Maîtrisez les machines virtuelles en un seul article

De nombreuses technologies de pointe actuelles, telles que le cloud computing, l'edge computing et les microservices, proviennent du concept de machines virtuelles : déplacer les systèmes d'exploitation et les instances logicielles de le physique sous-jacent séparé de l'ordinateur.

Qu'est-ce qu'une machine virtuelle ?

Une machine virtuelle fait référence à un système informatique complet avec des fonctions matérielles complètes simulées par un logiciel et fonctionnant dans un environnement complètement isolé. Dans une machine virtuelle, un ou plusieurs invités peuvent s'exécuter sur un seul hôte.

Les origines des machines virtuelles remontent au début des années 1960. Chaque machine virtuelle possède son propre système d'exploitation, indépendant des autres machines virtuelles, même si elles se trouvent sur le même hôte physique. Les machines virtuelles fonctionnent généralement sur des serveurs, mais peuvent également fonctionner sur des systèmes de bureau et même sur des plates-formes embarquées. Plusieurs machines virtuelles peuvent partager les ressources d'un hôte physique, notamment les cycles de processeur, la bande passante réseau et la mémoire.

Les machines virtuelles ont connu un grand développement au cours des 20 dernières années. Grâce à la virtualisation des serveurs, les entreprises peuvent utiliser plus efficacement la puissance de calcul de leurs serveurs physiques, réduire le nombre de serveurs physiques et économiser l'espace du centre de données. .

Comment fonctionne une machine virtuelle ?

De manière générale, il existe deux types de machines virtuelles : les machines virtuelles de programme (qui séparent les programmes individuels) et les machines virtuelles de système (qui séparent complètement le système d'exploitation et les applications de l'ordinateur physique). Des exemples de machines virtuelles de programme incluent la machine virtuelle Java, .NET Framework et la machine virtuelle Parrot.

La machine virtuelle du système s'appuie sur l'hyperviseur comme intermédiaire pour fournir aux logiciels un accès aux ressources matérielles. L'hyperviseur simule le processeur, la mémoire, le disque dur, le réseau et d'autres ressources matérielles de l'ordinateur, créant ainsi un pool de ressources pouvant allouer des ressources à des machines virtuelles individuelles en fonction de leurs besoins spécifiques. L'hyperviseur peut prendre en charge plusieurs plates-formes matérielles virtuelles isolées, permettant aux machines virtuelles d'exécuter les systèmes d'exploitation Linux et Windows Server sur le même hôte physique. De plus, recherchez le compte officiel du Programming Technology Circle et répondez « paquet cadeau » en arrière-plan pour obtenir un paquet cadeau surprise.

Les acteurs bien connus dans ce domaine incluent VMware (ESX/ESXi), Intel/Linux Foundation (Xen), Oracle (MV Server pour SPARC et Oracle VM Server pour x86) et Microsoft (Hyper -V ).

Les systèmes informatiques de bureau peuvent également utiliser des machines virtuelles. Par exemple, les utilisateurs Mac exécutent des systèmes Windows virtuels sur leur Mac.

Quels sont les deux types de programmes de management ?

L'hyperviseur est responsable de la gestion des ressources et de l'allocation des ressources aux machines virtuelles. Il peut également planifier et ajuster la façon dont les ressources sont allouées en fonction de la configuration de l'hyperviseur et des machines virtuelles, et peut réaffecter les ressources en fonction des fluctuations de la demande. La plupart des hyperviseurs peuvent être divisés dans les deux catégories suivantes :

Type 1 : Les hyperviseurs bare metal s'exécutent directement sur l'hôte physique et ont un accès direct au matériel. Ce type d'hyperviseur s'exécute généralement sur des serveurs et est généralement plus efficace et plus performant que les hyperviseurs de type 2, ce qui le rend idéal pour la virtualisation des serveurs, des postes de travail et des applications. Ces hyperviseurs incluent Microsoft Hyper-V et VMware ESXi.

Type2 : Parfois appelé hyperviseur géré, ce type d'hyperviseur est installé sur le système d'exploitation hôte et est responsable de la gestion des appels aux ressources matérielles, généralement déployées sur les systèmes des utilisateurs finaux. Ces hyperviseurs incluent VMware Workstation et Oracle VirtualBox.

Quels sont les avantages des machines virtuelles ?

Étant donné que le logiciel est séparé de l'hôte physique, les utilisateurs peuvent exécuter plusieurs systèmes d'exploitation sur un seul matériel, ce qui permet aux entreprises d'économiser du temps, des coûts de gestion et de l'espace physique. Les machines virtuelles peuvent également prendre en charge les applications existantes, réduisant ou éliminant le besoin et le coût de migration des applications existantes vers des systèmes d'exploitation plus récents ou différents.

