Virtualisation des systèmes d'exploitation

Virtualisation

• La virtualisation consiste à faire fonctionner plusieurs systèmes d'exploitation sur un seul ordinateur, comme s'ils étaient sur des ordinateurs distincts.
• La virtualisation consolide les charges de travail des serveurs sous-exploités sur un serveur unique, optimisant ainsi le taux d'utilisation global.
• Chaque machine virtuelle, avec l'ajout d'une couche de virtualisation, possède ses propres applications et système d'exploitation.
• L'architecture x86 traditionnelle implique un système d'exploitation par machine, ce qui risque d'interrompre un service global si de multiples applications s'exécutent sur le même serveur.
• En général, un serveur équivaut à une application en raison de cette interruption potentielle.
• La virtualisation s'explique par une tendance à l'utilisation inefficace, le matériel serveur plus puissant et l'exploitation du nombre de composants physiques et logiques.
• L'utilisation accrue des ressources matérielles, la réduction des coûts de gestion et des ressources, l'amélioration de la flexibilité commerciale et la réduction des temps d'arrêt sont les 4 principaux objectifs
• Une organisation peut opter pour deux serveurs physiques dédiés à deux services de fichiers, en ayant chacun 15% de leurs capacités utilisées
• Après la virtualisation, seule l'acquisition d'un seul serveur physique est requise et environ 30% de la capacité du serveur physique sont utilisés

Historique et composition des machines virtuelles

• 1960: IBM a créé la virtualisation mainframe
• 1991: VMware a virtualisé x86
• 2003: Xen a été virtualisé
• 4ème trimestre 2005: Intel et AMD ont été virtualisés
• Composition d'une machine physique : processeur (CPU), mémoire (RAM), carte réseau et stockage.
• Une machine virtuelle a quatre ressources virtuelles indispensables : un processeur (CPU) virtuel, une mémoire (RAM) virtuelle, une carte réseau virtuelle et un disque virtuel pour le stockage.
• Les ressources virtuelles d'une machine virtuelle sont instanciées à partir des ressources physiques de la machine physique sur laquelle la VM est déployée.
• La création et la gestion des machines virtuelles et de leurs ressources virtuelles se font via des hyperviseurs qui sont des plateformes de virtualisation.

Terminologie et types de virtualisation

• Machine hôte: machine physique qui héberge une ou plusieurs machines virtuelles
• Système hôte: système d'exploitation installé sur la machine hôte.
• Machine invitée: machine virtuelle déployée sur une machine physique.
• Système invité: système d'exploitation installé sur la machine virtuelle.
• La virtualisation des serveurs, du stockage, des applications, des postes de travail et des réseaux sont les différents types
• Adoption par les entreprises du typ de virtualisation: serveur (92%), stockage (40%), applications (39%), postes de travail (32%), réseaux (30%)

Virtualisation des serveurs

• Elle consiste à créer un ensemble de serveurs virtuels dans un seul serveur physique via une couche de virtualisation.
• Chaque serveur virtuel fonctionne de manière autonome et isolée, chacun exécutant sonpropre système d'exploitation (SE) et ses propres applications (App).
• Avantages : utilisation améliorée des ressources matérielles du serveur, réduction des coûts d'acquisition et de maintenance du serveur et temps d'arrêt réduit.

Virtualisation du stockage

• Elle fournit une présentation logique (virtuelle) des périphériques de stockage via une couche supplémentaire entre les périphériques et les utilisateurs.
• Pas d'accès direct aux périphériques de stockage physiques, mais utilisent unités de stockage virtuel
• Avantages : utilisation améliorée du stockage, moins d'investissement matériel par rapport aux alternatives, et capacité d'ajout et de suppression de stockage sans affecter la disponibilité.

Virtualisation des applications

• L'encapsulation d'une application et de son environnement système dans un package unique dans un environnement virtuel.
• L'application s'exécute dans un environnement virtuel isolé des autres applications et du système d'exploitation sous-jacent.
• Avantages : absence de besoin d'installation d'application, déploiement plus rapide des applications et gestion plus simple et efficace.

Virtualisation des postes de travail

• Consiste à créer une infrastructure de postes de travail virtuels sur un serveur physique.
• Un ensemble de machines virtuelles sont déployées sur le serveur par l'administrateur qui jouent le rôle de postes de travail, sont gérées et surveillées sur le serveur.
• Les utilisateurs peuvent travailler et accéder à leurs fichiers, applications et documents depuis n'importe quel ordinateur sans avoir besoin de transporter leur ordinateur personnel.
• La gestion et la maintenance des bureaux virtuels sont simplifiées, et les coûts des licences de logiciels sont réduits.

Virtualisation des réseaux

• Elle consiste à abstraire les ressources réseau matérielles sous forme logicielle.
• Les réseaux physiques sont combinés en un réseau logiciel virtuel, et un réseau physique peut être divisé en réseaux virtuels indépendants.
• L'indépendance vis-à-vis du matériel, l'approvisionnement par programmation via un système de gestion centralisé, la réduction des erreurs manuelles et du temps d'approvisionnement, et l'efficacité opérationnelle sont ses avantages.

Cloud Computing

• Le National Institute of Standards and Technology (NIST) est un laboratoire de sciences physiques relevant du département américain du Commerce qui vise à stimuler l'innovation et la compétitivité industrielle.
• Le NIST définit le cloud computing comme un accès à la demande, en libre-service, via un réseau de télécommunications, à des ressources informatiques partagées et configurables.
• La mutualisation des ressources éclatées, l'accès réseau et la disponibilité rapide à la demande sont les trois caractéristiques clés.

