Le Cloud Computing (informatique dans le nuage) est une technique permettant de gérer des ressources (serveurs) et d’adapter très rapidement une infrastructure à des variations de charge de manière totalement transparente pour l’administrateur et les utilisateurs.

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LA VIRTUALISATION
Séance 2
Année universitaire 2016/2017 – Semestre 1

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Plan
Principes de la virtualisation
 Virtualisation totale (Hyperviseur type 1)
 Virtualisation assistée par matériel (Hyperviseur type 1)
 Para-virtualisation (Hypervision de type 2)
 Virtualisation d'environnement (ou de processus)
 Virtualisation purement matérielle
Partage de ressources
Disques virtuels et stockage
Réseau virtuel

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Principes de la virtualisation
En informatique, on essaye toujours de
distinguer deux mondes : Le monde du
matériel et le monde du logiciel.
Le premier fournit les équipements
physiques, le second fournit les données et
les applications.
Dans un système non virtualisé, quand le
matériel tombe en panne, la couche logicielle
n'est pas toujours migrable. Il arrive
fréquemment que l'on soit dépendant du
matériel et donc obligé de garder en vie du
matériel dépassé.

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Principes de la virtualisation

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Virtualisation totale(Hyperviseur
type 1)
La virtualisation complète utilise un système
d'exploitation hôte classique (Linux, Windows
dont les noyaux ne sont pas modifiés) et un
logiciel de virtualisation qui émule un matériel
virtuel.
Les machines virtuelles installent des
systèmes d'exploitation invités qui utilisent
des pilotes pour gérer le matériel virtuel.

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Virtualisation totale(Hyperviseur
type 1)
Exemples: VirtualBox, VMWare Server, VMWare
Workstation, MS VirtualPC, Virtual Server
(arrêté)

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Virtualisation assistée par
matériel (Hyperviseur type 1)
Il s'agit toujours d'un système de
virtualisation totale mais une amélioration
importante est ajoutée : Le VMM est capable
d'utiliser les fonctionnalités avancées des
processeurs (Intel-VT et AMD-V) gérant la
virtualisation.

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Para-virtualisation (Hypervision
de type 2)
La para-virtualisation évite d'utiliser un
système hôte complet pour faire la
virtualisation. A la place, un noyau très
léger de système d'exploitation hôte est
utilisé. Les performances sont bien
meilleures en para-virtualisation qu'en
virtualisation complète.

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Para-virtualisation (Hypervision
de type 2)
Exemples de systèmes de para-virtualisation:
VMWare ESX, Hyper-V, Oracle VM, Xen, KVM

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Virtualisation d'environnement
(ou de processus)
La virtualisation d'environnement
concerne uniquement la partie
applicative. Il n'y a qu'un système
d'exploitation utilisé mais l'application
ou l'environnement utilisateur ou
logiciel est cloisonné de sorte que les
processus soient indépendants.

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Virtualisation d'environnement
(ou de processus)
Au niveau de l’environnement, on utilise des
logcieils comme: Jail BSD, OpenVZ, Chroot
Au niveau applicatif, de nombreux logiciels sont
capables de créer des processus virtuels comme:
les hôtes virtuels d'Apache, les hôtes virtuels de
Postfix, …

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Virtualisation purement matérielle
Comme nous l'avons vu dans la virtualisation assistée
par matériel, les constructeurs de processeurs
comme AMD et Intel ont intégré depuis plusieurs
années des fonctions de virtualisation directement
dans l'architecture de leurs processeurs.
Cette technologie permet au processeur de faire
fonctionner sur une même puce plusieurs systèmes
d'exploitation en parallèle. Les VMs peuvent utiliser le
matériel directement, sans que l'hyperviseur leur en
donne l'autorisation.
Les gains de performances sont très importants avec
un processeur gérant la virtualisation.

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Partage de ressources
Le rôle principal de l'hyperviseur est de dédier des
ressources matérielles à chaque VM.
Parmi ces ressources on peut citer :
- Un nombre de processeurs ou de cœurs de
processeur (le CPU doit gérer la virtualisation)
- Une quantité de RAM
- Un disque dur virtuel
- Un lecteur de CD/DVD
- Une carte réseau virtuelle

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Disques virtuels et stockage
Dans une VM, les données sont stockées sur un
disque dur virtuel. Ce disque dur se présente sous
forme de fichier dans le système de fichiers de l'hôte:
- VHD chez Microsoft
- VDI chez Oracle
- VMDK chez VMWare
- OVF pour le format ouvert
Tous les formats de disques durs virtuels (VDI, VHD,
VMDK, OVF) sont transformables dans d'autres sans
difficulté particulière. Par exemple les outils en ligne
de commande de Virtualbox le permettent.

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Disques virtuels et stockage
Les disques virtuels peuvent être statiques ou
dynamiques. Dans le premier cas, si vous créez un
disque de 50Go, le fichier de disque virtuel fera 50Go
sur votre système hôte (attention pour les
sauvegardes !). Avec un disque dynamique, le fichier
de disque virtuel se remplit au fur et à mesure qu'il
est utilisé. Un disque de 50Go dans lequel il n'y a pas
de données ne pèsera dans le système de fichiers
hôte que quelques octets.
En cas de besoin, ces disques virtuels peuvent être
ouverts par le système hôte, par exemple un fichier
VHD peut s'ouvrir dans le gestionnaire des disques de
Windows 2008 (et ultérieur) et il peut également
s'ouvrir avec le logiciel libre 7-Zip.

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Réseaux virtuels
Les machines virtuelles doivent pouvoir
accéder au réseau mais seule la machine hôte
est directement connectée au réseau.
Il existe plusieurs techniques pour permettre
aux VMs d'accéder au réseau:
- NAT
- Réseau interne
- Réseau privé hôte
- Pont
http://www.laintimes.com/les-types-de-connections-reseaux-avec-oracle-virtualbox/

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Technique du NAT (carte virtuelle faisant
office de routeur NAT)
Cette technique est d'utiliser le NAT comme le
ferait un routeur. Cela rend difficile (ou
impossible selon le logiciel choisi) l'accès en
tant que serveur d'une VM (il faut translater le
ou les ports nécessaires).

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Technique du réseau interne (Réseaux
virtuels et physiques séparés)
Les VMs peuvent être connectées à un réseau
interne complètement fermé à l'extérieur
(comme si le switch virtuel n'était connecté à
aucun autre switch).

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Technique du pontage (carte virtuelle
faisant office de switch)
La technique la plus simple consiste à faire un pontage
(bridging) de la carte réelle vers une carte virtuelle.
L'hyperviseur agit alors comme un switch sur lequel
sont connectées toutes les VMs. L'hyperviseur peut
également prendre en charge l'appartenance aux VLANs
si besoin.