De plus, les développeurs peuvent utiliser des machines virtuelles pour tester des applications dans un environnement sandbox sécurisé. Les développeurs qui souhaitent savoir si leurs applications fonctionneront sur un nouveau système d'exploitation peuvent utiliser des machines virtuelles pour tester leurs logiciels sans avoir à acheter au préalable de nouveaux matériels et systèmes d'exploitation. Cela permet également d'isoler les logiciels malveillants, puisque les logiciels présents dans la machine virtuelle ne peuvent pas altérer la machine hôte et que les logiciels malveillants ne peuvent pas se propager.

Quels sont les inconvénients des machines virtuelles ?

Les machines virtuelles présentent également quelques défauts. L'exécution de plusieurs machines virtuelles sur un seul hôte physique peut entraîner des performances irrégulières, en particulier si les exigences d'infrastructure pour une application spécifique ne sont pas respectées. Cela les rend également moins efficaces que les ordinateurs physiques dans de nombreuses situations.

De plus, si le serveur physique tombe en panne, toutes les applications exécutées dessus planteront.

Quelles autres formes de virtualisation existe-t-il ?

Le succès des machines virtuelles dans la virtualisation des serveurs a conduit à l'application de la virtualisation à de nombreux autres domaines, notamment le stockage, les réseaux et les ordinateurs de bureau.

Les explorations dans le domaine de la virtualisation de réseau incluent le NaaS (Network as a Service) et le NFV (Network Function Virtualization), qui remplacent les équipements réseau dédiés par des serveurs de base pour obtenir des services plus flexibles et évolutifs. Ceci est légèrement différent du SDN (Software Defined Network), qui sépare le plan de contrôle du réseau du plan de transfert pour obtenir une allocation plus automatisée des ressources réseau et une gestion des ressources réseau basée sur des politiques. Les VNF (Virtual Network Functions) sont des services logiciels qui peuvent s'exécuter dans un environnement NFV, notamment le routage, le pare-feu, l'équilibrage de charge, l'accélération WAN, le chiffrement, etc.

Machines et conteneurs virtuels

La croissance des machines virtuelles a favorisé le développement de technologies telles que les conteneurs, poussant ce concept encore plus loin. Les conteneurs peuvent virtualiser une seule application et ses dépendances. Les conteneurs ont beaucoup moins de surcharge que les machines virtuelles, contenant uniquement des binaires, des bibliothèques et des applications.

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Bien que certaines personnes pensent que le développement de conteneurs peut tuer les machines virtuelles, les machines virtuelles ont suffisamment de capacités et d'avantages pour faire avancer la technologie. Par exemple, les machines virtuelles jouent toujours un rôle important lorsqu'il s'agit d'exécuter plusieurs applications simultanément ou d'exécuter des applications traditionnelles sur des systèmes d'exploitation plus anciens.

De plus, certaines personnes pensent que les conteneurs sont moins sécurisés que les hyperviseurs car les conteneurs n'ont qu'un système d'exploitation partagé par les applications, tandis que les machines virtuelles peuvent isoler les applications et les systèmes d'exploitation.

Gary Chen, directeur de recherche du groupe Software-Defined Computing d'IDC, a écrit dans le rapport d'IDC « Global Virtual Machine Software Forecast 2019-2022 » : « Le marché des logiciels de machines virtuelles est très résilient et continuera de croître au fil des ans. les cinq années suivantes. Poursuite d'une croissance positive en 2018, même si le marché est très mature et proche de la saturation

machines virtuelles, 5G et edge computing

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Les machines virtuelles sont considérées comme faisant partie des nouvelles technologies telles que la 5G et l'informatique de pointe. Par exemple, les fournisseurs d’infrastructures de postes de travail virtuels (VDI) tels que Microsoft, VMware et Citrix recherchent des moyens d’étendre leurs systèmes VDI pour permettre le travail à domicile, en complément d’une approche de travail hybride post-pandémique.

Mahadev Satyanarayanan, professeur d'informatique à l'Université Carnegie Mellon, a déclaré : « Avec VDI, vous avez besoin d'une latence extrêmement faible car vous envoyez essentiellement vos frappes de clavier et vos mouvements de souris vers un emplacement distant. " En 2009, Satyanarayanan a écrit un article sur la façon d'utiliser les nuages ​​​​basés sur des machines virtuelles pour fournir une meilleure puissance de traitement aux appareils mobiles à la périphérie d'Internet, ce qui a favorisé le développement de l'informatique de pointe.

Dans le monde sans fil 5G, le processus de découpage du réseau utilise les technologies SDN et NFV pour aider à installer des fonctions réseau sur des machines virtuelles sur des serveurs virtuels afin de fournir des services qui ne pouvaient autrefois fonctionner que sur du matériel propriétaire.

Comme beaucoup d'autres technologies utilisées aujourd'hui, ces innovations émergentes ne se seraient pas développées sans le concept de machine virtuelle originale introduit il y a des décennies.

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