi réduire l'empreinte de leur matériel physique sans compromettre la puissance de calcul et l'accès. Avec les VM, il n'est pas nécessaire d'acheter des serveurs physiques et des postes de travail supplémentaires. Les entreprises peuvent ainsi économiser sur les coûts OpEx du datacenter ainsi que sur les coûts CapEx d'équipement. L'utilisation du matériel se trouve également optimisée, car le matériel dédié n'utilise généralement qu'une petite partie de ses ressources totales à la fois.
• Options supplémentaires de reprise après sinistre. Les VM peuvent fournir des fonctionnalités de basculement et de redondance qui n'étaient autrefois accessibles que par l'achat de matériel supplémentaire.
• Environnements de test/développement/production temporaires ou ad hoc. Les VM étant séparées les unes des autres, elles peuvent permettre au DevOps de tester de nouvelles applications ou de mettre en place un environnement de production rapide dans un bac à sable sécurisé en cas de besoin. Si un problème survient, le système hôte est alors totalement épargné.
• Accélération de la migration des charges de travail. Présentant une flexibilité et une portabilité élevées, les VM favorisent une migration plus rapide et plus efficace.
• Création d'environnements informatiques hybrides. Avec les VM, les entreprises peuvent placer plus facilement des charges de travail dans le cloud et sur site, ce qui leur permet de gagner en flexibilité tout en tirant parti des systèmes existants.

Quels sont les différents types de machines virtuelles ?

Il existe principalement deux types de machines virtuelles :

Machine virtuelle système

Ces machines virtuelles émulent un système informatique complet, comme nous l'avons décrit dans les sections ci-dessus. Elles sont situées dans des partitions isolées d'un serveur physique ou d'un poste de travail et possèdent leurs propres systèmes d'exploitation, configurations, applications et services qui fonctionnent indépendamment les uns des autres. Ce type de VM nécessite un hyperviseur qui alloue des ressources à chaque VM à partir d'un seul pool partagé. Parmi les exemples de machine virtuelle système, citons Nutanix AHV, VMware Fusion et l'open source Xen.

Machine virtuelle de processus

Parfois appelées machines virtuelles d'application ou environnements d'exécution managés (MRE), les machines virtuelles de processus sont mises en place pour exécuter temporairement un processus unique en tant qu'application, par exemple pour exécuter des programmes Java ou le .NET Framework de Microsoft. Ces machines virtuelles sont essentiellement des environnements d'exécution pour ce processus spécifique et ne dépendent d'aucune plateforme. Elles fonctionnent en fournissant un haut degré d'abstraction qui sert à « cacher » le système d'exploitation de l'hôte et du matériel. Les machines virtuelles de processus sont temporaires ; elles sont créées lorsqu'un utilisateur lance un processus spécifique et sont détruites à la fin du processus.

Machines virtuelles et cloud computing

Les fournisseurs de clouds publics recourent de plus en plus à la virtualisation et aux VM, car ils cherchent à accroître la flexibilité et l'évolutivité des charges de travail et à mieux prendre en charge une grande variété d'applications sur plusieurs systèmes d'exploitation.

Une VM dans le cloud fonctionne de la même manière qu'une VM sur un serveur dans le datacenter d'une entreprise, à la seule différence que la VM dans le cloud est hébergée dans le datacenter d'un fournisseur de services cloud au lieu de l'être dans le vôtre.

Il existe généralement deux types de VM dans le cloud :

VM single-tenant

Une VM single-tenant, ou monolocataire, est conçue pour être utilisée par un seul client (généralement une entreprise). Ces VM peuvent être soit un hôte dédié, soit une instance dédiée.

• Un hôte dédié implique que le client loue la totalité de la machine physique et qu'il est la seule entité autorisée à utiliser le matériel, les VM, les applications, les logiciels et tout ce qui réside sur l'hôte. Ce modèle de VM est privilégié par les clients qui recherchent une flexibilité et une visibilité optimales au niveau du matériel, et veulent pouvoir contrôler totalement le placement des charges de travail.
• Les instances dédiées permettent toujours de s'isoler des autres clients et de contrôler le placement des charges de travail, mais elles ne sont pas liées à une machine physique spécifique. Le fournisseur de services cloud met à la disposition du client un espace dédié sur une machine hôte, mais si l'instance est redémarrée, par exemple, elle pourrait se retrouver sur une tout autre machine, à un tout autre emplacement. Le client ne s'en rendrait probablement pas compte, car l'expérience et les performances de la machine virtuelle resteraient identiques.

VM multi-tenant

Également appelées VM publiques ou multilocataires, les VM multi-tenant sont partagées par plusieurs clients au sein d'une infrastructure physique multi-utilisateur. Les données de chaque client sont isolées de celles des autres, mais les clients partagent un ensemble unique d'applications, de bases de données et de ressources serveur. Même si elles n'offrent pas le haut degré de séparation et de personnalisation souhaité par certains clients, ces machines virtuelles offrent une grande évolutivité et une excellente rentabilité, car elles sont généralement moins chères que les machines virtuelles single-tenant. 

