La virtualisation permet une utilisation plus efficace du matériel informatique physique et constitue le fondement du cloud computing.

La virtualisation est rendue possible grâce à un hyperviseur, également appelé moniteur de machine virtuelle (VMM). Cette couche logicielle légère gère les machines virtuelles lorsqu’elles fonctionnent côte à côte.

La naissance de la virtualisation remonte à 1964, lorsque IBM a conçu et introduit CP-40, un projet de recherche expérimental en temps partagé pour IBM System/360. Le CP-40, qui a ensuite évolué pour devenir le CP-67 puis Unix, a fourni du matériel informatique capable de prendre en charge plusieurs utilisateurs simultanément et a jeté les bases des machines virtuelles.

Le 2 août 1972, IBM a déployé ce que beaucoup considèrent comme la première machine virtuelle, la VM/370, et les premiers mainframes System/370 prenant en charge la mémoire virtuelle. 

En 1998, VMware (lien externe à ibm.com) a développé le système d'exploitation x86, qui permet de segmenter une seule machine en plusieurs machines virtuelles, chacune avec son propre système d'exploitation. En 1999, la société a lancé VM Workstation 1.0, le premier produit commercial permettant aux utilisateurs d'exécuter plusieurs systèmes d'exploitation en tant que machines virtuelles sur un seul PC.

Aujourd'hui, la virtualisation est une pratique courante pour les infrastructures informatiques de niveau entreprise et un élément moteur de l'économie du cloud computing, permettant aux entreprises d'augmenter l'utilisation des capacités et de réduire les coûts. Toutes les infrastructures informatiques peuvent être virtualisées, y compris les environnements de bureau, les systèmes d'exploitation, le matériel de stockage, les centre de données et bien plus encore.

La virtualisation repose sur la technologie des hyperviseurs. Cette couche logicielle placée sur un ordinateur physique ou un serveur (également appelé serveur bare metal) permet à l'ordinateur physique de séparer son système d'exploitation et ses applications de son matériel. Ces machines virtuelles peuvent exécuter leurs systèmes d'exploitation et leurs applications indépendamment tout en partageant les ressources originales (mémoire, RAM, stockage, etc.) du serveur, gérées par l'hyperviseur. En essence, l'hyperviseur agit comme un agent de circulation, allouant des ressources aux machines virtuelles et s'assurant 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 ainsi le système d’exploitation. En règle générale, vous utilisez des produits logiciels séparés pour créer et manipuler des machines virtuelles sur l'hyperviseur. Certains outils de gestion, comme vSphere de VMware, vous permettent de sélectionner un système d’exploitation invité à installer sur la VM. Vous pouvez utiliser une machine virtuelle comme modèle pour d’autres machines virtuelles et la dupliquer pour en créer de nouvelles. En fonction de vos besoins, vous pouvez créer plusieurs modèles de VM à des fins différentes, comme des tests de logiciels, des bases de données de production ou des environnements de développement. Une machine virtuelle basée sur le noyau (KV) est un exemple d'hyperviseur de type I.
• Les hyperviseurs de type 2 s’exécutent comme une application au sein d’un système d’exploitation hôte et ciblent généralement les plateformes de bureau ou d’ordinateur portable à utilisateur unique. Avec un hyperviseur de type 2, vous créez manuellement une VM et y installez un système d’exploitation invité. Vous pouvez utiliser l’hyperviseur pour allouer des ressources physiques à votre machine virtuelle, en définissant manuellement le nombre de cœurs de processeur et la mémoire qu’elle peut utiliser. En fonction des capacités de l’hyperviseur, vous pouvez définir des options telles que l’accélération 3D pour les graphiques. Les hyperviseurs de type 2 incluent VMware Workstation et Oracle VirtualBox.

Outre la classification selon la gestion des hyperviseurs, les machines virtuelles se répartissent en deux catégories principales : les machines virtuelles de système (également appelées machines de virtualisation complète) et les machines virtuelles de traitement. 

Les machines virtuelles de système permettent de partager les ressources sous-jacentes des machines physiques entre différentes machines virtuelles, chacune exécutant son propre système d’exploitation. En revanche, les machines virtuelles de traitement (également appelées machines virtuelles d'application) exécutent une application dans un système d'exploitation et ne prennent en charge qu'un seul processus. Les machines virtuelles Java, qui exécutent des programmes compilés en Java, sont des exemples de machines virtuelles de traitement.

