Semaine 15-16 : Hyperviseurs et Machines Virtuelles ☁️
Objectifs pédagogiques
- Installer et configurer des hyperviseurs de type 1 (bare-metal) et de type 2 (hébergé).
- Gérer le cycle de vie des machines virtuelles (VMs), y compris les snapshots et les clones.
- Optimiser les performances et configurer les réseaux virtuels.
- Comprendre les concepts de Haute Disponibilité et de Clustering pour la virtualisation.
Sommaire de Navigation
1 — Concepts de Virtualisation et Types d’Hyperviseurs
La virtualisation est la création d’une version virtuelle d’une ressource (système d’exploitation, serveur, stockage, réseau). Elle permet d’optimiser l’utilisation du matériel physique.
Qu’est-ce qu’un Hyperviseur ?
L’hyperviseur est le logiciel qui crée et gère les machines virtuelles (VMs). Il isole les systèmes d’exploitation invités et alloue les ressources physiques (CPU, RAM, Disque, Réseau) à chaque VM.
Hyperviseurs de Type 1 (Bare-Metal)
- Installation : Directement sur le matériel physique, sans système d’exploitation hôte.
- Avantages : Meilleures performances, faible surcharge, plus sécurisé, idéal pour la production.
- Exemples : VMware ESXi, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer, Proxmox VE.
Hyperviseurs de Type 2 (Hébergé)
- Installation : S’exécute comme une application sur un système d’exploitation hôte (Windows, Linux, macOS).
- Avantages : Facile à installer et à utiliser, idéal pour les tests, le développement ou l’apprentissage.
- Exemples : Oracle VirtualBox, VMware Workstation/Fusion.
2 — Gestion du Cycle de Vie des Machines Virtuelles
L’administrateur doit gérer la création, le déploiement, la maintenance et la suppression des VMs.
Création et Configuration de Base
Lors de la création d’une VM, les éléments suivants doivent être configurés :
- Nom : Identification unique de la VM.
- Système d’exploitation invité : Type de système (Windows Server, Ubuntu, etc.).
- Ressources allouées : CPU virtuels, quantité de RAM.
- Stockage : Taille du disque dur virtuel (VHD, VMDK) et format (Thin Provisioning vs. Thick Provisioning).
Thin Provisioning vs. Thick Provisioning
| Type de Disque | Description | Avantage |
|---|---|---|
| Thick Provisioning | L’espace disque alloué est réservé immédiatement sur le stockage physique. (Ex: Un disque de 100 Go prend 100 Go réels). | Performance garantie, aucune surprise d’espace. |
| Thin Provisioning | Le disque utilise initialement peu d’espace et grandit au fur et à mesure que l’espace est réellement utilisé par le système d’exploitation invité. | Économie de stockage, plus flexible. |
Snapshots (Instantanés)
Un snapshot capture l’état d’une VM à un instant T (mémoire et fichiers disques). Il permet de revenir rapidement à cet état en cas de problème après une mise à jour ou une mauvaise configuration.
- Attention : Les snapshots ne sont pas des sauvegardes ! Ils ralentissent les performances du disque s’ils sont conservés trop longtemps.
Clonage
Le clonage crée une copie exacte d’une VM existante. C’est idéal pour créer des environnements de test ou pour déployer rapidement de nouveaux serveurs basés sur un « modèle » (Template).
3 — Optimisation des Ressources et Configuration Réseau Virtuel
Une bonne gestion des ressources est cruciale pour l’efficacité de la virtualisation.
Ressources CPU et RAM
- Surallocation (Overcommitment) : Possibilité d’allouer plus de CPU et de RAM virtuels aux VMs que ce que le serveur physique possède réellement, car toutes les VMs ne les utilisent pas simultanément. (À faire avec prudence !)
- Ballooning : Technique utilisée par l’hyperviseur pour récupérer de la mémoire inutilisée d’une VM et la réallouer à une VM qui en a besoin.
- Drivers de Virtualisation : Assurez-vous d’installer les outils spécifiques à l’hyperviseur (VMware Tools, Hyper-V Integration Services) dans la VM pour une gestion optimisée des ressources et des périphériques.
Réseaux Virtuels (vSwitch)
Un vSwitch (Virtual Switch) fonctionne comme un commutateur physique et permet aux VMs de communiquer entre elles et avec le réseau physique.
- Port Group (Groupes de Ports) : Groupement logique de ports sur le vSwitch pour des configurations spécifiques (ex: lier les VMs d’administration à un VLAN spécifique).
- Types de Connexion :
- VMs vers Réseau Externe : Connexion au réseau physique via la carte réseau (vNIC) de l’hôte.
- VMs vers VMs (Interne) : Communication uniquement entre les VMs sur le même hôte sans toucher au réseau physique.
4 — Haute Disponibilité (HA) et Clustering
La virtualisation permet de mettre en place des mécanismes de résilience puissants pour garantir que les services restent disponibles même en cas de panne matérielle.
Haute Disponibilité (HA)
La HA est l’ensemble des mécanismes qui assurent qu’en cas de défaillance du serveur hôte physique, les machines virtuelles qu’il héberge sont automatiquement redémarrées sur un autre hôte sain du cluster.
- Prérequis : Les hôtes doivent faire partie d’un cluster, et les VMs doivent être stockées sur un espace de stockage partagé (SAN, NAS).
Migration en Temps Réel (Live Migration)
La migration en temps réel (vMotion pour VMware, Live Migration pour Hyper-V) permet de déplacer une VM d’un hôte physique à un autre sans interruption de service pour l’utilisateur.
- Utilisation : Maintenance matérielle (mise à jour de RAM, remplacement de disque) sans avoir besoin d’arrêter les VMs.
Clustering et Reprise après Sinistre (DRP)
Un Cluster est un groupe d’hôtes physiques gérés collectivement pour la haute disponibilité et la répartition de charge.
| Concept | Objectif |
|---|---|
| Clustering | Résilience aux pannes matérielles au sein d’un même site (HA). |
| Disaster Recovery Plan (DRP) | Reprise des services sur un site secondaire distant en cas de sinistre majeur (incendie, inondation). |