Virtualisation & Cloud Computing
Mehrez Ben Soltan S/D de la Technologie de l’information et de la communication
Virtualisation & Cloud Computing
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Objectifs Du Chapitre
Comprendre les principes de la Virtualisation Découvrir Les différents types de Virtualisation Découvrir Les domaines de Virtualisation Ateliers Pratiques
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Biliographie
« Virtualisation des systèmes d'information avec VMware Architecture », Philippe GILLET, Edition ENI,2010 « Virtualisation avec VMware vSphere 4 », Eric MAILLÉ, Edition ENI, 2011
« Cloud Computing, Sécurité, stratégie d'entreprise et panorama du marché », Guillaume Plouin, Edition DUNOD, 2013
« Cloud Computing, Maîtrisez la plateforme AWS, Amazon Web Services », Mathieu Zarrouk, Edition ENI, 2012
« Applications de cloud computing », Christopher Moyer, Edition Pearson, 2011
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Sommaire
Leçon 1 - Principes de la virtualisation
I. Introduction
II. Définition
III. Les domaines de la virtualisation
1) La virtualisation d’applications
2) La virtualisation de réseaux 3) La virtualisation de stockage
4) La virtualisation de serveurs
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IV.Les différents types de virtualisation V. Virtualisation: Avantages et inconvénients
Le principe de la virtualisation est donc un principe de partage : les différents systèmes d’exploitation se partagent les ressources du serveur
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Présentation de la Virtualisation
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Virtualisation & Cloud
La virtualisation est le socle du Cloud computing. VMware vSphere est le premier logiciel industriel à permettre la création de Cloud.
Caractéristiques d'un Cloud : Capacités de stockage et de calcul quasiment illimitées Ressources extraites en pools Élasticité (extension et allégement simplifiés) Provisioning en libre-service ou à la demande Niveau élevé d'automatisation
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Virtualisation, c’est quoi ?
Ensemble de techniques permettant de faire tourner plusieurs s d’exploitation sur une même machine physique
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Virtualisation, c’est quoi ?
Ensemble de techniques permettant de faire tourner plusieurs systèmes d’exploitation sur une même machine physique
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Chaque machine possède ses propres application et OS
Virtualisation: Historique
Concept introduit dans les années 60 – But : partitionner les ressources des coûteux mainframes – Naissance du terme « pseudo-machine » Perte d'intérêt dans les années 80 – Architecture client-serveur • Coût élevé de l'infrastructure physique • Problèmes en cas de panne
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Virtualisation: Chronologie
~1960 : IBM M44/44X 1999 : VMware Workstation 2001 : Microsoft Virtual PC ; VMware ESX 2003 : Xen (para-virtualisation) 2005 / 2006 : Extensions Intel VT-x et AMD-V 2007 : KVM intégré au noyau Linux 2008 : Microsoft Hyper-V
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Virtualisation: Principe de base
Critères de Popek et Goldberg (*)
- Critères d’équivalence
Comportement d’exécution similaire virtuel ou pas
- Critère d’efficacité
Le processeur physique exécute directement les instructions du processeur virtuel
- Critère de contrôle des ressources
Le système de virtualisation doit avoir un contrôle total des ressources
(*) Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Architectures. Communications of the ACM, Vol. 17, No. 7, July, 1974, pp. 412–421.
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Les formes de virtualisation
Il existe 3 formes
la virtualisation de matériel
la virtualisation de présentation
la virtualisation d’application
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Virtualisation de matériel
C’est le faite de faire tourner plusieurs environnement sur la même système physique
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la virtualisation de présentation
Consiste a exécuter des application de manière centralisé sur des serveurs et déporter l’affichage sur des poste client «Remote control service »
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la virtualisation d’applications
Permet de distribuer sur un poste client des applications métiers sans perturber le système d’application
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Les produits de virtualisation
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Comparaison des produits de
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Virtualisation: Domaines d’application
Domaines d'application – Virtualisation d’applications – Virtualisation de réseaux – Virtualisation de stockage – Virtualisation de serveurs – ...
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Virtualisation d’applications
La virtualisation d’application est une technologie logicielle qui va permettre d’améliorer la portabilité et la compatibilité des applications en les isolant du système d’exploitation sur le quel elles sont exécutées. Elle consiste à encapsuler l’application et son contexte d’exécution système dans un environnement cloisonné.
