Virtualisation
- 1. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 1 LAVIRTUALISATION Projet Encadré
- 2. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 2 Tabledes matières Introduction.....................................................................................................................................................3 I. L’historique de la virtualisation...............................................................................................................4 II. Le fonctionnement de la virtualisation ...................................................................................................5 A) La virtualisation de serveurs...............................................................................................................5 A. 1) Hyperviseur de type 1 ................................................................................................................6 A. 2) Hyperviseur de type 2 ................................................................................................................7 A. 3) Virtualisation au niveau OS ........................................................................................................8 A. 4) Paravirtualisation........................................................................................................................9 B) La virtualisation des postes de travail...............................................................................................11 B. 1) Virtualization Desktop Infrastructure.......................................................................................12 B. 2) Streaming OS............................................................................................................................13 B. 3) Hyperviseur client.....................................................................................................................14 C) La virtualisation d’applications.........................................................................................................15 C. 1) Virtualisation de présentation..................................................................................................15 C. 2) Virtualisation applicative..........................................................................................................16 D) Avantages et inconvénients des virtualisations................................................................................17 III. Le marché de la virtualisation...........................................................................................................18 A) Les acteurs importants .....................................................................................................................18 B. 1) Installation et exploitation de VirtualBox 5.1 (Oracle).................................................................18 B. 2) Installation et exploitation de Workstation Pro (VMware)..........................................................28 Conclusion.....................................................................................................................................................37 Lexiques.........................................................................................................................................................38 Sources..........................................................................................................................................................39
- 3. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 3 Introduction Aujourd’hui,notre monde est confronté à une évolutivité permanente dans le domaine de l’informatique, environnemental et sociétal. En effet, les entreprises qui utilisent des serveurs afin d’y traiter leurs données doivent organiser leurs infrastructures informatiques pour être le plus efficient possible. Afin d’optimiser leurs fondations et de réduire les coûts, les entreprises font appel à la virtualisation. Ce projet concernera uniquement les entreprises. Le but de ce mécanisme informatique est de mutualiser les capacités de chaque serveur. Il permet à l’utilisateur de réaliser des économies sur l’infrastructure physique. Les contraintes sont techniques, en effet, pour utiliser la virtualisation, l’entreprise doit faire appel à une personne compétente dans ce domaine. De plus, les dépenses pour l’entreprise sont importantes sur une utilisation à long terme. Prenons un exemple concret : une entreprise a besoin de plusieurs serveurs, elle va donc se procurer un serveur physique. A l’aide d’un hyperviseur installé dans le serveur « hôte », l’entreprise va pouvoir utiliser d’autres serveurs qui seront alors, virtuels. L’hyperviseur est une plate-forme de virtualisation. Ces serveurs virtuels sont appelés Serveur Privé Virtuel (« Virtual Private Server » (VPS) en Anglais ou « Virtual Environment »(VE)). L’entreprise va pouvoir réaliser des économies sur le plan énergétique et financier par rapport à une installation de plusieurs serveurs physiques. On peut donc être amené à se poser comme questions : - Comment fonctionne la virtualisation ? - Quels sont les intérêts d’utiliser la virtualisation ? Dans un premier temps, nous étudierons les débuts de la virtualisation. Dans un second temps, nous allons travailler sur les différents types de fonctionnement de la virtualisation ainsi que leurs avantages et inconvénients respectifs. Dans un troisième temps, nous définirons les principaux acteurs de ce marché et nous ferons des installations et des exploitations de logiciels de virtualisation.
