Lorsqu'un hyperviseur est utilisé sur un ordinateur ou un serveur physique (également appelé serveur bare metal), il permet à l'ordinateur physique de séparer son système d'exploitation et ses applications de son matériel. Ensuite, il peut se diviser en plusieurs « machines virtuelles » indépendantes.

Chacune de ces nouvelles machines virtuelles peut ensuite exécuter son propre système d'exploitation et ses propres applications de manière indépendante, tout en continuant à partager les ressources d'origine du serveur bare metal géré par l'hyperviseur. Ces ressources sont la mémoire, la RAM, l'espace de stockage, etc.

Dans une certaine mesure, l'hyperviseur fait office « d'agent de la circulation », car il dirige les ressources du serveur bare metal vers chacune des nouvelles machines virtuelles et les allouent à ces dernières, en veillant à ce qu'elles ne se perturbent pas mutuellement.

Il existe deux principaux types d'hyperviseurs.

Les hyperviseurs de type 1 s'exécutent directement sur le matériel physique (généralement un serveur), remplaçant l'OS. Généralement, un produit logiciel distinct est utilisé pour créer et manipuler des machines virtuelles sur l'hyperviseur. Certains outils de gestion, comme vSphere VMware, permettent de sélectionner un système d'exploitation invité à installer dans la machine virtuelle.

Vous pouvez utiliser une machine virtuelle comme modèle pour d'autres, en la dupliquant pour en créer de nouvelles. Selon vos besoins, vous pouvez créer plusieurs modèles de machines virtuelles pour différentes utilisations, telles que des tests de logiciel, pour des bases de données de production et pour des environnements de développement.

Les hyperviseurs de type 2 s'exécutent en tant qu'application dans un système d'exploitation hôte et ciblent généralement les ordinateurs de bureau ou les ordinateurs portables. Avec un hyperviseur de type 2, vous créez manuellement une machine virtuelle, puis vous y installez un système d'exploitation invité. Vous pouvez utiliser l'hyperviseur pour allouer des ressources physiques à votre machine virtuelle, en définissant manuellement la quantité de cœurs de processeur et de mémoire qu'elle peut utiliser. Selon les fonctionnalités de l'hyperviseur, vous pouvez également définir des options comme l'accélération 3D pour les graphiques.

La vidéo suivante explique les concepts de base de la virtualisation. Consultez également l'article, « 5 avantages de la virtualisation ».

Les machines virtuelles offrent plusieurs avantages par rapport au matériel physique traditionnel :

• Utilisation des ressources et amélioration du ROI : comme plusieurs machines virtuelles s'exécutent sur un seul ordinateur physique, les clients n'ont pas besoin d'acheter un nouveau serveur à chaque fois qu'ils veulent exécuter un autre système d'exploitation.Ils peuvent obtenir un meilleur retour sur chaque matériel qu'ils possèdent déjà.
  
  
• Mise à l'échelle : le cloud computing facilite le déploiement de plusieurs copies d'une même machine virtuelle pour mieux répondre aux augmentations de charge.
  
  
• Portabilité : les machines virtuelles peuvent être déplacées en fonction des besoins entre les ordinateurs physiques d'un réseau. Il est ainsi possible d'allouer des charges de travail aux serveurs ayant un surplus de puissance de calcul. Elles peuvent même être transférées entre des environnements sur site et de cloud. ce qui est pratique dans les scénarios de cloud hybride dans lesquels vous partagez les ressources de traitement entre votre centre de données et un fournisseur de services de cloud.
  
  
• Flexibilité : il est plus rapide de créer une machine virtuelle que d'installer un système d'exploitation sur un serveur physique, car vous pouvez cloner une machine virtuelle sur laquelle le système d'exploitation est déjà installé. Les développeurs et les testeurs de logiciels peuvent créer des environnements sur demande pour gérer de nouvelles tâches au fur et à mesure de leur apparition.
  
  
• Sécurité : les machines virtuelles améliorent la sécurité de plusieurs manières par rapport aux systèmes d'exploitation qui s'exécutent directement sur le matériel. Une machine virtuelle est un fichier qu'un programme externe peut scanner pour y rechercher des logiciels malveillants. Vous pouvez créer une image instantanée complète de la machine virtuelle à tout moment, puis la restaurer à cet état si elle est infectée par un logiciel malveillant ; il s'agit véritablement d'un retour en arrière. Comme la création de machines virtuelles est rapide et simple, il est possible de supprimer intégralement une machine virtuelle compromise, puis de la recréer rapidement, ce qui accélère la reprise des opérations suite à des infections par des logiciels malveillants.