Les machines virtuelles ont un large éventail d'utilisations pour les administrateurs et les utilisateurs informatiques d'entreprise, notamment :

• Permettre l'informatique basé sur le cloud : les machines virtuelles sont l'unité fondamentale du cloud computing, permettant à des dizaines d'applications et de workloads de fonctionner et d'évoluer avec succès.
• Accélération de la migration des workloads : en raison de leur portabilité, les machines virtuelles accélèrent la migration des workloads des environnements sur site vers des environnements cloud.
• Accélération les transitions vers le cloud hybride : les machines virtuelles fournissent l’infrastructure nécessaire à la création d’environnements de cloud hybride qui mélangent des environnements sur site, de cloud privé et de cloud public dans une infrastructure informatique unique et flexible.
• Soutenir DevOps : les machines virtuelles sont un excellent moyen d'aider les équipes DevOps et les autres développeurs d'entreprise, en leur permettant de configurer des modèles de machines virtuelles avec les paramètres de leurs processus de développement et de test de logiciels. Ils peuvent créer des machines virtuelles pour des tâches telles que des tests logiciels statiques, y compris ces étapes d'un workflow de développement automatisé. Ces fonctions permettent de rationaliser la chaîne d'outils DevOps.
• Test d'un nouveau système d'exploitation : une machine virtuelle vous permet de tester un nouveau système sur votre bureau sans affecter votre système d'exploitation principal.
• Enquêter sur les logiciels malveillants : les machines virtuelles sont utiles pour les chercheurs en logiciels malveillants qui ont souvent besoin de nouvelles machines pour tester des programmes malveillants.
• Exécuter des logiciels incompatibles : certains utilisateurs doivent utiliser un système d'exploitation tout en ayant besoin d'un programme disponible uniquement sur un autre.
• Naviguer en toute sécurité : l'utilisation d'une machine virtuelle pour la navigation vous permet de visiter des sites sans craindre d'être infecté. Vous pouvez prendre un aperçu de votre machine, puis y revenir après chaque session de navigation. Les utilisateurs peuvent configurer ce scénario de navigation à l’aide d’un hyperviseur de bureau de type 2. Un administrateur peut également fournir un bureau virtuel temporaire sur le serveur.
• Soutenir la reprise après sinistre (DR) : dans un environnement virtualisé, il est facile de provisionner et de déployer des ressources, ce qui vous permet de répliquer ou de cloner la machine virtuelle en cas de besoin. Ce processus se déroule en quelques minutes, contrairement aux nombreuses heures nécessaires pour provisionner et configurer un nouveau serveur physique, ce qui est crucial pour la reprise après sinistre (DR).

Première entreprise à avoir commercialisé avec succès la virtualisation de l’architecture à microprocesseur x86, VMware est un leader sur le marché de la virtualisation (lien externe à ibm.com). VMware fournit des hyperviseurs et des logiciels de machine virtuelle de type 1 et de type 2 aux entreprises.

La plupart des hyperviseurs prennent en charge les machines virtuelles exécutant le système d'exploitation Windows en tant qu'invité. L'hyperviseur Hyper-V de Microsoft est fourni avec le système d'exploitation Windows. Lorsqu'il est installé, il crée une partition parentale qui le contient, ainsi que le système d'exploitation Windows principal, chacun bénéficiant d'un accès privilégié au matériel. D'autres systèmes d'exploitation, y compris les invités Windows, s'exécutent dans des partitions enfants et communiquent avec le matériel via la partition parente.

Le système d’exploitation Android open source de Google est courant sur les appareils mobiles et les appareils domestiques connectés.

Le système d'exploitation Android fonctionne uniquement sur l'architecture de processeur ARM typique de ces appareils, mais les passionnés, les joueurs Android ou les développeurs de logiciels pourraient vouloir l'exécuter sur PC. Cette situation peut être problématique, car les PC fonctionnent sur une architecture de processeur x86 totalement différente et un hyperviseur de virtualisation matériel ne fait que transmettre des instructions entre la VM et le CPU. Il ne les traduit pas pour les processeurs ayant différents ensembles d’instructions.

Divers projets, comme Shashlik ou Genymotion, peuvent résoudre ce problème en utilisant un émulateur qui recrée l'architecture ARM sous forme logicielle. Une alternative, le projet Android-x86, porte Android sur l'architecture x86. Pour l'exécuter, vous devez installer le programme Android-x86 en tant que machine virtuelle utilisant l'hyperviseur VirtualBox type 2. Une autre alternative, Anbox, exécute le système d'exploitation Android sur le noyau d'un système d'exploitation Linux hôte.

