Fiche de Révision : Virtualisation

Introduction à la Virtualisation

La virtualisation est une technologie clé de l'informatique moderne qui permet de faire fonctionner plusieurs environnements informatiques indépendants sur une seule machine physique. Elle se développe principalement à partir de la fin des années 1990 avec la montée des besoins en optimisation des ressources matérielles.

Le Boom de la Virtualisation : Contexte et Origines

Contexte historique

• Fin des années 1990 : Le marché informatique est dominé par :
  • Les grands serveurs multitâches et multi-utilisateurs pour les entreprises.
  • Les ordinateurs personnels pour les usages individuels.
• L'observation majeure est que les ressources matérielles utilisées sont très sous-exploitées : généralement entre 10 % et 25 % d’utilisation effective.
• Cette sous-utilisation engendre un gaspillage important en termes de matériel, d'énergie, d'espace, et de maintenance.

Objectif principal

Attribution de ressources à la demande : la vision idéale est d'optimiser l'utilisation des ressources en les allouant dynamiquement selon les besoins des applications et utilisateurs.

Émergence des solutions de virtualisation

• Début des années 2000 : VMware lance ESX 1.0, un système de virtualisation qui change la donne :

  • Simplification du déploiement des serveurs virtualisés
  • Provisionnement plus souple et rapide
  • Mise à disposition de plusieurs machines virtuelles sur un seul serveur physique

• D’autres solutions majeures apparaissent ensuite :

  • Xen Project : une plateforme open-source de virtualisation.
  • Hyper-V de Microsoft : un hyperviseur intégré à Windows Server.
  • Docker : introduction de la conteneurisation (virtualisation légère).

Impacts et avantages de la virtualisation

• Économies substantielles :
  • Réduction du nombre de serveurs physiques nécessaires.
  • Diminution des coûts d'infrastructure et de maintenance.
• Optimisation de l’espace en Data Center :
  • Moins de serveurs signifie moins d’espace physique requis.
• Réduction de la consommation énergétique :
  • Moins de machines physiques réduit la consommation d’électricité.
• Préservation de l’environnement :
  • Baisse de la consommation énergétique et réduction des déchets électroniques contribuent à une démarche écologique.

Concepts clés

Machine virtuelle (VM)

Machine virtuelle : un environnement informatique isolé, émulé par logiciel, qui fonctionne comme un ordinateur physique avec son propre système d'exploitation et applications.

Hyperviseur

Hyperviseur : un logiciel intermédiaire qui permet de créer et gérer plusieurs machines virtuelles sur un seul serveur physique. Il existe deux types :

• Type 1 (bare-metal) : s’exécute directement sur le matériel (ex : VMware ESXi, Hyper-V).
• Type 2 (hosted) : fonctionne au-dessus d’un système d’exploitation hôte (ex : VMware Workstation).

Architecture simplifiée de virtualisation

[Diagramme]

Ce diagramme montre comment l'hyperviseur virtualise les ressources matérielles (CPU, RAM, réseau, stockage) pour plusieurs machines virtuelles isolées.

Relation entre virtualisation et conteneurisation

• Virtualisation (VM) :
  • Virtualise toute une machine avec système d’exploitation complet.
  • Plus lourde en ressources.
• Conteneurisation (ex : Docker) :
  • Virtualise uniquement les applications en partageant le noyau du système hôte.
  • Plus légère, plus rapide à déployer.

[Diagramme]

Cette distinction est essentielle pour comprendre les choix d'architecture en fonction des besoins en isolation, performances et flexibilité.

Synthèse

Conclusion

La virtualisation a profondément transformé l’informatique en permettant une meilleure utilisation des infrastructures matérielles, un gain en flexibilité et une réduction des coûts énergétiques. Elle constitue aujourd’hui un socle incontournable de l’informatique en nuage, des data centers modernes et du développement logiciel agile.

N’hésitez pas à approfondir ces notions en étudiant les technologies spécifiques comme VMware ESX, Xen, Hyper-V, ainsi que Docker pour maîtriser pleinement l’écosystème de la virtualisation !