Les machines virtuelles ont plusieurs utilisations, tant pour les administrateurs IT de l'entreprise que pour les utilisateurs.

Cloud computing : depuis plus de 10 ans, les machines virtuelles constituent l'unité de calcul fondamentale dans le cloud, permettant à des dizaines de types d'applications et de charges de travail différents de fonctionner et d'être mis à l'échelle.

Prise en charge de DevOps : les machines virtuelles sont une excellente solution pour prendre en charge les développeurs d'une entreprise, qui peuvent configurer des modèles VM avec les paramètres de leur processus de développement de logiciel et de test. Ils peuvent créer des machines virtuelles pour des tâches spécifiques, telles que des tests de logiciels statiques, en incluant ces étapes dans un flux de travaux de développement automatisé. Tout cela contribue à rationaliser la chaîne d'outils DevOps.

Test d'un nouveau système d'exploitation : une machine virtuelle permet de tester un nouveau système d'exploitation sur votre ordinateur de bureau sans incidence sur votre système d'exploitation principal.

Analyse des logiciels malveillants : les machines virtuelles sont utiles pour les chercheurs en logiciels malveillants qui nécessitent généralement de nouvelles machines pour tester les programmes malveillants.

Exécution d'un logiciel incompatible : certains utilisateurs peuvent préférer un système d'exploitation donné, tout en ayant besoin d'un programme qui n'est disponible que dans un autre système d'exploitation. Un bon exemple est la gamme de logiciels de dictée vocale Dragon. Son fournisseur, Nuance, a mis fin à la version macOS de son produit. Toutefois, l'exécution d'un hyperviseur, tel que VMware Fusion ou Parallels, sur ordinateur de bureau permet d'exécuter Windows dans une machine virtuelle, ce qui vous donne accès à cette version du logiciel.

Navigation sécurisée : l'utilisation d'une machine virtuelle pour la navigation permet de visiter des sites sans craindre les contaminations. Vous pouvez prendre une image instantanée de votre machine et y revenir après chaque session de navigation. Un utilisateur pourrait le configurer lui-même, à l'aide d'un hyperviseur de postes de travail de type 2. Un administrateur peut également fournir un bureau virtuel temporaire situé sur le serveur.

Machines virtuelles Windows

La plupart des hyperviseurs prennent en charge les machines virtuelles qui exécutent le système d'exploitation Windows en tant qu'invité. L'hyperviseur Hyper-V de Microsoft fait partie du système d'exploitation Windows. Lorsqu'il est installé, il crée une partition parent qui outre elle-même, contient le système d'exploitation Windows principal, chacun d'entre eux ayant un accès privilégié au matériel. Les autres systèmes d'exploitation, notamment, les invités Windows, s'exécutent dans des partitions enfant qui communiquent avec le matériel via la partition parent.

Machines virtuelles Android

Le système d'exploitation open source Android de Google est couramment utilisé sur les appareils mobiles et les appareils domestiques connectés, tels que les appareils de divertissement domestiques. L'OS Android s'exécute uniquement sur l'architecture de processeur ARM qui est commune à ces appareils, mais les passionnés, les joueurs sur Android, ou les développeurs de logiciels peuvent vouloir l'exécuter sur des PC.

Cela pose problème, car les PC s'exécutent sur une architecture de processeur x86 entièrement différente. et un hyperviseur de virtualisation matériel ne transmet que les instructions entre la VM et le processeur. Il ne les convertit pas pour les processeurs avec des ensembles d'instructions différents. Il existe divers projets qui visent à résoudre ce problème.

Certains projets, tels que Shashlik ou Genymotion, utilisent un émulateur qui recrée l'architecture ARM dans le logiciel. Un autre projet, Android-x86, porte Android dans l'architecture x86. Pour l'exécuter, vous devez installer le programme Android-x86 en tant que machine virtuelle à l'aide de l'hyperviseur VirtualBox de type 2. Un autre projet, Anbox, gère le système d'exploitation Android sur le noyau d'un OD Linux hôte.

Machines virtuelles Mac

Apple autorise l'exécution de son système macOS uniquement sur du matériel Apple, et interdit aux utilisateurs de l'exécuter sur du matériel non Apple comme VM ou autre en vertu de son contrat de licence d'utilisateur final. Vous pouvez utiliser des hyperviseurs de type 2 sur du matériel Mac pour créer des VM avec un invité macOS.

