Virtualisation & Cloud Computing

Virtualisation & Cloud Computing Mehrez Ben Soltan S/D de la Technologie de l’information et de la communication 2 Virtualisation & Cloud Computing Objectifs Du Chapitre 3 Comprendre les principes de la Virtualisation Découvrir Les différents types de Virtualisation Découvrir Les domaines de Virtualisation Ateliers Pratiques Biliographie 4 « 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 Sommaire 5 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 IV.Les différents types de virtualisation V. Virtualisation: Avantages et inconvénients Présentation de la Virtualisation 6 Le principe de la virtualisation est donc un principe de partage : les différents systèmes d’exploitation se partagent les ressources du serveur Présentation de la Virtualisation 7 Virtualisation & Cloud 8 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 9 Virtualisation, c’est quoi ? Ensemble de techniques permettant de faire tourner plusieurs s d’exploitation sur une même machine physique Chaque machine possède ses propres application et OS Virtualisation, c’est quoi ? Ensemble de techniques permettant de faire tourner plusieurs systèmes d’exploitation sur une même machine physique Abstraction des ressources d'un système informatique 10 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 11 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 12 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. 13 Les formes de virtualisation Il existe 3 formes la virtualisation de matériel la virtualisation de présentation la virtualisation d’application 14 Virtualisation de matériel C’est le faite de faire tourner plusieurs environnement sur la même système physique 15 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 » 16 la virtualisation d’applications Permet de distribuer sur un poste client des applications métiers sans perturber le système d’application 17 Les produits de virtualisation 18 Comparaison des produits de virtualisation 19 20 Virtualisation: Domaines d’application Domaines d'application – Virtualisation d’applications – Virtualisation de réseaux – Virtualisation de stockage – Virtualisation de serveurs – ... 21 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. 22 Virtualisation d’applications Application Application Application Application Couche virtuelle Système d’exploitation Matériel 23 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 (port- based 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 sous- réseau (Network address-based VLAN) et Les réseaux virtuels par protocole (Protocol-based VLAN). 24 Virtualisation des réseaux 25 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 26 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 ; de réallouer dynamiquement de l’espace de stockage. 27 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. 28 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) 29 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) 30 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. 31 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. 32 Virtualisation: L'isolateur 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 33 Virtualisation:Para-virtualisation 34 Virtualisation:Para-virtualisation 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 35 Virtualisation: Avantages 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 36 Virtualisation: Inconvénients