Virtualisation & Cloud Computing Mehrez Ben Soltan S/D de la Technologie de linformation et de la communication 2 Virtualisation & Cloud Computing Objectifs Du Chapitre 3 Comprendre les principes de la Virtualisation D couvrir Les diff rents types de Virtualisation D couvrir Les domaines de Virtualisation Ateliers Pratiques Biliographie 4 ث Virtualisation des syst mes d'information avec VMware Architecture , Philippe GILLET, Edition ENI,2010 ث Virtualisation avec VMware vSphere 4 , Eric MAILL , Edition ENI, 2011 ث Cloud Computing, S curit , strat gie d'entreprise et panorama du march , Guillaume Plouin, Edition DUNOD, 2013 ث Cloud Computing, Ma trisez la plateforme AWS, Amazon Web Services , Mathieu Zarrouk, Edition ENI, 2012 ث Applications de cloud computing , Christopher Moyer, Edition Pearson, 2011 Sommaire 5 Le on 1 - Principes de la virtualisation I.Introduction II.D finition III.Les domaines de la virtualisation 1)La virtualisation dapplications 2)La virtualisation de r seaux 3)La virtualisation de stockage 4)La virtualisation de serveurs IV.Les diff rents types de virtualisation V. Virtualisation: Avantages et inconv nients Pr sentation de la Virtualisation 6 Le principe de la virtualisation est donc un principe de partage : les diff rents syst mes dexploitation se partagent les ressources du serveur Pr sentation de la Virtualisation 7 Virtualisation & Cloud 8 La virtualisation est le socle du Cloud computing. VMware vSphere est le premier logiciel industriel permettre la cr ation de Cloud. Caract ristiques d'un Cloud : Capacit s de stockage et de calcul quasiment illimit es Ressources extraites en pools lasticit (extension et all gement simplifi s) Provisioning en libre-service ou la demande Niveau lev d'automatisation 9 Virtualisation, cest quoi ? Ensemble de techniques permettant de faire tourner plusieurs s dexploitation sur une m me machine physique Chaque machine poss de ses propres application et OS Virtualisation, cest quoi ? Ensemble de techniques permettant de faire tourner plusieurs syst mes dexploitation sur une m me machine physique Abstraction des ressources d'un syst me informatique 10 Virtualisation: Historique Concept introduit dans les ann es 60 But : partitionner les ressources des co teux mainframes Naissance du terme pseudo-machine Perte d'int r t dans les ann es 80 Architecture client-serveur " Co t lev de l'infrastructure physique " Probl mes 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 int gr au noyau Linux 2008 : Microsoft Hyper-V 12 Virtualisation: Principe de base q Crit res de Popek et Goldberg () Crit res d quivalence Comportement dex cution similaire virtuel ou pas Crit re defficacit Le processeur physique ex cute directement les instructions du processeur virtuel Crit re de contr le des ressources Le syst me de virtualisation doit avoir un contr le total des ressources () Formal Requirements for Virtualizable Third Generation Architectures. Communications of the ACM, Vol. 17, No. 7, July, 1974, pp. 412421. 13 Les formes de virtualisation Il existe 3 formes la virtualisation de mat riel la virtualisation de pr sentation la virtualisation dapplication 14 Virtualisation de mat riel Cest le faite de faire tourner plusieurs environnement sur la m me syst me physique 15 la virtualisation de pr sentation Consiste a ex cuter des application de mani re centralis sur des serveurs et d porter laffichage sur des poste client Remote control service 16 la virtualisation dapplications Permet de distribuer sur un poste client des applications m tiers sans perturber le syst me dapplication 17 Les produits de virtualisation 18 Comparaison des produits de virtualisation 19 20 Virtualisation: Domaines dapplication Domaines d'application Virtualisation dapplications Virtualisation de r seaux Virtualisation de stockage Virtualisation de serveurs ... 21 Virtualisation dapplications La virtualisation dapplication est une technologie logicielle qui va permettre dam liorer la portabilit et la compatibilit des applications en les isolant du syst me dexploitation sur le quel elles sont ex cut es. Elle consiste encapsuler lapplication et son contexte dex cution syst me dans un environnement cloisonn . 