Qu'est-ce que la virtualisation ?

La virtualisation est une technologie de plus en plus présente dans nos environnements. Entre logiciel de virtualisation, la virtualisation des serveurs et autres dérivés, il n’est pas toujours facile de s’y retrouver ! Nutanix fait le point sur cette technologie, qui ne peut plus être ignorée.

Qu’est-ce que la virtualisation ?

La virtualisation, comme son nom l’indique, crée une version virtuelle d'un objet physique. Dans un datacenter, les éléments les plus couramment virtualisés sont les systèmes d'exploitation, les serveurs, les périphériques de stockage ou les postes de travail. Avec la virtualisation des serveurs, les technologies, telles que les applications et les systèmes d'exploitation, sont détachées du matériel ou des logiciels sur lesquels elles reposent. La virtualisation matérielle implique des machines virtuelles (VM), qui prennent la place d'un ordinateur « réel » doté d'un système d'exploitation « réel ».

Comme évoqué ci-dessus, la machine virtuelle occupe un rôle important lorsqu’il est question de logiciel de virtualisation. Il apparaît que la machine virtuelle est une émulation d'un système informatique. Le matériel sous-jacent est copié par un hyperviseur pour exécuter plusieurs systèmes d'exploitation. Même si les VM existent depuis 50 ans, elles sont désormais de plus en plus populaires grâce à la progression du télétravail et de l'end-user computing. Les piles de virtualisation et hyperviseurs populaires incluent VMware vSphere avec ESXi, Microsoft Windows Server 2016 avec Hyper-V, Nutanix AHV, Citrix XenServer et Oracle VM.

L’hyperviseur, quant à lui, est un logiciel qui extrait et isole le matériel et les systèmes d'exploitation dans des machines virtuelles. Celles-ci ont leur propre mémoire, stockage, processeurs et bande passante réseau. Une autre fonction clé des hyperviseurs est d’isoler les VM les unes des autres et de gérer les communications entre toutes les VM. L’hyperviseur est aussi essentiel pour la virtualisation des serveurs.

Un hyperviseur comporte trois composants qui s'associent pour modéliser le matériel :

• Répartiteur : indique à la VM ce qu’elle doit faire
• Allocateur : alloue les ressources système
• Interpréteur : instructions exécutées

Comment fonctionne la virtualisation ?

La principale technologie de virtualisation employée par les entreprises est celle des serveurs. Elle utilise un hyperviseur pour « dupliquer » le matériel sous-jacent. Dans un environnement non virtualisé, le système d'exploitation (OS) invité fonctionne normalement en conjonction avec le matériel. Lorsqu'il est virtualisé, l'OS continue de fonctionner comme sur un support matériel, ce qui permet aux entreprises de bénéficier de performances quasi identiques. Les performances virtualisées ne sont pas toujours équivalentes aux performances matérielles. Cependant, la virtualisation fonctionne toujours. Il apparaît même que la virtualisation des serveurs est souvent préférable, car la plupart des systèmes d'exploitation invités n'ont pas besoin d'un accès complet au matériel.

Les entreprises peuvent ainsi profiter d'une plus grande flexibilité et d'un meilleur contrôle. Avec la virtualisation, elles éliminent toute dépendance à l'égard d'un matériel spécifique. En raison de son succès dans la virtualisation des serveurs, la virtualisation s'est étendue à d'autres domaines du datacenter, notamment les applications, les réseaux, les données et les postes de travail.

Les avantages des logiciels de virtualisation et de la virtualisation des serveurs

Les avantages de la virtualisation sont nombreux ! Voici les principaux bénéfices de l’utilisation d’un logiciel de virtualisation pour les entreprises.

Rationalisation et réduction des coûts

Tout d’abord les solutions de virtualisation rationalisent le datacenter de votre entreprise. Elles permettent d'éliminer la complexité des déploiements et de l'administration, tout en offrant la flexibilité nécessaire dans un datacenter moderne.En outre, les logiciels de virtualisation peuvent aider à créer un environnement informatique plus écologique et durable. Cela passe notamment par la réduction des coûts en électricité, en refroidissement et en matériel. Les économies ne sont pas le seul avantage de la virtualisation des serveurs !    