Machines virtuelles iOS

Actuellement, il n'est pas possible d'exécuter iOS dans une VM, car Apple contrôle strictement son système d'exploitation et n'autorise son exécution que sur des appareils iOS.

Le simulateur iPhone fourni avec l'environnement de développement intégré Xcode, qui simule l'ensemble du système iPhone dans le logiciel, se rapproche le plus d'une VM iOS.

Machines virtuelles Java

La plateforme Java est un environnement d'exécution pour les programmes écrits dans le langage Java de développement de logiciel. Java a été fondé sur la fonctionnalité "écrire une fois, exécuter partout". En d'autres termes, tout programme Java devait pouvoir s'exécuter sur tout matériel exécutant la plateforme Java. Pour ce faire, la plateforme Java inclut une machine virtuelle Java (JVM).

Les programmes Java contiennent un bytecode, à savoir des instructions destinées à la JVM. La machine virtuelle Java compile ce bytecode en code machine, qui est le langage de niveau le plus bas utilisé par l'ordinateur hôte. La JVM d'une plateforme informatique Java crée un ensemble différent d'instructions de code machine sur la JVM d'une autre plateforme en fonction du code machine attendu par le processeur.

La JVM n'exécute donc pas un système d'exploitation complet et n'utilise pas d'hyperviseur comme les autres machines virtuelles. En effet, elle convertit les logiciels au niveau application pour qu'ils fonctionnent sur un matériel donné.

Pour plus informations sur Java, consulter « Java : un guide complet ».

Machines virtuelles Python

Comme la machine virtuelle Java, la machine virtuelle Python ne s'exécute pas sur un hyperviseur et ne contient pas de système d'exploitation invité. Il s'agit d'un outil qui permet d'exécuter des programmes écrits dans le langage de programmation Python sur divers processeurs.

Similaire à Java, Python convertit ses programmes en un format intermédiaire appelé bytecode, puis les stocke dans un fichier prêt à être exécuté. Lorsque le programme s'exécute, la VM Python convertit le bytecode en code machine pour accélérer l'exécution.

Machines virtuelles Linux

Linux est un système d'exploitation invité couramment utilisé dans de nombreuses machines virtuelles. Il s'agit également d'un système d'exploitation hôte courant utilisé pour exécuter des machines virtuelles ; il dispose même de son propre hyperviseur appelé machine virtuelle multinoyau (KVM). Le noyau Linux principal inclut KVM depuis 2007. Bien qu'il s'agisse d'un projet open source, Red Hat est désormais propriétaire de la société d'origine qui a développé KVM.

Machines virtuelles VMware

VMware a été l'un des premiers fournisseurs de logiciels de virtualisation. Aujourd'hui, l'entreprise fournit couramment des hyperviseurs de type 1 et de type 2 et des logiciels VM aux entreprises.

« VMware : un guide complet » présente en intégralité tout ce qui concerne VMware.

Machines virtuelles Ubuntu

Ubuntu est une distribution Linux produite par Canonical. Il est disponible dans des versions pour poste de travail et serveur, que vous pouvez installer en tant que machine virtuelle. Ubuntu peut être déployé en tant qu'OS invité sur Microsoft Hyper-V. Il fournit une version optimisée d'Ubuntu Desktop qui fonctionne bien dans le mode de session amélioré d'Hyper-V, offrant une intégration étroite entre l'hôte Windows et la VM Ubuntu. Il inclut le support de l'intégration du presse-papiers, le redimensionnement de bureau dynamique, les dossiers partagés et le déplacement de la souris entre les ordinateurs de bureau hôte et invité.

Dans le cadre du cloud computing, les machines virtuelles sont généralement proposées dans des variantes à service exclusif et à service partagé.

Les machines virtuelles publiques, ou à service partagé, sont des machines virtuelles dans lesquelles plusieurs utilisateurs partagent une infrastructure physique commune. Il s'agit de l'approche la plus rentable et la plus évolutive de la mise à disposition des machines virtuelles, mais elle ne présente pas certaines caractéristiques d'isolement requises par les organisations ayant des obligations de sécurité ou de conformité stricts.

Les hôtes dédiés et les instances dédiées sont deux modèles de machines virtuelles à service exclusif.