22 Virtualisation dapplications Application Application Application Application Couche virtuelle Syst me dexploitation Mat riel 23 Virtualisation des r seaux De mani re g n rale, la virtualisation des r seaux consiste partager une m me infrastructure physique (d bit des liens, ressources CPU des switches, routeurs,...) au profit de plusieurs r seaux virtuels isol s. Un VLAN (Virtual Local Area Network) est un r seau local regroupant un ensemble de machines de fa on logique et non physique. Les r seaux virtuels de niveau 1, appel s r seaux virtuels par port (port- based VLAN) Les r seaux virtuels de niveau 2, appel s r seaux virtuels par adresse MAC (MAC address-based VLAN) : Les r seaux virtuels de niveau 3: Les r seaux virtuels par adresse de sous- r seau (Network address-based VLAN) et Les r seaux virtuels par protocole (Protocol-based VLAN). 24 Virtualisation des r seaux 25 Virtualisation du stockage Dans une machine virtuelle, les donn es sont stock es sur un disque dur virtuel. Ce disque dur se pr sente sous forme de fichier dans le syst me de fichiers de l'h te : VHD chez Microsoft VDI chez Oracle VMDK chez VMware OVF format ouvert 26 Virtualisation du stockage La virtualisation de stockage permet : dadjoindre un p riph rique de stockage suppl mentaire sans interruption des services; de regrouper des unit s de disques durs de diff rentes vitesses, de diff rentes tailles et de diff rents constructeurs ; de r allouer dynamiquement de lespace de stockage. 27 Virtualisation des serveurs Cette technique permet aux entreprises dutiliser des serveurs virtuels au lieu de serveurs physiques. Si cette virtualisation est faite au sein de la m me entreprise, le but est de mieux utiliser la capacit de chaque serveur par une mise en commun de leur capacit . 28 Virtualisation: Types 3 variantes darchitecture de virtualisation existent: mulateur (Hyperviseur de type 2) Simulation totale du mat riel Virtualisation compl te Isolation Virtualisation applicative Virtualisation au niveau du noyau (Partitionnement) Para-virtualisation (Hyperviseur de type 1) 29 Virtualisation: Types 3 variantes darchitecture de virtualisation existent: mulateur (Hyperviseur de type 2) Simulation totale du mat riel Virtualisation compl te Isolation Virtualisation applicative Virtualisation au niveau du noyau (Partitionnement) Para-virtualisation (Hyperviseur de type 1) 30 Virtualisation: mulateurs Emulation ou partitionnement: L mulation consiste simuler lex cution dun programme en interpr tant chacune des instructions destin es au micro-processeur. Avantages: Facilit de mise en Suvre et d'utilisation, tr s bonne compatibilit d'OS Inconv nients: Mauvaises performances, mat riel mul Exemple: QEMU, Gxemul, PearPC, Bochs, etc. 31 Virtualisation: L'isolateur 1/Virtualisation applicative Technique permettant d'emprisonner l'ex cution des applications dans des contextes ou zones d'ex cution " Chroot, BSD Jail Plusieurs instances d'une m me application " Apache, Tomcat, etc. 2/Virtualisation au niveau du noyau Elle fait croire la pr sence de plusieurs machines Il nest pas possible dutiliser des noyaux diff rents en m me temps. " Linux vserver, OpenVZ, Solaris zones, etc. 32 Virtualisation: L'isolateur Le syst me d'exploitation invit est conscient d' tre virtualis : Il communique avec l'hyperviseur via des API de communication Les appels syst me au mat riel du serveur physique se font par l'interm diaire de l'hyperviseur N cessite une modification du syst me invit 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 compl te 33 Virtualisation:Para-virtualisation 34 Virtualisation:Para-virtualisation Optimiser linfrastructure physique, mutualiser les ressources Am liorer la disponibilit des services Simplifier la gestion et le d ploiement du syst me Automatisation des t ches Efficacit et gain de temps R duire la consommation lectrique Faire des conomies 35 Virtualisation: Avantages Infrastructure souvent complexe, n cessite des connaissances techniques approfondies N cessite une solution de stockage partag e efficiente et sans faille La facilit de d ploiement des VM peut tre un inconv nient Multiplication non justifi e des VM La gestion du cycle de vie des VM doit tre rigoureuse Co t des licences et de la maintenance 36 Virtualisation: Inconv nients