Apple autorise son système macOS à fonctionner uniquement sur du matériel Apple. Cela signifie que vous ne pouvez pas l’exécuter sur du matériel autre qu’Apple en tant que machine virtuelle ou dans le cadre de son contrat de licence d’utilisateur final. Cependant, vous pouvez utiliser des hyperviseurs de type 2 sur du matériel Mac pour créer des machines virtuelles avec un invité macOS.

Il est impossible d'exécuter iOS sur une machine virtuelle aujourd'hui parce qu'Apple contrôle strictement son système d'exploitation iOS et ne l'autorise qu'à fonctionner sur les appareils iOS.

Ce qui se rapproche le plus d’une machine virtuelle iOS, c’est le simulateur d’iPhone fourni avec l’environnement de développement intégré Xcode, qui simule l’ensemble du système iPhone dans le logiciel.

La plateforme Java est un environnement d'exécution pour les programmes écrits dans le langage de développement logiciel Java. La promesse de Java, « écrivez une fois, exécutez n'importe où », signifie que n'importe quel programme Java peut être exécuté sur n'importe quelle plateforme Java. C'est pourquoi celle-ci incluait une machine virtuelle Java (JVM).

Les programmes Java contiennent du bytecode, qui est une forme d’instruction destinée à la JVM. La JVM compile ce bytecode en code machine, qui est le langage de plus bas niveau utilisé par l'ordinateur hôte. La JVM d'une plateforme Java crée un ensemble d'instructions de code machine différent de celui de la JVM d'une autre plateforme, en fonction du code machine attendu par le processeur.

Par conséquent, la JVM n’exécute pas un système d’exploitation complet et n’utilise pas d’hyperviseur comme le font les autres machines virtuelles. Au lieu de cela, il traduit les programmes logiciels de niveau application pour qu’ils s’exécutent sur du matériel particulier.

Comme JVM, 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 aux programmes écrits dans Python de s'exécuter sur divers processeurs.

Comme Java, Python traduit ses programmes dans un format intermédiaire appelé bytecode et les stocke dans un fichier prêt à être exécuté. Lorsque le programme s'exécute, la machine virtuelle Python traduit le bytecode en code machine pour une exécution rapide.

Linux est un système d’exploitation invité typique utilisé dans de nombreuses machines virtuelles. Il s'agit également d'un système d'exploitation hôte typique utilisé pour exécuter des machines virtuelles et possède même son propre hyperviseur, la machine virtuelle basée sur le noyau (KVM). Bien qu'il s'agisse d'un projet open source, Red Hat possède KVM.

Ubuntu est une distribution Linux produite par Canonical. Elle est disponible en version de bureau et en version serveur, que vous pouvez installer en tant que machine virtuelle. Les utilisateurs peuvent déployer Ubuntu en tant que système d'exploitation invité sur Microsoft Hyper-V. Ce système fournit une version optimisée d'Ubuntu Desktop qui fonctionne bien en mode session amélioré d'Hyper-V, offrant une intégration étroite entre l'hôte Windows et la machine virtuelle Ubuntu. Cela inclut la prise en charge de l'intégration du presse-papiers, du redimensionnement dynamique des bureaux, des dossiers partagés et du déplacement de la souris entre les bureaux hôte et invité.

Les machines virtuelles publiques ou à locataires multiples sont des machines virtuelles avec plusieurs utilisateurs partageant une infrastructure physique commune. Ce modèle constitue l’approche la plus rentable et la plus évolutive pour le provisionnement des machines virtuelles. Cependant, les environnements à locataires multiples ne disposent pas de certaines caractéristiques d’isolation que les organisations ayant des mandats stricts en matière de sécurité ou de conformité pourraient préférer.

Il existe deux modèles de machines virtuelles à locataire unique : les hôtes dédiés et les instances dédiées.

• Un hôte dédié implique la location d'une machine physique entière et le maintien d'un accès et d'un contrôle soutenus sur cette machine. Ce modèle offre une flexibilité et une transparence matérielles maximales, un contrôle et un placement des workloads, et offre certains avantages pour les logiciels spécifiques de type « apportez votre propre licence ».
• Une instance dédiée offre la même isolation de l'infrastructure d'hébergement dédiée à un locataire unique et le même contrôle sur le placement du workload, mais elle n'est pas associée à une machine physique spécifique. Ainsi, par exemple, si une instance dédiée est redémarrée, elle peut se retrouver sur une nouvelle machine physique, une machine dédiée au compte individuel, mais une nouvelle machine, potentiellement située à un autre emplacement physique.

Les bare Metal Servers sont avant tout une question de matériel brut, de puissance et d’isolation. Il s’agit de serveurs physiques avec infrastructure d'hébergement dédiée à un locataire unique, totalement dépourvus de cycles d’hyperviseur (logiciel de virtualisation), et entièrement dédiés à un seul client : vous.