Définitions supplémentaires et exemples de cloud computing

• Accès réseau à la demande et pratique à un pool partagé de ressources informatiques configurables (réseaux, serveurs, stockage, applications, services) provisionnées et distribuées rapidement avec une gestion minimale.
• Plateforme de mutualisation informatique fournissant aux entreprises des services à la demande avec l'impression d'une infinité de ressources.
• Le New York Times, Netflix, General Electric, Pearson et Airbnb sont des exemples d'entreprises ayant des projets Cloud Computing réussis.
• AWS, Azure, Google Cloud, IBM Cloud, Oracle Cloud, Alibaba Cloud et Huawei Cloud sont des exemples de fournisseurs de cloud.

AWS et OpenStack

• AWS (Amazon Web Services) est le leader du cloud public, offrant des machines virtuelles (EC2), stockage d'objets (S3), bases de données managées (RDS), exécution de code serverless (Lambda) et réseaux privés (VPC).
• AWS offre une grande évolutivité, fiabilité, un écosystème de services étendu et une facturation à l'usage.
• OpenStack est une solution open-source pour créer un cloud privé, privilégiée par les entreprises souhaitant gérer leur infrastructure en interne.
• OpenStack offre Open source et personnalisable, moins de dépendance aux fournisseurs de cloud ainsi que des composants clés tels que Nova, Neutron, Cinder et swift
• AWS et OpenStack sont différents dans la facturation, les besoins, l'infrastructure et la conformité de gestion

Evolution du cloud (v1.0, v2.0, v3.0)

• Le cloud v1.0 met l'accent sur l'infrastructure, le cloud v2.0 met l'accent sur plateformes et intégration, et le cloud v3.0 met l'accent sur IA
• Le Cloud v1.0 consiste à déployer des services d'infrastructure tels que des serveurs, stockage et réseaux virtuels avec provisionnement manuel, tout en dépendant de centres de données centralisés.
• Le Cloud v2.0 vise à moderniser et fournir des plates-formes avec la simplification, le services d’analyse et le déploiement multi-régions
• Le cloud v3.0 met à l'œuvre Cloud hybride, edge computing, IA et du machine lerning ainsi de la sécurité renforcée
• Le cloud v1.0 a une complexité de gestion et un manque d'automatisation, tandis que le cloud v2.0 a une dépendance envers un fournisseur et une complexité accrue dans les environnements hybrides
• Les expériences utilisateur en temps réel et la flexibilité sont les avantages avec le cloud v3.0 et le coût élevé et le besoin de compétences sont les inconvénients
• XaaS référence des services, tous présentés sous formes de service

Modèles de Service Cloud (XaaS)

• PaaS (environnement pour développeurs) se base sur la location de plateformes cloud pour développer et utiliser des application
• l’utilisateur ne gère ni ne contrôle l'infrastructure Cloud sous-jacente sauf que AWS, AZURE, google sont des exemples qui fournissent également le système d'exploitation et les environnements d’exécutions
• PaaS fournit également une simple plateforme qui permettent aux utilisateurs la gestion des applications AWS Elastic, Google App Engine et Azure App Service sont des exemples sur le marché
• IAS fournit les fonctions de virtualisation, le système de stockage, les réseaux et les serveurs et vous y donne accès en fonction de vos besoins AWS ( Elastic Compute Cloud), Azure ( Virtual Machine), Google Cloud (Compute Engine) sont des exemples

SaaS (Software as a Service) et modèles de déploiement Cloud

• Applications en ligne comme Google Drive, Microsoft 365 Gmai sont des exemples
• Un service basé sur le cloud qui permet le téléchargement, l'installation, l’évitement des problèmes d’administrations et donne l'accès aux utilisateurs aux applications
• Le SaaS constitue une option intéressante pour les PME et évite les problèmes d'accès
• Google App, Microsoft Office sont des exemples
• Les trois modèles de déploiement sont le cloud public, le cloud privé et le cloud hybride.
• Le Cloud Public est hébergé par un fournisseur, il est gérer par un prestataire externe et ouvert au public et les services virtuels est le mode de paiement
• Le Cloud Privé est hébergé à l'inrterne avec des exigences de sécurité et contrôles
• Le Cloud Hybrides est composé de plusieurs Cloud distinctes (privées, communautaires et publiques) ou (entreprises avec des ressources internes

Avantages et inconvénients des clouds (public et privé) et cloud communautaire

• Cloud public
• Avantages : Allocation rapide et efficace des ressources, coût maitrisé et Résilience de l’environnement
• Inconvénients : Sécurité, Partage de l’infrastructure et le support client de qualité faible
• Cloud privé
• Avantages : calcul de capacité supérieur, contrôle de la sécurité et utilisation efficace des ressources
• Inconvénients : Coût élevé et limitation des fonctionnalités
• Le communautaire est utilisé par plusieurs organismes avec des réductions des coûts et une flexibilité
• Direct Connect Amazon Web Services (AWS), Interconnexion dédiée Google Cloud et Express Route Microsoft Azure sont des fournisseurs de cloud hybride

Conclusion

• Les points négatifs du cloud computing: connexion Internet constante requise, préoccupations en matière de sécurité, perte de contrôle et restrictions réglementaires potentielles.