Qu'est-ce que la virtualisation ?

La virtualisation crée une version virtuelle d'un objet physique. Dans un datacenter, les éléments les plus couramment virtualisés sont les systèmes d'exploitation, les serveurs, les périphériques de stockage ou les postes de travail. Avec la virtualisation, les technologies, telles que les applications et les systèmes d'exploitation, sont détachées du matériel ou des logiciels sur lesquels elles reposent. La virtualisation matérielle implique des machines virtuelles (VM), qui prennent la place d'un ordinateur « réel » doté d'un système d'exploitation « réel ».

Qu'est ce qu'une machine virtuelle ?

Les machines virtuelles sont une émulation d'un système informatique. Le matériel sous-jacent est copié par un hyperviseur pour exécuter plusieurs systèmes d'exploitation. Même si les VM existent depuis 50 ans, elles sont désormais de plus en plus populaires grâce à la progression du télétravail et de l'end-user computing. Les piles de virtualisation et hyperviseurs populaires incluent VMware vSphere avec ESXi, Microsoft Windows Server 2016 avec Hyper-V, Nutanix AHV, Citrix XenServer et Oracle VM.

Qu'est-ce qu'un hyperviseur ?

Un hyperviseur est un logiciel qui extrait et isole le matériel et les systèmes d'exploitation dans des machines virtuelles ayant leur propre mémoire, stockage, processeurs et bande passante réseau. Une autre fonction clé des hyperviseurs est d’isoler les VM les unes des autres et de gérer les communications entre toutes les VM.

Un hyperviseur comporte trois composants qui s'associent pour modéliser le matériel :

• Répartiteur : indique à la VM ce qu’elle doit faire

• Allocateur : alloue les ressources système

• Interpréteur : instructions exécutées

Comment fonctionne la virtualisation ?

La principale technologie de virtualisation employée par les entreprises est celle des serveurs, qui utilise un hyperviseur pour « dupliquer » le matériel sous-jacent. Dans un environnement non virtualisé, le système d'exploitation (OS) invité fonctionne normalement en conjonction avec le matériel. Lorsqu'il est virtualisé, l'OS continue de fonctionner comme sur un support matériel, ce qui permet aux entreprises de bénéficier de performances quasi identiques. Bien que les performances virtualisées ne soient pas toujours équivalentes aux performances matérielles, la virtualisation fonctionne toujours et se révèle préférable car la plupart des systèmes d'exploitation invités n'ont pas besoin d'un accès complet au matériel.

Les entreprises peuvent ainsi profiter d'une plus grande flexibilité et d'un meilleur contrôle et éliminer toute dépendance à l'égard d'un matériel spécifique. En raison de son succès dans la virtualisation des serveurs, la virtualisation s'est étendue à d'autres domaines du datacenter, notamment les applications, les réseaux, les données et les postes de travail.

Avantages de la virtualisation

Les avantages de la virtualisation sont nombreux, les solutions de virtualisation rationalisent le datacenter de votre entreprise. Elles permettent d'éliminer la complexité des déploiements et de l'administration, tout en offrant la flexibilité nécessaire dans un datacenter moderne.

Sans oublier que la virtualisation peut aider à créer un environnement informatique plus écologique et durable en réduisant les coûts en électricité, en refroidissement et en matériel. Les économies ne sont néanmoins pas le seul avantage des solutions virtualisées. Voici d'autres raisons pour lesquelles les entreprises se tournent vers le virtuel :

• Réduction du nombre de serveurs – La virtualisation réduit la quantité de serveurs nécessaires, ce qui permet de réduire l'accumulation de chaleur associée à un datacenter gourmand en ressources serveurs. Moins votre datacenter est « encombré », moins vous aurez besoin d'investir d'argent et d'effort pour gérer la dissipation calorifique. 

• Réduction de la quantité de matériel – Pour faire des économies, il est primordial de minimiser les ressources matérielles. Grâce à la virtualisation, les entreprises peuvent réduire le matériel nécessaire et surtout diminuer les délais de maintenance, les temps d'arrêt et le gaspillage d'électricité. 

• Redéploiements rapides – La virtualisation facilite et accélère le redéploiement d'un nouveau serveur. Si un serveur tombe en panne, les snapshots des machines virtuelles peuvent venir à la rescousse en quelques minutes.

• Sauvegardes simplifiées – La virtualisation simplifie grandement les sauvegardes. Votre machine virtuelle peut effectuer des sauvegardes et prendre des snapshots tout au long de la journée, de sorte que vous disposez toujours des données les plus récentes. De plus, vous pouvez déplacer vos VM d'un serveur à l'autre et les redéployer plus rapidement.

• Réduction des coûts et de l'empreinte carbone – Plus vous virtualisez votre datacenter, plus vous réduisez son empreinte carbone, et celle de votre entreprise par la même occasion. En plus d'aider la planète, réduire l'empreinte de votre datacenter entraîne une baisse considérable des coûts en matériels, en électricité et en refroidissement.

• Tests améliorés – Un environnement virtualisé facilite largement la réalisation de tests répétitifs par rapport à un environnement physique. Comme les VM conservent des snapshots, vous pouvez revenir à l'état d'un snapshot précédent si une erreur survient pendant le test.

• Exécution de n’importe quelle machine sur n’importe quel matériel – La virtualisation applique une couche d'extraction entre le logiciel et le matériel. Autrement dit, les VM étant indépendantes du matériel, vous pouvez exécuter n'importe quelle machine sur n'importe quel matériel. Par conséquent, vous ne dépendez d'aucun fournisseur.

