A virtual machine (VM) is an emulated or digital version of a physical computer. Virtual machines can be used to run different operating systems and applications, store data, connect to networks, as well as perform other tasks like a physical device. Virtual machines run on a physical device called a host or parent server. And a virtual machine is called a guest or child.
Dans cet article, j’expliquerai comment fonctionnent les machines virtuelles et en quoi elles diffèrent des conteneurs. Je détaillerai également certaines des utilisations les plus importantes des machines virtuelles, y compris le développement de logiciels multiplateformes et l’investigation de logiciels malveillants.
Comment fonctionne une machine virtuelle ?
Essentiellement, la technologie de virtualisation permet aux utilisateurs de créer et d’exécuter plusieurs machines virtuelles simultanément sur un seul hôte. Par exemple, un hôte Windows est capable d’exécuter différentes machines virtuelles avec Windows, CentOS, Ubuntu et d’autres distributions Linux.
A virtual server uses hypervisor software to interact with the underlying physical hardware. It makes it possible to keep VMs separate and evenly allocate host resources (CPUs, storage, and memory) to each VM guest as needed. The hypervisor can also schedule operations to prevent deadlocks.
Les deux types d’hyperviseurs
Il existe deux types principaux d’hyperviseurs utilisés en virtualisation.
Hyperviseurs de Type 1 (Machine Virtuelle de Processus)
Tout d’abord, un hyperviseur de type 1, également appelé un hyperviseur bare-metal, s’exécute nativement sur l’ordinateur physique. Généralement, un outil de gestion distinct est nécessaire pour créer/gérer des machines virtuelles et gérer les autorisations sur l’hyperviseur. Microsoft Hyper-V et Citrix Hypervisor sont des exemples d’hyperviseurs de type 1.
Hyperviseurs de type 2 (système VM)
A type 2 hypervisor, also known as a hosted hypervisor, can run as an application on the host OS. It allows users to manually create a virtual machine instance and install a guest operating system.
L’hyperviseur de type 2 est relativement plus lent car chaque demande de machine virtuelle doit être acheminée vers le système d’exploitation hôte. Il est adapté aux particuliers, développeurs et petites entreprises qui ne peuvent pas se permettre d’acheter des serveurs dédiés. Quelques exemples courants d’hyperviseurs de type 2 comprennent Oracle VirtualBox et VMware Workstation.
Qu’est-ce que la virtualisation?
La virtualisation est une technologie qui implique la création d’une couche d’abstraction sur une machine hôte physique. Elle aide à diviser les ressources matérielles (CPU, RAM et stockage) d’un seul ordinateur en différentes machines virtuelles appelées machines virtuelles.
Chaque machine virtuelle agit comme une machine indépendante avec son propre système d’exploitation. C’est une solution rentable pour les organisations qui souhaitent exécuter plusieurs systèmes d’exploitation et applications sur un seul serveur physique.
Les cinq types de virtualisation
Il existe cinq types courants de virtualisation : la virtualisation matérielle, logicielle, du stockage, du réseau et de bureau.
1. Virtualisation matérielle
La virtualisation matérielle, également connue sous le nom de virtualisation de serveur, est une technique qui permet aux utilisateurs de créer des versions virtuelles d’ordinateurs et de systèmes d’exploitation. Elle rend possible l’exécution simultanée de plusieurs systèmes d’exploitation sur la même machine physique. La virtualisation matérielle optimise également l’utilisation des ressources matérielles.
2. Virtualisation logicielle
La virtualisation logicielle est une méthode qui permet à une machine hôte physique d’exécuter plusieurs ordinateurs virtuels. Elle exploite un logiciel d’hyperviseur pour répartir les ressources matérielles (telles que le stockage, les processeurs et la mémoire) entre différents machines virtuelles (VM). Par exemple, une distribution Linux peut être exécutée dans une machine virtuelle sur un ordinateur qui exécute un système d’exploitation Windows.
3. Virtualisation du stockage
La virtualisation du stockage consolide le stockage physique provenant de plusieurs périphériques de stockage en réseau pour apparaître comme un seul disque virtuel. Elle présente divers avantages, notamment des coûts réduits, l’équilibrage de la charge, la planification de la reprise après sinistre et l’amélioration des performances et de la vitesse.