- 4. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 4 I.L’historique de la virtualisation Dans les années 1960, l’informatique est peu connue et les sociétés qui possèdent des assemblages informatiques. Ces sociétés sont équipées de de gros calculateurs appelés « Mainframe ». Durant ces années, la firme IBM est la première entreprise informatique à avoir conçu le premier système de virtualisation. Du fait que les gros calculateurs étaient sous-exploités, la notion d’optimisation des machines physiques était présente. C’est pour cette raison qu’IBM a créé son premier système de virtualisation de serveurs appelé VM/CMS (Virtual Machine / Conversational Monitor System). Aux alentours des années 1980-1990, les ordinateurs adoptent la nouvelle architecture x86 et connaissent une forte popularité auprès des utilisateurs. Cependant la virtualisation connaît une baisse de popularité à cause Au début des années 1990 et 2000, la société VMware a réussi à développer la virtualisation sur les machines x86 et a incité d’autres entreprises à s’y intéresser. De nos jours, la virtualisation est très popularisée près des usagers et se décompose en différents genres, on parle de virtualisation de serveurs, virtualisation des postes de travail, ou encore de virtualisation d’applications. Par ailleurs, c’est grâce à la virtualisation qu’est né le cloud computing même s’ils sont deux sujets bien distincts.
- 5. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 5 II.Le fonctionnement de la virtualisation Les termes « virtualiser » et « virtualisation » sont récents, ces deux mots expriment l’idée de rendre virtuel. En principe, la virtualisation permet de faire fonctionner plusieurs OS sur une même infrastructure physique. Mais nous verrons que la virtualisation, c’est bien plus que cela, elle peut être différente en fonction du besoin de l’utilisateur. A) La virtualisation de serveurs La virtualisation serveur consiste à héberger plusieurs systèmes d‘exploitation sur une ressource matérielle unique. On distingue 4 types de virtualisation serveur.
- 6. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 6 A.1) Hyperviseur de type 1 Un hyperviseur est un gestionnaire de machine virtuelle sous forme d’un programme. Il permet à plusieurs OS de partager un seul hôte matériel. L’hyperviseur type 1 est un système qui s’installe directement sur la couche matérielle du serveur. Sa fonctionnalité est de contrôler les échanges entre les ressources (processeur, RAM…) et les OS. Cela permet de libérer le plus de ressources possibles pour les machines virtuelles. Chaque système d’exploitation est isolé et indépendant des autres OS.
- 7. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 7 A.2) Hyperviseur de type 2 Un hyperviseur de type 2 est un logiciel qui virtualise sur un système d’exploitation préinstallé ou sur un poste client. Il s’installe sur l’OS hôte de la même façon qu’une application classique ensuite il met en commun les ressources disponibles entre l’OS hôte et les OS virtuels. Il est moins optimisé par rapport au type 1.
- 8. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 8 A.3) Virtualisation au niveau OS La virtualisation d’OS mutualisés consiste à créer des serveurs virtuels au niveau de la couche de l’OS (noyau). Contrairement aux types de virtualisation vus précédemment, les environnements virtuels sont créés sur le même serveur physique et le même OS.
- 9. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 9 A.4) Paravirtualisation La paravirtualisation est un système permettant, à l’aide d’un hyperviseur de paravirtualisation installé sur la ressource matérielle, de contrôler les échanges de ressources. L’hyperviseur apporte des modifications dans le noyau des OS virtualisés. Ce type de virtualisation est possible qu’avec des OS libres uniquement.
- 10. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 10 Lesmodifications faites dans le noyau des OS virtualisés sont des drivers frontend et backend qui redirigent les appels système au lieu de les traduire. Ces actions de redirection permettent un gain de temps non négligeable par rapport à la virtualisation classique. Il est donc préférable d’utiliser ce mécanisme pour accéder à du matériel très sollicité comme des disques durs ou encore des interfaces réseaux.
- 11. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 11 B)La virtualisation des postes de travail La virtualisation des postes de travail est un moyen qui a pour but de réduire la dépendance entre l’ordinateur et l’utilisateur. Il s’agit donc de virtualiser le bureau de l’utilisateur. Cette virtualisation est disposée en trois formes : - Le Virtualization Desktop Infrastructure (VDI) - Le Steaming OS - L’hyperviseur Client
- 12. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 12 B.1) Virtualization Desktop Infrastructure Ce système de virtualisation comporte une infrastructure composée d’au moins un serveur de virtualisation. L’hyperviseur installé dans celui-ci héberge plusieurs OS. Chaque système d’exploitation se référencient à un environnement utilisateur. L’utilisateur n’a plus qu’à se connecter sur le réseau pour accéder à l’un des OS. Le serveur de virtualisation prend tout en charge pour le bon fonctionnement du système de l’utilisateur, c’est-à-dire les calculs et les exécutions des applications. Le serveur virtuel envoie l’affichage de l’écran sur le poste de l’utilisateur.