Les workloads privilégiant les performances et l'isolement, comme les applications à forte intensité de données et les obligations de conformité réglementaire, sont généralement mieux adaptées aux bare Metal Servers, en particulier lorsqu'ils sont déployés sur des périodes prolongées.

Les programmes de ressources d'entreprise (ERP), la gestion de la relation client (CRM), la gestion de la chaîne d'approvisionnement (SCM), le commerce électronique et les applications de services financiers ne sont que quelques-unes des workloads idéales pour les serveurs bare metal.

En revanche, lorsque vos workloads exigent une flexibilité et une évolutivité maximales, il est préférable de placer un hyperviseur sur le matériel bare metal pour créer une machine virtuelle. Les virtual machines augmentent la capacité et l'utilisation des serveurs. Elles sont parfaites pour déplacer des données d’une VM à une autre, redimensionner les ensembles de données et diviser les workloads dynamiques.

1. Un support fiable : garantissez un support client 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 par téléphone, courrier électronique, messagerie instantanée, etc. Vous voulez une personne réelle à l'autre bout du fil pour vous aider dans les situations informatiques critiques. Il est également important de savoir quels sont les fournisseurs de cloud qui proposent des services supplémentaires pour un soutien plus pratique.
2. Options gérées : le fournisseur de cloud propose-t-il à la fois des solutions non gérées et des solutions gérées ? Si vous n’êtes pas familier avec la technologie de virtualisation, envisagez un fournisseur qui se chargera de l’installation, de la maintenance et de l’analyse continue des performances.
3. Intégration logicielle : votre environnement de machines virtuelles fonctionnera-t-il bien avec d’autres environnements ? Les systèmes d'exploitation, les logiciels tiers, les technologies et applications open source vous aident à proposer davantage de solutions au sein de votre entreprise. Vous aurez besoin d'un fournisseur de machines virtuelles bénéficiant d'un support et de partenariats solides avec les fournisseurs de logiciels les plus utilisés du secteur.
4. Réseau et infrastructure de haute qualité : l'infrastructure sur laquelle fonctionnera votre nouvelle machine virtuelle est-elle à jour ? Cette infrastructure comprend des bare metal servers fiables, des centres de données modernes et le pilier du réseau. Un fournisseur de cloud doit être en mesure de tenir sa part du marché grâce à un matériel de pointe et à une technologie réseau à haut débit.
5. Emplacement : plus les données sont proches de vos utilisateurs, moins vous rencontrerez de problèmes en matière de latence, de sécurité et de fourniture de services en temps voulu. Un excellent réseau mondial de centres de données dispersés et d’emplacements POP est essentiel pour disposer de données où et quand vous en avez le plus besoin.
6. Sauvegarde et récupération de stockage : quel plan votre fournisseur de cloud a-t-il pour maintenir vos machines virtuelles opérationnelles en cas d'événements imprévus ? Propose-t-il également des options de sauvegarde et de redondance supplémentaires pour votre environnement virtualisé ? Le fonctionnement en continu est une chose qui doit être prise au sérieux.
7. Évolutivité et facilité : à quelle vitesse et quelle facilité vous permettra-t-il d'activer, de désactiver, de réserver, de mettre en pause et de mettre à jour votre machine virtuelle ? Le mot que vous voulez le plus entendre à propos de l'évolutivité des machines virtuelles est « à la demande ».
8. Configurations de CPU variées : plus il y a de configurations, plus vous aurez d'options. Toutes les configurations de machines virtuelles ne conviennent pas à tous les workloads, quelle que soit la saison d'utilisation. Assurez-vous de rechercher un fournisseur de machines virtuelles qui propose des packages de configuration variés pour les besoins d'un seul ou de plusieurs locataires.
9. Niveaux de sécurité : les données de votre entreprise sont de la plus haute importance, surtout lorsqu'il s'agit d'informations sensibles sur les clients. Assurez-vous de demander au fournisseur quelles sont les lignes de réseau privé, les options de centres de données fédéraux, les fonctionnalités de cryptage intégrées et le respect des normes de conformité réglementaire, qui sont tous essentiels à la protection de votre actif le plus précieux.
10. Support de migration en toute transparence : Au fur et à mesure que vos priorités informatiques évoluent, votre fournisseur de machines virtuelles doit être en mesure de vous aider à effectuer une transition de façon fluide entre les installations sur site et hors site. Recherchez des options complètes d’ingestion de données, de migration sur le réseau et basées sur les applications.