4. Virtualisation réseau
La virtualisation réseau est un processus qui est utilisé pour regrouper des réseaux physiques dans un réseau virtuel basé sur un logiciel unique. Elle aide à répartir la bande passante disponible dans divers canaux et à les allouer aux appareils et serveurs. Elle offre des avantages tels qu’une meilleure sécurité, fiabilité et vitesse du réseau.
5. Virtualisation de bureau
La virtualisation de bureau permet aux utilisateurs de simuler une charge de travail de poste de travail afin qu’elle puisse être accessible de n’importe où sur n’importe quel appareil. Ses principaux avantages comprennent des économies de coûts, une optimisation des ressources, une sécurité des données améliorée et une gestion plus facile.
Quels sont les principaux avantages de l’utilisation des VM ?
Les machines virtuelles offrent divers avantages aux utilisateurs finaux et aux administrateurs informatiques. Voici une liste de certaines fonctionnalités qui rendent les machines virtuelles très attrayantes dans les environnements d’entreprise :
1. Informatique en nuage
La technologie de virtualisation fournit l’architecture de base pour l’informatique en nuage. Elle permet aux entreprises de déployer et de migrer des machines virtuelles natives du cloud vers des environnements de serveurs sur site et de tirer parti des clouds hybrides.
Il est également possible pour les organisations d’allouer et de modifier les ressources cloud en temps réel pour répondre à leurs besoins d’utilisation dynamiques. Les services de machines virtuelles basés sur le cloud sont populaires pour exécuter des applications SaaS, sauvegarder des données et héberger des services de gestion de messagerie et d’accès.
2. Efficacité des coûts
Les machines virtuelles permettent aux organisations de créer et d’exécuter plusieurs instances de machines virtuelles sur un seul serveur. Comme les coûts matériels informatiques peuvent être un véritable défi pour les entreprises, les VM peuvent aider à augmenter l’efficacité des coûts en utilisant un minimum de ressources matérielles physiques. Par exemple, les administrateurs informatiques peuvent utiliser une seule machine serveur pour déployer différentes applications dans un environnement d’entreprise.
3. Sécurité
Les utilisateurs peuvent créer des environnements virtuels pour renforcer la sécurité et empêcher les logiciels malveillants d’impact le matériel et le système d’exploitation sous-jacents. Il est possible pour les utilisateurs de revenir rapidement et facilement à des versions plus anciennes d’une machine virtuelle compromise en cas d’attaque cybernétique.
Pendant ce temps, les développeurs peuvent utiliser des machines virtuelles pour tester les mises à jour logicielles et les applications avant de les rendre disponibles aux utilisateurs en production. Les machines virtuelles sont également utiles pour les chercheurs afin de tester des logiciels malveillants.
Scalabilité et portabilité
La virtualisation permet aux clients de déployer rapidement différents types de machines virtuelles avec les systèmes d’exploitation de leur choix et un ensemble spécifique de ressources. Les machines virtuelles peuvent également aider les organisations à mieux répondre aux variations de charge de travail. Elles peuvent également économiser le temps et les efforts supplémentaires nécessaires pour installer différents systèmes d’exploitation sur des serveurs physiques.
Migration de charge de travail
Les machines virtuelles sont appelées des « packages autonomes » qui sont découplés de l’ordinateur physique. Cela facilite la migration vers un matériel plus rapide pour les équipes informatiques, le déplacement d’une machine virtuelle d’un serveur à un autre, ainsi que la récupération après des défaillances.
Récupération après sinistre
Les organisations peuvent utiliser des machines virtuelles pour sauvegarder leurs systèmes dans des environnements cloud. Cette capacité fournit une couche de sécurité supplémentaire et minimise le risque de perte de données dans des scénarios tels que des défaillances matérielles.
Support DevOps
Les machines virtuelles offrent une flexibilité maximale pour soutenir les développeurs d’entreprise. Ils peuvent créer des environnements isolés avec une fonctionnalité complète pour le processus de développement et de test logiciel. Les machines virtuelles permettent également aux développeurs d’exécuter et de tester des logiciels incompatibles sur différents systèmes d’exploitation.