- 13. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 13 B.2) Streaming OS Le streaming OS consiste à communiquer entre le serveur de virtualisation et l’environnement de l’utilisateur. Son environnement est stocké sous la forme d’un paquet dans un serveur de stockage. L’ordinateur client qui n’a pas d’OS préinstallé peut effectuer une demande au serveur de virtualisation pour lui transférer son système d’exploitation. Les calculs et les applications sont traités par l’ordinateur physique de l’utilisateur.
- 14. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 14 B.3) Hyperviseur client L’hyperviseur client permet à l’utilisateur d’installer un hyperviseur directement sur le poste client. Le client pourra alors faire fonctionner plusieurs systèmes d’exploitation indépendamment de son ordinateur.
- 15. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 15 C)La virtualisation d’applications La technologie de virtualisation d’applications (anciennement appelée « publication d’applications » ou « served-based computing ») permet de mettre à disposition des applications comme des services en s’émancipant des contraintes techniques de déploiement. Cette virtualisation s’illustre en deux formes : - Virtualisation de présentation - Virtualisation applicative C. 1) Virtualisation de présentation Le principe de cette virtualisation est d’exécuter des applications de manière centralisée sur des serveurs de présentations. Elle déporte l’image sur l’écran de l’utilisateur via un protocole dédié, les applications sont prises en charge par les serveurs de présentations.
- 16. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 16 C.2) Virtualisation applicative La virtualisation applicative répond au besoin d’isolation de l’exécution des applications obligatoires pour pouvoir répondre aux conflits induits par les systèmes d’exploitation. Cette virtualisation peut aussi délivrer des applications sous forme de streaming ou encore mettre à jour de façon grenue ces applications.
- 17. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 17 D.Avantages et inconvénients des virtualisations Virtualisation des serveurs : Avantages Inconvénients - Moins de serveurs physiques - Une disponibilité accrue - Une meilleure performance - Une meilleure sécurité - Une mise en œuvre complexe - Si la machine est hors service, tous les serveurs virtuels de cette machine ne fonctionnent pas Virtualisation des postes de travail : Avantages Inconvénients - Création simple de nouveaux postes de travail - Coût attractif et facilité d’utilisation pour déployer de nouvelles applications - Une sécurité des données sûre - Accès à distance depuis un environnement de bureau d’entreprise - Dégradation de la performance potentielle, de la bande passante du réseau - Risques pour la sécurité si le réseau n’est pas correctement géré - Complexité et coûts élevés pour le déploiement et la gestion - Dépendance à la connectivité au réseau Virtualisation d’applications : Avantages Inconvénients - Mise à jour centralisée des applications - Gestion centralisée des droits d’accès aux applications - Déploiement rapide des applications - Le support du multimédia est fragile - Il faut des serveurs performants - Même si la redirection des périphériques est gérée de façon optimale, elle reste tout de même compliquée
- 18. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 18 III.Le marché de la virtualisation A) Les acteurs importants En 2009, le chiffre d’affaires du marché de la virtualisation était de 2 696, 6 millions de dollars selon Gartner Group. De nos jours, les deux acteurs principaux de la virtualisation en général sont : - VMware : leader du marché (50% de parts), un chiffre d’affaires de 2,9 milliards de dollars en 2010 et possède près de 250 000 clients à travers le monde. Son logiciel phare est la plate-forme vSphere (logiciel avec licence) - Microsoft : le deuxième du marché avec son logiciel de virtualisation appelé Hyper-V, c’est un logiciel libre et permet de concurrencer le logiciel vSphere. Nous avons d’autres sociétés qui se partagent le reste du marché comme Citrix, Odin, Huawei, Red Hat et Oracle. En plus de ces logiciels, nous avons des full open source software (OSS) qui sont des logiciels totalement gratuits. Ils représentent 25% du nombre totale des machines virtuelles et conteneurs en production chez les clients. On peut prendre pour exemple VirtualBox de la société Oracle. B) Installations et exploitations des logiciels de virtualisation B. 1) Installation et exploitation de VirtualBox 5.1 (Oracle) Avant de commencer l’installation, le poste client doit avoir au minimum : - Un hardware de type x86 - Un processeur Intel ou AMD - 512 MB de RAM - 10 GB disponible dans le disque dur - Un OS hôte : Windows, Linux, Mac OS X, Solaris et OpenSolaris - Un OS invité