Avantages des machines virtuelles

• Simplification de la gestion, de l'administration et de la maintenance en réduisant le nombre de machines physiques à mettre à jour, à sécuriser, etc.
• Amélioration de l'utilisation et de l'efficacité du matériel, car plusieurs VM permettent de mieux utiliser les ressources d'un hôte par rapport à une instance unique.
• Réduction des coûts de la migration, car les VM peuvent être utilisées pour exécuter les applications existantes, ce qui vous évite d'avoir à les migrer vers des environnements et des systèmes d'exploitation plus récents.  
• Réduction des coûts du matériel, en raison du moindre besoin de machines physiques et de matériel périphérique. Cela permet également de baisser les dépenses opérationnelles du datacenter.
• Renforcement de la sécurité grâce à l'isolation des VM entre elles, ce qui évite que l'attaque d'une VM ne compromette les autres VM de la même machine.
• Plus grande flexibilité et évolutivité, car les VM sont très mobiles et peuvent être déplacées, copiées ou réaffectées à différents hôtes en fonction des besoins.

Les limites des machines virtuelles

Les machines virtuelles offrent de nombreux avantages par rapport aux machines hôtes physiques, mais elles présentent également quelques inconvénients :

• Des performances potentiellement inférieures à celles des machines physiques, selon les configurations et le nombre de machines virtuelles utilisées sur un même hôte.
• De nombreuses machines virtuelles peuvent être touchées en cas de dysfonctionnement de l'hôte physique. Une panne peut avoir des conséquences graves lorsque des dizaines de machines virtuelles dépendent du fonctionnement d'un seul serveur.
• La sécurisation des machines virtuelles peut s'avérer difficile et demander un haut niveau de compétences.
• La consolidation des disques virtuels, ou la fusion des fichiers du disque de la VM qui ont été créés après la création des snapshots de la VM par le système, peut s'avérer complexe et difficile à gérer.

Pourquoi les entreprises devraient-elles utiliser des machines virtuelles ?

Les entreprises utilisent les machines virtuelles pour toutes sortes de bonnes raisons – nous avons abordé la plupart d'entre elles dans les sections précédentes. Si au départ, dès les années 1960, les VM ont été utilisées pour isoler les données de chaque utilisateur partageant un gros ordinateur central, les entreprises les utilisent aujourd'hui davantage pour optimiser l'utilisation du matériel, réduire leur empreinte matérielle et économiser sur les coûts d'équipement et d'exploitation physique.

L'infrastructure de postes de travail virtuels (VDI) contribue également largement à l'utilisation des machines virtuelles dans les entreprises. Les plateformes VDI permettent aux employés d'accéder à leurs postes de travail à partir d'emplacements et d'appareils distants : un véritable atout à l'heure où les modèles de travail à distance et hybrides sont de plus en plus répandus.

Alors que les entreprises déplacent de plus en plus les charges de travail vers le cloud, elles utilisent des VM basées sur le cloud pour créer des environnements hybrides et mettre en place une infrastructure parallèlement à leurs environnements existants sur site.

Les avantages que présentent les VM sur le plan de la sécurité sont un autre atout, car la séparation des VM offre une couche de protection supplémentaire lorsque les systèmes sont infiltrés.

Ajoutez à cela un potentiel important de réduction des coûts et une évolutivité extrême, et vous comprendrez pourquoi les machines virtuelles sont devenues des composants essentiels de l'infrastructure informatique des entreprises modernes.

Comment créer une machine virtuelle ?

De nombreuses options s'offrent aux entreprises lorsqu'il s'agit de choisir une plateforme de virtualisation. La plupart des plateformes possèdent des processus simplifiés pour créer et déployer de nouvelles machines virtuelles. De nombreuses solutions sont d'ailleurs dotées d'assistants de configuration ou de modèles très pratiques qui facilitent et accélèrent la prise en main.

Si de nombreuses plateformes de virtualisation sont conçues pour les entreprises et proposent un grand nombre de fonctionnalités avancées et d'options de personnalisation, vous pouvez également trouver des plateformes de virtualisation simples et gratuites. C'est par exemple le cas de VirtualBox, un logiciel open source d'Oracle.

Pourquoi choisir Nutanix ?

Avec plus de 20 000 utilisateurs qui lui font confiance, Nutanix connaît bien la virtualisation. Nos solutions de virtualisation et de VM fournissent les fonctionnalités avancées de niveau entreprise dont vous avez besoin pour simplifier la virtualisation dans l'ensemble de votre écosystème informatique – sur site, en périphérie, sur plusieurs clouds, ou tout cela à la fois.

Avec Nutanix AHV, vous bénéficiez d'une plateforme sécurisée conçue pour le multicloud hybride d'aujourd'hui et qui offre une haute disponibilité des charges de travail, des performances et une utilisation entièrement optimisées, ainsi qu'une gestion du cycle de vie sur l'ensemble de votre pile.

Nutanix VDI exploite toute la puissance de Nutanix Cloud Platform pour simplifier l'end-user computing en intégrant le calcul, la virtualisation, le stockage, la mise en réseau et la sécurité.