Un hôte dédié implique de louer une machine physique entière et de maintenir un accès et un contrôle permanents sur cette machine, son matériel et tous les logiciels qui y sont installés. Ce modèle offre une flexibilité et une transparence optimales au niveau du matériel, du contrôle et du placement de la charge de travail, ainsi que certains avantages pour certains logiciels sous licence personnelle.

Une instance dédiée offre le même isolement de service exclusif et le même contrôle de placement de charge de travail, mais elle n'est pas couplée à une machine physique spécifique. Ainsi, si une instance dédiée est redémarrée, elle peut se retrouver sur une nouvelle machine physique, une machine dédiée au compte individuel, mais néanmoins une nouvelle machine, potentiellement dans un emplacement physique différent.

Le paiement à l'utilisation (à l'heure ou à la seconde), les instances transitoires/Spot, les instances réservées et les hôtes dédiés sont les modèles de tarification les plus courants des machines virtuelles dans le cloud.

• Paiement à l'utilisation : dans le modèle de paiement à l'utilisation, aucuns frais initiaux ne sont facturés pour la machine virtuelle. Les utilisateurs sont facturés (à l'heure ou à la seconde, selon le fournisseur et le type d'instance) en fonction de ce qu'ils utilisent.
  
  
• Instances transitoires : il s'agit du modèle offrant le coût le plus faible pour les machines virtuelles. Les instances transitoires et les instances Spot utilisent la capacité excédentaire d'un fournisseur, qui peut être récupérée par celui-ci à tout moment. Elles sont généralement utiles pour les applications qui n'ont pas besoin d'être disponibles en permanence ou dont le prix est prohibitif dans tout autre modèle.
  
  
• Instances réservées : contrairement aux modèles de paiement à l'utilisation, les instances réservées s'accompagnent d'un engagement de durée explicite, généralement entre un et trois ans, mais offrent aussi d'importantes réductions.
  
  
• Hôtes dédiés : dans le cas des hôtes dédiés, l'utilisateur prend généralement en charge le coût de l'ensemble du serveur physique et il est facturé selon les incréments proposés par le fournisseur de serveurs dédiés, généralement à l'heure ou au mois.

Choisir une machine virtuelle plutôt qu'une machine physique, également appelée bare metal server, est moins une question de fonctionnalités compétitives qu'une question de savoir ce dont vous avez besoin, et quand vous en avez besoin.

Les serveurs Bare Metal sont une question de matériel brut, d'alimentation et d'isolement. Il s'agit de serveurs physiques à serice exclusif, totalement dépourvus de cycles d'hyperviseur (logiciel de virtualisation), et entièrement dédiés à un seul client, vous.

Les charges de travail qui privilégient les performances et l'isolement, comme les applications qui utilisent massivement des données et les obligations de conformité réglementaire, sont généralement les mieux adaptées pour les serveurs bare metal, en particulier, lorsqu'elles sont déployées sur des périodes prolongées.

Les applications d'e-commerce, ERP, CRM, SCM et de services financiers sont des exemples de charges de travail idéales pour les serveurs bare metal.

Alors, quand placer un hyperviseur sur du matériel bare metal pour créer une machine virtuelle ? Lorsque vos charges de travail exigent une flexibilité et une évolutivité maximales.

Les machines virtuelles permettent d'augmenter aisément la capacité des serveurs et d'accroître leur utilisation. Elles sont idéales pour transférer des données d'une machine virtuelle vers une autre, redimensionner des ensembles de données et diviser des charges de travail dynamiques.

La façon la plus simple de savoir ce qu'est un conteneur consiste à déterminer ce qui le distingue d'une machine virtuelle (VM) traditionnelle. Dans le cadre de la virtualisation traditionnelle, que ce soit sur site ou dans le cloud, un hyperviseur sert à virtualiser le matériel physique. Chaque machine virtuelle contient alors un système d'exploitation invité, une copie virtuelle du matériel dont le système d'exploitation a besoin pour fonctionner, ainsi qu'une application et ses bibliothèques et dépendances associées.

Au lieu de virtualiser le matériel sous-jacent, les conteneurs virtualisent le système d'exploitation (généralement, Linux) de sorte que chaque conteneur individuel contient seulement l'application, ses bibliothèques et ses dépendances. L'absence de système d'exploitation invité explique pourquoi les conteneurs sont si légers et donc, rapides et portables.

Les conteneurs, et le moteur d'orchestration qui les gère, Kubernetes, sont bien adaptés pour les architectures actuelles cloud natives et de microservices.  En outre, bien que les conteneurs soient le plus souvent associés aux services sans état, ils peuvent également être utilisés pour des services avec état.