En termes de réduction des coûts, voici les bénéfices offerts par ce type de système :

• Réduction du nombre de serveurs – La virtualisation diminue la quantité de serveurs nécessaires. Cela permet de réduire l'accumulation de chaleur associée à un datacenter gourmand en ressources serveurs. Moins votre datacenter est « encombré », moins vous aurez besoin d'investir d'argent et d'effort pour gérer la dissipation calorifique. 
• Réduction de la quantité de matériel – Pour faire des économies, il est primordial de minimiser les ressources matérielles. Grâce à la virtualisation des serveurs, les entreprises peuvent réduire le matériel nécessaire. En outre, les délais de maintenance, les temps d’arrêt et le gaspillage d’électricité diminuent.
• Réduction des coûts et de l'empreinte carbone – Plus vous virtualisez votre datacenter, plus vous réduisez son empreinte carbone, et celle de votre entreprise par la même occasion. En plus d'aider la planète, réduire l'empreinte de votre datacenter entraîne une baisse considérable des coûts en matériels, en électricité et en refroidissement.

Rapidité et améliorations liées à la virtualisation

La virtualisation des serveurs permet d’accélérer certains éléments, mais aussi d’en simplifier d’autres, les voici :

• Redéploiements rapides – Les logiciels de virtualisation facilitent et accélèrent le redéploiement d'un nouveau serveur. Si un serveur tombe en panne, les snapshots des machines virtuelles peuvent venir à la rescousse en quelques minutes.
• Sauvegardes simplifiées – La virtualisation simplifie grandement les sauvegardes. Votre machine virtuelle peut effectuer des sauvegardes et prendre des snapshots tout au long de la journée, de sorte que vous disposez toujours des données les plus récentes. De plus, vous pouvez déplacer vos VM d'un serveur à l'autre et les redéployer plus rapidement.
• Tests améliorés – Un environnement virtualisé facilite largement la réalisation de tests répétitifs par rapport à un environnement physique. Comme les VM conservent des snapshots, vous pouvez revenir à l'état d'un snapshot précédent si une erreur survient pendant le test.
• Exécution de n’importe quelle machine sur n’importe quel matériel – La virtualisation applique une couche d'extraction entre le logiciel et le matériel. Autrement dit, les VM étant indépendantes du matériel, vous pouvez exécuter n'importe quelle machine sur n'importe quel matériel. Par conséquent, vous ne dépendez d'aucun fournisseur.
• Reprise après sinistre efficace – Lorsque votre datacenter s'appuie sur des instances virtuelles, la reprise après sinistre est beaucoup moins lourde et vos temps d'arrêt sont beaucoup plus courts et moins fréquents. Vous pouvez utiliser des snapshots récents pour rendre vos VM opérationnelles, ou vous pouvez choisir de déplacer ces machines ailleurs.
• Transition facilitée vers le cloud – La virtualisation peut vous aider à « cloudifier » votre datacenter. Un environnement entièrement virtualisé ou presque, imite celui du cloud, ce qui vous permet de vous préparer à la transition vers le cloud. En outre, vous pouvez choisir de déployer vos VM dans le cloud.     

Les différents types de virtualisation

Il existe différents types de virtualisation : des serveurs, des données, en réseau, … Zoom sur tous les types de virtualisation qui existent à ce jour.

Virtualisation des données

La virtualisation des données est un type de gestion des données qui intègre des données provenant de plusieurs applications et emplacements physiques. Cela se traduit par une utilisation sans réplication ou déplacement des données. Ce type de virtualisation crée une couche abstraite virtuelle unique qui se connecte à différentes bases de données pour offrir une vue virtualisée des données.

Virtualisation des serveurs

La virtualisation des serveurs crée plusieurs instances d'un seul serveur. Celles-ci représentent un environnement virtuel. Dans chacun de ces environnements, un système d'exploitation distinct peut s'exécuter seul. Une seule machine d'exploitation peut ainsi effectuer le travail de nombreuses machines. Ainsi, la virtualisation des serveurs réduit la prolifération des données et permet d'économiser sur les dépenses d'exploitation.

Virtualisation des systèmes d'exploitation

La virtualisation des systèmes d'exploitation est similaire à la virtualisation des serveurs. Le système d'exploitation hôte est reconfiguré pour exécuter plusieurs systèmes d'exploitation isolés, tels que Linux et Windows, sur une seule machine. De ce fait, plusieurs utilisateurs peuvent travailler sur celle-ci dans différentes applications en même temps. Elle est également appelée « virtualisation au niveau du système d'exploitation ».