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Virtualisation d’applications
| Application | Application | Application | Application |
|---|---|---|---|
Couche virtuelle |
Couche virtuelle |
Couche virtuelle |
Couche virtuelle |
| Système d’exploitation | Système d’exploitation | Système d’exploitation | Système d’exploitation |
| Matériel | Matériel | Matériel | Matériel |
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Virtualisation des réseaux
De manière générale, la virtualisation des réseaux consiste à partager une même infrastructure physique (débit des liens, ressources CPU des switches, routeurs,...) au profit de plusieurs réseaux virtuels isolés.
Un VLAN (Virtual Local Area Network) est un réseau local regroupant un ensemble de machines de façon logique et non physique.
Les réseaux virtuels de niveau 1, appelés réseaux virtuels par port (portbased VLAN) Les réseaux virtuels de niveau 2, appelés réseaux virtuels par adresse MAC (MAC address-based VLAN) : Les réseaux virtuels de niveau 3: Les réseaux virtuels par adresse de sousréseau (Network address-based VLAN) et Les réseaux virtuels par protocole (Protocol-based VLAN).
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Virtualisation du stockage
Dans une machine virtuelle, les données sont stockées sur un disque dur virtuel. Ce disque dur se présente sous forme de fichier dans le système de fichiers de l'hôte :
VHD chez Microsoft
VDI chez Oracle
VMDK chez VMware
OVF format ouvert
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Virtualisation du stockage
La virtualisation de stockage permet :
d’adjoindre un périphérique de stockage supplémentaire sans interruption des services;
de regrouper des unités de disques durs de différentes vitesses, de différentes tailles et de différents constructeurs ;
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de réallouer dynamiquement de l’espace de stockage.
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Virtualisation des serveurs
Cette technique permet aux entreprises d’utiliser des serveurs virtuels au lieu de serveurs physiques.
Si cette virtualisation est faite au sein de la même entreprise, le but est de mieux utiliser la capacité de chaque serveur par une mise en commun de leur capacité.
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Virtualisation: Types
3 variantes d’architecture de virtualisation existent:
Émulateur (Hyperviseur de type 2)
Simulation totale du matériel
Virtualisation complète Isolation
Virtualisation applicative
Virtualisation au niveau du noyau (Partitionnement) Para-virtualisation (Hyperviseur de type 1)
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Virtualisation: Types
3 variantes d’architecture de virtualisation existent:
Émulateur (Hyperviseur de type 2)
Simulation totale du matériel
Virtualisation complète Isolation
Virtualisation applicative
Virtualisation au niveau du noyau (Partitionnement) Para-virtualisation (Hyperviseur de type 1)
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Virtualisation: Émulateurs
Emulation ou partitionnement:
L’émulation consiste à simuler l’exécution d’un programme en interprétant chacune des instructions destinées au micro-processeur.
Avantages:
Facilité de mise en œuvre et d'utilisation,
très bonne compatibilité d'OS
Inconvénients:
Mauvaises performances, matériel émulé Exemple: QEMU, Gxemul, PearPC, Bochs, etc.
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Virtualisation: L'isolateur
1/Virtualisation applicative
Technique permettant d'emprisonner l'exécution des applications dans des contextes ou zones d'exécution
Chroot, BSD Jail
Plusieurs instances d'une même application
Apache, Tomcat, etc. 2/Virtualisation au niveau du noyau
Elle fait croire à la présence de plusieurs machines
Il n’est pas possible d’utiliser des noyaux différents en même temps.
- Linux vserver, OpenVZ, Solaris zones, etc.
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Virtualisation: L'isolateur
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Virtualisation:Para-virtualisation
Le système d'exploitation invité est conscient d'être virtualisé: Il communique avec l'hyperviseur via des API de communication Les appels système au matériel du serveur physique se font par l'intermédiaire de l'hyperviseur Nécessite une modification du système invité pour remplacer les instructions non « virtualisables » par des hyper-appels VMware vSphere (ESXi), Citrix XenServer, Microsoft Hyper-V Les performances sont bien meilleures en para-virtualisation qu'en virtualisation complète
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Virtualisation:Para-virtualisation
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Virtualisation: Avantages
Optimiser l’infrastructure physique, mutualiser les ressources Améliorer la disponibilité des services Simplifier la gestion et le déploiement du système
Automatisation des tâches
Efficacité et gain de temps Réduire la consommation électrique Faire des économies
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Virtualisation: Inconvénients
Infrastructure souvent complexe, nécessite des connaissances techniques approfondies Nécessite une solution de stockage « partagée » efficiente et sans faille La facilité de déploiement des VM peut être un inconvénient
- Multiplication non justifiée des VM La gestion du cycle de vie des VM doit être rigoureuse Coût des licences et de la maintenance
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