Les conteneurs sont également de plus en plus utilisés dans les scénarios de cloud hybride, car ils peuvent s'exécuter de manière cohérente sur les ordinateurs portables, dans le cloud et l'informatique sur site traditionnelle.

Consultez l'article de blog « Containers vs. VMs: What's the difference? » pour plus d'informations.

La vidéo suivante présente les concepts de base de la conteneurisation et la compare aux VM :

Le choix d'une machine virtuelle et d'un fournisseur de cloud ne présente pas nécessairement de problèmes si vous savez ce que vous devez rechercher. La machine virtuelle doit correspondre à vos besoins de charge de travail et à votre budget, bien sûr, mais d'autres facteurs doivent être pris en compte au niveau de votre environnement de virtualisation. Voici dix éléments à prendre en compte lors du choix d'un fournisseur de services de machines virtuelles.

Support fiable. Vérifiez que le support client est disponible 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 par téléphone, par courrier électronique et par discussion instantanés. Vous devez être en contact avec une personne qui puisse vous aider dans le cadre de situations informatiques critiques. Il est également important de noter quels fournisseurs de cloud offrent des services supplémentaires pour bénéficier d'un support plus pratique.

Options gérées. Le fournisseur cloud offre-t-il à la fois des solutions non gérées et gérées ? Si vous ne connaissez pas parfaitement la technologie de virtualisation, vous devez choisir un fournisseur qui se charge de la configuration, de la maintenance et de la surveillance continue des performances.

intégration logicielle. Votre environnement de machines virtuelles sera-t-il compatible avec les autres ? Les systèmes d'exploitation, les logiciels tiers, la technologie open source et les applications vous aident à offrir plus de solutions dans votre entreprise. Il faudra que votre fournisseur de machines virtuelles puisse assurer un support pour les fournisseurs de logiciels les plus utilisés du secteur et être en partenariat étroit avec eux. Remarque : ne devenez pas dépendant d'un fournisseur.

Réseau et infrastructure de haute qualité. L'infrastructure sur laquelle de votre nouvelle machine virtuelle va s'exécuter est-elle à jour ? Elle doit comporter des serveurs bare metal fiables, des data center modernes et un réseau principal. Un fournisseur de cloud doit être en mesure de remplir sa part du contrat avec du matériel de pointe et une technologie de réseau haut débit.

Emplacement, emplacement, emplacement. Plus les données sont proches de vos utilisateurs, moins vous rencontrerez de problèmes de temps d'attente, de sécurité et de fourniture de services en temps voulu. Disposer d'un réseau mondial de centres de données dispersés et de points de présence est essentiel pour disposer des données où et quand vous en avez le plus besoin.

Sauvegarde et reprise. Quel plan votre fournisseur cloud a-t-il mis en place pour maintenir vos machines virtuelles opérationnelles en cas d'événements inattendus ? Fournit-il également des options de sauvegarde et de redondance supplémentaires pour votre environnement virtualisé ? Le fonctionnement continu est une affaire sérieuse.

Facilité d'évolutivité. Dans quel délai et avec quelle facilité pourrez-vous démarrer, arrêter, réserver, suspendre et mettre à jour votre machine virtuelle ? Le concept « À la demande » doit être au cœur de l'évolutivité des machines virtuelles.

Configurations variées de processeurs. Plus il existe de configurations, mieux c'est. Toutes les configurations de machines virtuelles ne conviennent pas à toutes les charges de travail au cours de chaque période d'utilisation. Veillez à choisir un fournisseur de machines virtuelles qui offre des packages de configuration variés pour les machines virtuelles à service exclusif et à service partagé.

Couches de sécurité. Insistez auprès de votre fournisseur à ce sujet Vos données métier constituent une devise extrêmement précieuse, en particulier en matière d'informations client sensibles. Les lignes de réseau privées, les options de centres de données fédéraux, les fonctions de chiffrement intégrées et les normes de conformité aux réglementations sont essentielles pour protéger votre actif le plus précieux.

Support de migration transparente. Vos priorités informatiques sont appelées à évoluer en permanence. Nous le savons tous. Tout fournisseur de machine virtuelle doit pouvoir vous aider à externaliser en l'état des environnements hybrides, sur et hors site. Recherchez des options complètes d'ingestion des données, de migration sur le réseau et pilotée par application.