Virtualisation des postes de travail

La virtualisation des postes de travail (poste VDI) est un logiciel de virtualisation qui sépare l’environnement du poste de travail principal des autres périphériques qui l’utilisent. Elle permet d’économiser du temps et des ressources informatiques. En effet, un environnement de poste de travail est déployé sur plusieurs machines à la fois. Ce logiciel de virtualisation facilite également les protocoles suivants sur plusieurs postes de travail virtuels à la fois :

• déploiement de mises à jour ;   
• correction de systèmes  ;   
• ajout de protocoles de sécurité. 

Virtualisation réseau

La virtualisation réseau combine le matériel réseau et les fonctionnalités logicielles en une seule entité. Souvent associé à la virtualisation des ressources, elle combine plusieurs ressources qui sont ensuite divisées en segments distincts et affectées aux périphériques ou serveurs qui en ont besoin. Ce type de virtualisation améliore la vitesse, l'évolutivité et la fiabilité du réseau.

Virtualisation du stockage

La virtualisation du stockage regroupe des ressources de stockage provenant de plusieurs petits périphériques dans un seul grand périphérique de stockage. Les administrateurs peuvent utiliser ce stockage au besoin depuis une console centrale unique via des machines virtuelles et des serveurs physiques. Pour ce faire, le logiciel reçoit les requêtes de stockage et détermine quel périphérique dispose de la capacité nécessaire.

Pourquoi les entreprises doivent-elles opter pour la virtualisation ?

Les entreprises qui souhaitent mettre en place un environnement informatique plus proche du cloud doivent d'abord se tourner vers la virtualisation. La virtualisation de votre datacenter vous permet d'utiliser les ressources de votre serveur de manière beaucoup plus efficace. Par le passé, les entreprises devaient affecter une seule application (par exemple, la gestion des e-mails)  à un seul serveur. Dans de tels cas, deux cas de figure apparaissaient :

• soit les entreprises accumulaient trop de serveurs pour prendre en charge leurs multiples applications ; 
• soit elles se retrouvaient confrontées à un tout autre problème : une sous-utilisation des ressources sur un serveur tout entier.

D'une manière ou d'une autre, cette méthode se révèle coûteuse, encombrante et inefficace. Grâce aux logiciels de virtualisation, les équipes informatiques peuvent exécuter plusieurs applications, charges de travail et systèmes d'exploitation sur une seule machine virtuelle.  Les ressources peuvent être ajoutées et supprimées au besoin. La virtualisation s'adapte et évolue aisément avec les entreprises. À mesure que la demande augmente ou diminue, la virtualisation des serveurs aide les entreprises à maîtriser l’utilisation de leurs ressources et à réagir plus rapidement face aux changements.

Virtualisation des serveurs, logiciel de virtualisation : l'évolution de la virtualisation

La technologie de virtualisation des systèmes d'exploitation (OS) est née il y a plusieurs décennies déjà. Elle consiste à utiliser un logiciel permettant au matériel d'exécuter simultanément plusieurs systèmes d'exploitation. Appliquée aux mainframes, cette technologie a permis aux administrateurs informatiques d’éviter de gaspiller des ressources de traitement trop coûteuses.

À partir des années 1960, la virtualisation et les machines virtuelles (VM) ont commencé à être utilisées sur un petit groupe de mainframes. Ceux-ci étaient alors de gros appareils encombrants dotés de capacités de temps partagé. Parmi ces machines, la plus notable est l'IBM 360/67, qui est devenu un incontournable dans le monde des mainframes dans les années 70. Peu après, dans les années 80, les VM ont pris place au cœur des ordinateurs personnels.

Le grand public, lui, n'a commencé à adopter la virtualisation qu'à la fin des années 80 et au début des années 90. Si certaines VM comme celles des mainframes d'IBM sont encore utilisées aujourd'hui, elles sont loin d'être aussi populaires. D’ailleurs, peu d'entreprises considèrent les mainframes comme des pièces maîtresses de leur activité. C'est Insignia Solutions, créatrice de SoftPC, un émulateur de logiciel basé sur x86, qui fut la première entreprise à généraliser les VM. Ce succès a inspiré d'autres entreprises, notamment Apple, Nutanix et, plus tard, Citrix, à lancer leurs propres produits et logiciels de virtualisation.