Machines Virtuelles vs. Conteneurs
Tout comme les machines virtuelles, les conteneurs permettent d’exécuter des applications isolées de l’hôte sous-jacent. Cependant, examinons de plus près les principales différences entre les machines virtuelles et les conteneurs :
| Virtual Machines | Containers |
|---|---|
| Hardware-level process isolation | Operating system-level process isolation |
| A virtual machine offers complete isolation of apps from the host OS | Containers can share some resources with the host OS |
| VMs use a few GBs of system memory | Containers require less memory space (KBs or MBs) |
| Each VM has a dedicated OS | Containers can share OS resources |
| VM is more secure | Containers are less secure |
| Boots in minutes | Boots in seconds |
| VMs consume more system resources | Containers consume fewer resources |
| VMs can move between hardware | Containers are destroyed and recreated |
| VM creation takes a considerable amount of time | Users can create containers within a few seconds |
| Users can run any OS inside the VM | Users can only run containers on the same OS version as the host |
| Some popular use cases of VMs are running multiple applications, monolithic applications, and legacy apps on older OS. | Containers are best for running web apps, DevOps testing, and microservices. |
Les principaux cas d’utilisation des machines virtuelles
Les machines virtuelles présentent plusieurs cas d’utilisation pour les utilisateurs finaux et les administrateurs informatiques. Voici quelques exemples :
1. Tester de nouveaux systèmes d’exploitation
Les machines virtuelles permettent aux utilisateurs d’exécuter différents systèmes d’exploitation sur un seul hôte physique. Cela signifie que les utilisateurs peuvent tester de nouvelles fonctionnalités sans affecter leur système d’exploitation principal.
Si vous êtes un Windows Insider, vous pouvez être tenté d’utiliser des machines virtuelles pour tester les versions d’aperçu de Windows 11 provenant du canal Dev. Ces versions peuvent être assez instables, mais il est possible de recréer la machine virtuelle et de réinstaller le système d’exploitation si votre VM refuse de démarrer pour une raison quelconque.
2. Exécuter des logiciels obsolètes ou incompatibles
Un autre cas d’utilisation courant des machines virtuelles est la capacité d’utiliser des applications logicielles obsolètes dans des environnements d’entreprise. Les VM permettent aux utilisateurs d’exécuter des logiciels qui ne sont pas pris en charge par leur système d’exploitation existant.
3. Analyse de logiciels malveillants
Les chercheurs en logiciels malveillants ont souvent besoin de nouvelles machines pour tester des programmes ou applications malveillants. C’est là que les machines virtuelles sont utiles. Ils peuvent tester le logiciel dans une VM plutôt que de risquer une infection sur l’hôte physique.
4. Développement de logiciels multiplateformes
La technologie de virtualisation permet aux développeurs de logiciels et aux testeurs de tester leurs applications sur plusieurs plates-formes. Par exemple, une équipe de développeurs peut utiliser diverses machines virtuelles pour tester différentes versions d’une application dans un environnement émulé.
5. Sessions de formation
Il est important que les ordinateurs de la salle de formation exécutent diverses instances de systèmes d’exploitation. Les machines virtuelles permettent aux formateurs de mener des sessions de formation reproduisant différents scénarios commerciaux et environnements.
6. Navigation sécurisée
Enfin, les machines virtuelles peuvent aider à garantir une expérience de navigation sécurisée pour les utilisateurs. Il est possible de prendre un instantané d’une VM dans son état actuel, puis de le restaurer en cas d’infection par des logiciels malveillants. Les utilisateurs peuvent soit configurer un hyperviseur de Type 2, soit demander à un administrateur informatique de leur accorder un accès temporaire à un bureau virtuel hébergé sur un serveur.
Conclusion
En résumé, les machines virtuelles sont une solution rentable qui permet aux équipes informatiques de distribuer efficacement les ressources système et de gérer de grands clusters d’ordinateurs. Cependant, les VM ont divers avantages et inconvénients, et les organisations utilisent généralement une approche hybride (à la fois des machines physiques et virtuelles) en fonction de leurs besoins commerciaux.