Zendaoui_IGE04_Partie 1_Virtualisation et Cloud Computing .pdf

Virtualisation et
Cloud Computing
Zendaoui Fairouz
2024‐2025
ENSTICP

Cloud Computing
Virtualisation

Sommaire
Introduction
Historique
Terminologie et concepts
Infrastructure virtuelle
Types de virtualisation
Caractéristiques de la virtualisation
Types d’implémentation
Domaines d’application
Avantages et inconvénients
Virtualisation vs conteneurisation
Virtualisation vs cloud computing

Le terme Hardware signifie
« matériel ». Il englobe tous les
composants physiques d’un
ordinateur. En d’autres termes,
c’est tout ce qui constitue celui-
ci. Les composants Hardware
sont des matériels physiques
palpables, pouvant être à
l’intérieur ou à l’extérieur du PC.
Hardware
vs
Software
Le terme Software désigne le mot
« logiciel ». Contrairement au
Hardware, le Software n’est pas
palpable, mais il permet toutefois
de faire fonctionner l’ordinateur.
Les programmes informatiques
permettent à l’ordinateur de traiter
des tâches bien spécifiques selon
son utilisation.
Introduction

Introduction
Virtualiser : proposer, par l'intermédiaire d'une couche d'abstraction proche du
matériel, une vue multiple d'un matériel unique, en sérialisant les appels vus concurrents
de l'extérieur.
Virtualisation : est une couche d'abstraction qui brise la connexion réelle entre le
matériel physique et le logiciel informatique.

Introduction
Virtualisation : est une technologie qui permet de créer des versions virtuelles de
ressources informatiques physiques, telles que des serveurs, des systèmes de stockage,
des réseaux et des ordinateurs. Ces ressources virtuelles, appelées machines
virtuelles (VM), fonctionnent de manière indépendante des ressources matérielles sous-
jacentes.

Introduction
• Avant la virtualisation, les applications devaient s'exécuter à l'intérieur d'un système
d'exploitation, et un seul système d'exploitation pouvait s'exécuter sur un serveur physique à la
fois.
• La virtualisation simule les fonctionnalités matérielles et crée plusieurs machines virtuelles
sur un serveur physique.
• Les machines virtuelles résidant sur le même serveur physique exécutent des systèmes
d'exploitation indépendants de façon simultanée.

Introduction
Principe de la virtualisation
Avant la virtualisation, nous pouvons localiser les appareils physiques exécutant nos
applications dans un environnement réel à l'aide d'une liste d'équipements ou de la
configuration physique d'un serveur physique (plusieurs composants : CPU, mémoire,
disques durs).
Composants d’un serveur physique

Introduction
La virtualisation convertit des serveurs physiques en répertoires ou fichiers logiques.
Ces répertoires ou fichiers peuvent être divisés en deux partie:
 Une partie pour enregistrer les informations de configuration de la machine virtuelle: CPU, mémoire, disque.
 Une partie pour enregistrer les données de l’utilisateur.

Introduction
Exemple d’une partie du fichier de configuration d’une machine virtuelle KVM.

Introduction
Sans virtualisation, l'exécution de plusieurs programmes d'application dans le même système
d'exploitation d'un serveur physique, peut entraîner des conflits d'exécution et des goulots
d'étranglement des performances. L'exécution d'une seule application sur un serveur dédié
pourrait résoudre ces problèmes mais entraînerait facilement une faible utilisation des ressources.
Conflit entre deux applications installées Application de la virtualisation

Introduction
• La virtualisation sépare la couche matérielle et la couche logicielle.
• La virtualisation permet de configurer une machine virtuelle dans un environnement d'isolation.
• La virtualisation isole les objets d'application, les fichiers et les paramètres de registre dans cet
environnement d'isolation.
• Les ressources critiques sont gérées localement par l'environnement d'isolation, minimisant ainsi
les dépendances de ressources entre les machines.
• Une machine virtuelle n'a aucun impact sur les autres machines.

Introduction
• Une machine physique peut être virtualisée en plusieurs machines virtuelles.
• Plusieurs machines virtuelles peuvent être exécutées sur une seule machine
physique.
• Chaque machine virtuelle dispose de son propre système d’exploitation (Operating
System, OS) de façon indépendante.

Historique
Bref historique de la virtualisation informatique (Huawei)

Une machine physique ou hôte :
C’est un ordinateur qui emploie le logiciel
de virtualisation pour exécuter des
machines virtuelles.
Les hôtes fournissent des ressources CPU
et mémoire utilisées par les machines
virtuelles et leur donnent l'accès au
stockage et aux réseaux.
Un système d'exploitation installé sur une
machine hôte s'appelle un système
d'exploitation hôte.

Une machine virtuelle:
C’est un ordinateur virtuel qui, comme un
ordinateur physique, exécute un système
d'exploitation et des applications.
Un système d'exploitation installé sur une
machine virtuelle s'appelle un système
d'exploitation invité.