- 19. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 19 L’installationse fera sur Windows 10 famille 64 bits. Tout d’abord, il faut aller sur le site officiel de VirtualBox (https://www.virtualbox.org/), puis il faut cliquer sur « Download VirtualBox 5.1 ». Ensuite, on clique sur « Windows hosts » (surligné en bleu) car on est sur un système d’exploitation Windows, si on était sur un autre système d’exploitation, on aurait alors cliqué sur l’OS spécifique. On doit suivre la procédure.
- 20. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 20 Lelauncher se lance, on doit appuyer sur « Next ». Ensuite, on choisit l’emplacement dans l’ordinateur où on souhaite que le logiciel s’installe (1) puis on clique sur « Next » (2).
- 21. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 21 Danscette étape de l’installation, on peut créer des raccourcis dans le menu Démarrer, sur le bureau, dans la barre de recherche rapide par exemple. Après avoir choisi, on clique sur « Next ». On effectue l’installation en cliquant sur « Yes » ou bien on peut annuler l’installation en cliquant sur « No ».
- 22. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 22 Onclique sur « Install » pour valider l’installation. On clique sur « Finish » pour finir l’installation de VirtualBox et on lance le logiciel. Une fois qu’on est sur la page d’accueil du logiciel de virtualisation, on va créer une machine virtuelle (VM), cela sera notre partie Exploitation. Pour commencer, on clique sur l’onglet « Nouvelle ».
- 23. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 23 1: On choisit le nom qu’on souhaite attribuer à la machine virtuelle. 2 : On sélectionne le type d’exploitation qu’on souhaite installer sur cette VM. 3 : On choisit la version de l’OS sélectionné. Ici, la machine virtuelle nommé « Tuto » aura comme OS Windows 10 64 bits. On clique sur « Suivant » (4) lorsque les choix ont été définis.
- 24. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 24 Après,on choisit la taille de la mémoire dont on va lui donner, puis on clique sur « Suivant ». On peut soit ne pas ajouter de disque dur virtuel qu’on pourra configurer par la suite, soit créer un disque dur virtuel maintenant (1), soit choisir un disque dur existant. Ici, le disque dur sera créé directement. On clique sur « Suivant » pour passer à l’étape suivante.
- 25. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 25 Onsélectionne le type de fichier de disque dur souhaité puis on clique sur « Suivant ». Dans l’installation, on a choisi le Disque Virtual Machine (VMDK).
- 26. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 26 1: On choisit le mode de stockage du disque dur virtuel, ici, le disque dur sera alloué de manière progressive en fonction des données qu’il contiendra. 2 : On clique sur « Suivant ». Ensuite, on sélectionne le nom du fichier de disque dur virtuel (ici, « Tuto1 ») puis la taille maximale que fera celui-ci (ici, 1.01 Gio), on appuie sur « Créer ».
- 27. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 27 Puisle logiciel nous affiche les caractéristiques complètes du nouveau système d’exploitation virtuel qu’on vient de créer. On appuie sur « démarrer » pour lancer l’OS invité. Voici la fin de l’installation et de l’exploitation de VirtualBox
- 28. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 28 B.2) Installation et exploitation de Workstation Pro (VMware) Avant de commencer l’installation, l’ordinateur hôte doit au moins posséder les caractéristiques suivantes : L’installation est la version 12.0.0 de Workstation Pro.