• Reprise après sinistre efficace – Lorsque votre datacenter s'appuie sur des instances virtuelles, la reprise après sinistre est beaucoup moins lourde et vos temps d'arrêt sont beaucoup plus courts et moins fréquents. Vous pouvez utiliser des snapshots récents pour rendre vos VM opérationnelles, ou vous pouvez choisir de déplacer ces machines ailleurs.

• Transition facilitée vers le cloud – La virtualisation peut vous aider à « cloudifier » votre datacenter. Un environnement entièrement virtualisé ou presque, imite celui du cloud, ce qui vous permet de vous préparer à la transition vers le cloud. En outre, vous pouvez choisir de déployer vos VM dans le cloud. 

Types de virtualisation

Virtualisation des données

La virtualisation des données est un type de gestion des données qui intègre des données provenant de plusieurs applications et emplacements physiques pour une utilisation sans réplication ou déplacement des données. Elle crée une couche abstraite virtuelle unique qui se connecte à différentes bases de données pour offrir une vue virtualisée des données.

Virtualisation des serveurs

La virtualisation des serveurs crée plusieurs instances d'un seul serveur. Celles-ci représentent un environnement virtuel. Dans chacun de ces environnements, un système d'exploitation distinct peut s'exécuter seul. Une seule machine d'exploitation peut ainsi effectuer le travail de nombreuses machines, ce qui réduit la prolifération des données et permet d'économiser sur les dépenses d'exploitation.

Virtualisation des systèmes d'exploitation

La virtualisation des systèmes d'exploitation est similaire à celle des serveurs. Le système d'exploitation hôte est reconfiguré pour exécuter plusieurs systèmes d'exploitation isolés, tels que Linux et Windows, sur une seule machine, ce qui permet à plusieurs utilisateurs de travailler sur celle-ci dans différentes applications en même temps. Elle est également appelée « virtualisation au niveau du système d'exploitation ».

Virtualisation des postes de travail

La virtualisation des postes de travail est un type de logiciel qui sépare l'environnement du poste de travail principal des autres périphériques qui l'utilisent. Elle permet d'économiser du temps et des ressources informatiques car un environnement de poste de travail est déployé sur plusieurs machines à la fois. Elle facilite également le déploiement de mises à jour, la correction de systèmes et l’ajout de protocoles de sécurité sur plusieurs postes de travail virtuels à la fois.

Virtualisation réseau

La virtualisation réseau combine le matériel réseau et les fonctionnalités logicielles en une seule entité. Souvent associé à la virtualisation des ressources, elle combine plusieurs ressources qui sont ensuite divisées en segments distincts et affectées aux périphériques ou serveurs qui en ont besoin. Ce type de virtualisation améliore la vitesse, l'évolutivité et la fiabilité du réseau.

Virtualisation du stockage

La virtualisation du stockage regroupe des ressources de stockage provenant de plusieurs petits périphériques dans un seul grand périphérique de stockage. Les administrateurs peuvent utiliser ce stockage au besoin depuis une console centrale unique via des machines virtuelles et des serveurs physiques. Pour ce faire, le logiciel reçoit les requêtes de stockage et détermine quel périphérique dispose de la capacité nécessaire.

Pourquoi les entreprises doivent-elles opter pour la virtualisation ?

Les entreprises qui souhaitent mettre en place un environnement informatique plus proche du cloud doivent d'abord se tourner vers la virtualisation. La virtualisation de votre datacenter vous permet d'utiliser les ressources de votre serveur de manière beaucoup plus efficace. Par le passé, les entreprises devaient affecter une seule application – par exemple, la gestion des e-mails ‑ à un seul serveur. Dans de tels cas, soit les entreprises accumulaient trop de serveurs pour prendre en charge leurs multiples applications, soit elles se retrouvaient confrontées à un tout autre problème : une sous-utilisation des ressources sur un serveur tout entier.

D'une manière ou d'une autre, cette méthode se révèle coûteuse, encombrante et inefficace. Grâce aux solutions virtuelles, les équipes informatiques peuvent exécuter plusieurs applications, charges de travail et systèmes d'exploitation sur une seule machine virtuelle, et les ressources peuvent être ajoutées et supprimées au besoin. La virtualisation s'adapte et évolue aisément avec les entreprises. À mesure que la demande augmente ou diminue, la virtualisation aide les entreprises à maîtriser l'utilisation de leurs ressources et à réagir plus rapidement aux changements.

L'évolution de la virtualisation

La technologie de virtualisation des systèmes d'exploitation (OS) est née il y a plusieurs décennies. Elle consiste à utiliser un logiciel permettant au matériel d'exécuter simultanément plusieurs systèmes d'exploitation. Appliquée aux mainframes, cette technologie a permis aux administrateurs informatiques de moins recourir à une puissance de calcul coûteuse.

À partir des années 1960, la virtualisation et les machines virtuelles (VM) ont commencé à être utilisées sur un petit groupe de mainframes, qui étaient alors de gros appareils encombrants dotés de capacités de temps partagé. Parmi ces machines, la plus notable est l'IBM 360/67, qui est devenu un incontournable dans le monde des mainframes dans les années 70. Peu après, dans les années 80, les VM ont pris place au cœur des ordinateurs personnels.

Le grand public, lui, n'a commencé à adopter la virtualisation qu'à la fin des années 80 et au début des années 90. Si certaines VM comme celles des mainframes d'IBM sont encore utilisées aujourd'hui, elles sont loin d'être aussi populaires, et peu d'entreprises considèrent les mainframes comme des pièces maîtresses de leur activité. C'est Insignia Solutions, créatrice de SoftPC, un émulateur de logiciel basé sur x86, qui fut la première entreprise à généraliser les VM. Ce succès a inspiré d'autres entreprises, notamment Apple, Nutanix et, plus tard, Citrix, à lancer leurs propres produits de virtualisation.