Un hyperviseur:
Avec la virtualisation, le système d’exploitation
(OS) invité accède à l’architecture matérielle
sous-jacente par l’intermédiaire d’un noyau
système très léger nommé hyperviseur.
C’est un arbitre entre les systèmes invités. Il
attribue du temps processeur et des ressources
à chacun, redirige les requêtes d’entrées sorties
vers les ressources physiques, veille au
confinement des invités dans leur propre
espace.

Système invité (Guest OS):
Un système d’exploitation fonctionnant dans une
machine virtuelle.
Une machine invitée (Guest Machine):
Une machine virtuelle créée via la virtualisation.
Hyperviseur ou Hypervisor:
Une couche logicielle de virtualisation, ou un
moniteur de machine virtuelle (Virtual Machine
Monitor, VMM).
Système hôte (Host OS):
Un système d’exploitation fonctionnant dans une
machine physique.
Machine hôte (Host Machine):
Une machine physique.
Application Application Application
Système Invité Système Invité Système Invité
Couche Virtualisation
Système Hôte
Machine Hôte
Architecture virtualisée
Machine Invitée Machine Invitée Machine Invitée

Exemples de virtualisation
Infrastructure de postes de travail virtuels

Exemples de virtualisation
Virtualisation d’application

L’infrastructure virtuelle est une solution qui fournit une informatique puissante et fluide
permettant:
• Maximiser l'utilisation des ressources et les économies de coûts.
• Exécuter plusieurs machines virtuelles avec des systèmes d'exploitation hétérogènes.
• Exécuter des applications en isolation, côte à côte sur la même machine physique.
Architecture traditionnelle Architecture virtuelle

Caractéristiques d’une infrastructure virtuelle
La virtualisation libère les applications d’être limitées à un seul serveur en permettant aux machines
virtuelles de migrer de façon dynamique dans les deux sens au sein du cluster sans impact sur la
continuité du service ou l’expérience de l’utilisateur.
La migration dynamique de VMs permet des fonctionnalités avancées:
 Haute disponibilité.
 Planification dynamique de ressources.
 Gestion distribuée de la puissance de traitement.
Architecture virtuelle

Avantages pour les centres de données d'entreprise
 Portabilité des charges de travail.
 Consolidation de serveurs.
 Tolérance aux pannes.
 Réduction des coûts d'exploitation et de gestion.
 Flexibilité et évolutivité.

• La virtualisation permet de créer des machines virtuelles
(VM) indépendantes du matériel sous-jacent. Cela signifie
que les charges de travail peuvent être encapsulées dans
des VM et déplacées facilement d'un serveur physique à
un autre, voire d'un centre de données à un autre. Cette
portabilité offre une flexibilité considérable, permettant aux
entreprises de migrer des applications et des services
sans perturbation majeure. Cela facilite également la
migration vers le cloud ou d'autres environnements de
virtualisation.
Portabilité des charges de travail

• La virtualisation permet de faire fonctionner plusieurs VM
sur un seul serveur physique. Cette consolidation permet
aux entreprises de tirer le meilleur parti de leur matériel
existant en réduisant le nombre de serveurs physiques
nécessaires. Cela entraîne des économies importantes
en termes d'espace, de coûts d'achat de matériel et de
consommation d'énergie. La consolidation de serveurs
contribue également à améliorer l'utilisation des
ressources matérielles.
Consolidation de serveurs

• La virtualisation offre des mécanismes de tolérance aux
pannes avancés. En cas de panne d'un serveur physique,
les VM qui y étaient hébergées peuvent être rapidement
migrées vers d'autres serveurs disponibles. Cela garantit
que les applications restent opérationnelles même en cas
de défaillance matérielle. La tolérance aux pannes
améliore considérablement la continuité des opérations et
la disponibilité des services.
Tolérance aux pannes

• La virtualisation permet de rationaliser la gestion des
infrastructures informatiques. La gestion centralisée des
VM simplifie les tâches d'administration, de surveillance et
de sauvegarde. De plus, la réduction du nombre de
serveurs physiques réduit les coûts de consommation
d'énergie et d'espace dans le centre de données.
L'automatisation des opérations courantes, telle que la
création de nouvelles VM, contribue également à réduire
la charge de travail des équipes IT.
Réduction des coûts d'exploitation et de
gestion

• La virtualisation offre la possibilité de créer et de
dimensionner rapidement de nouvelles VM pour
répondre aux besoins changeants de l'entreprise. Si
une application nécessite plus de ressources, il est
possible de les allouer en quelques clics. De même, si
une charge de travail diminue, les ressources peuvent être
réaffectées à d'autres tâches. Cette flexibilité permet de
s'adapter rapidement aux exigences métier en constante
évolution.
Flexibilité et évolutivité

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