- 29.
- 30. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 30 (*): Facultatif (*) : Facultatif
- 31.
- 32. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 32 Unefois l’installation finie, on va procéder à l’exploitation du logiciel c’est-à-dire créer une VM.
- 33.
- 34.
- 35. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 35 Voicila fin de l’installation et l’exploitation de Workstation.
- 36. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 36 Comparatifentre VirtualBox et Workstation VirtualBox Workstation - Open source - Gratuit pour usage personnel - Il comprend les langages C, C++, x86 Assembly - Formats de stockage : VDI, VMDK, VHD - Mémoire vidéo maximale : 128 Mo - Plateformes supportées : Windows, Linux, Mac OS - Propriétaire - 189 $ - Ne comprend pas de langage de programmation - Formats de stockage : VMDK, VHD - Mémoire vidéo maximale : selon la carte graphique - Plateformes supportées : Windows, Linux
- 37. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 37 Conclusion Lavirtualisation en général fonctionne grâce à une machine physique où est installé un hyperviseur. Ce hyperviseur permettra de créer des machines virtuelles. Ces atouts sont multiples : - Un gain de place considérable par rapport à une infrastructure composée de plusieurs serveurs physiques - Une meilleure disponibilité - De meilleures performances - Une meilleure sécurité - Une garantie anti-obsolescence - Un gain potentiel sur les coûts de licences - Des sauvegardes simplifiées - Le plan de reprise d’activité plus facile à gérer - Un tremplin vers le Cloud privé Dans le contexte professionnel, la virtualisation est intéressante que ce soit pour les Très Petites Entreprises ou pour les Grandes Entreprises.
- 38. Khampheng David SIO6B Session 2016-2018 38 Lexiques VM: acronyme de Virtual Machine, soit Machine Virtuelle. Il s’agit de l’ensemble des ressources matérielles (processeur, mémoire, disque dur, périphériques, etc.) simulées par le logiciel de virtualisation et vues par les systèmes d’exploitation invités. Plus précisément, on parle ici de HVM (Hardware Virtual Machine), machine virtuelle matérielle. http://www.tomshardware.fr/articles/virtualisation-Intel-AMD,2-353-2.html Virtualisation : La virtualisation consiste à faire fonctionner un ou plusieurs systèmes d'exploitation / applications comme un simple logiciel, sur un ou plusieurs ordinateurs - serveurs / système d'exploitation, au lieu de ne pouvoir en installer qu'un seul par machine. https://fr.wikipedia.org/wiki/Virtualisation Système d’exploitation : Le système d’exploitation, abrégé SE (en anglais operating system, abrégé OS), est l’ensemble de programmes central d’un appareil informatique qui sert d’interface entre le matériel et les logiciels applicatifs. http://www.additeam.com/SSII/systeme-d%E2%80%99exploitation-os/ Hyperviseur : Si on souhaite définir un hyperviseur, on peut dire qu’il s’agit d’un outil de virtualisation qui permet à plusieurs systèmes d’exploitation (OS) de fonctionner simultanément sur une même machine physique. Théoriquement, c’est une couche logicielle très légère (en comparaison à un OS classique) qui permet d’allouer un maximum de ressources physiques aux machines virtuelles. http://blog.compufirst.com/serveur/quest-ce-qu-un-hyperviseur Paravirtualisation : La paravirtualisation est une technique de virtualisation qui présente une interface logicielle similaire à du matériel réel à une machine virtuelle mais optimisée pour ce type de fonctionnement, contrairement à l'émulation d'un périphérique matériel existant qui peut s'avérer laborieuse et surtout lente. https://fr.wikipedia.org/wiki/Paravirtualisation Open source : Un logiciel Open Source est un programme informatique dont le code source est distribué sous une licence permettant à quiconque de lire, modifier ou redistribuer ce logiciel https://www.1min30.com/dictionnaire-du-web/open-source-logiciel
- 39.