Les termes « serveur virtuel » et « serveur physique » ne désignent pas un état d’existence tangible ou intangible, mais plutôt la manière dont les machines sont structurées.
Toutes les données et tous les systèmes numériques doivent exister et être hébergés quelque part dans le monde réel. Une plateforme qui fonctionne dans le cloud, vos comptes personnels, le site web d’une entreprise que vous consultez en ligne ou une application sur votre téléphone peuvent tous être rattachés à leur lieu d’hébergement : une machine bien réelle.
Cela étant dit, commençons par examiner deux brèves définitions usuelles de ces termes avant de nous plonger dans la technologie qui les sous-tend.
- Serveur physique : Un serveur physique est un équipement matériel utilisé pour exécuter des applications et des services. Il dispose de ses propres ressources dédiées, comme le processeur, la mémoire, le stockage et le réseau. Les serveurs physiques sont utilisés pour les opérations sur site et par les organisations qui ont besoin de systèmes numériques performants, isolés et spécialisés.
- Serveur virtuel : Un serveur virtuel est une réplique logicielle d’un serveur physique. Il est créé à l’aide d’un hyperviseur, qui crée et gère des machines virtuelles (VM) situées sur une couche supérieure au matériel physique réel. Plusieurs VM peuvent être créées sur un même serveur physique et partager ses ressources. Les serveurs virtuels sont utilisés par les fournisseurs de cloud computing pour optimiser leurs ressources matérielles, par les développeurs comme environnements de test, et alimentent la majeure partie du monde en ligne.
Qu’est-ce qu’un serveur physique ?
Un serveur physique est toute machine dotée d’un châssis, d’un processeur, d’un GPU, de mémoire vive, d’un espace de stockage, d’un bloc d’alimentation, d’une interface réseau, d’un système d’exploitation, de logiciels applicatifs pour serveurs et d’autres logiciels. Les serveurs physiques sont généralement conçus pour fonctionner 24 h/24 et 7 j/7. Ils ne servent pas à l’informatique générale, mais à exécuter des applications qui fournissent des services à d’autres ordinateurs, comme des serveurs web, des services d’hébergement ou d’autres tâches propres aux serveurs.
Quelle que soit la taille de cette machine — qu’il s’agisse d’un petit ordinateur de bureau ou d’un grand serveur monté en rack — et quel que soit son emplacement, il s’agit toujours d’un serveur physique. Techniquement, ces types de machines sont également appelés serveurs bare metal. Les serveurs bare metal peuvent être exploités en privé par des organisations sur leurs propres sites, ou accessibles par l’intermédiaire des principaux fournisseurs de cloud.
Caractéristiques principales
La différence la plus importante entre les serveurs physiques et virtuels est que les premiers conservent toutes les ressources de la machine pour leur usage exclusif. Cela les rend extrêmement sécurisés et très puissants. Les principales caractéristiques des serveurs physiques sont les suivantes :
- Performances supérieures : Les serveurs bare metal peuvent offrir de meilleures performances que les serveurs virtuels, car leurs ressources ne sont pas partagées avec d’autres utilisateurs.
- Isolement accru : Les serveurs physiques sont mieux isolés que les serveurs virtuels, ce qui améliore la sécurité et la fiabilité.
- Contrôle accru : Les serveurs physiques donnent aux utilisateurs davantage de contrôle sur le matériel, les logiciels et leur fonctionnement.
- Ressources dédiées : Les serveurs physiques disposent de ressources dédiées, comme le processeur, la mémoire, le stockage et le réseau. Ces ressources ne sont donc pas partagées avec d’autres serveurs, ce qui peut offrir de meilleures performances et un meilleur isolement.
- Évolutivité : Les serveurs physiques peuvent être dimensionnés à la hausse ou à la baisse par l’ajout ou le retrait de composants matériels. Cela peut être utile aux entreprises dont la charge de travail fluctue.
- Fiabilité : Les serveurs physiques sont généralement plus fiables que les serveurs virtuels, car ils ne sont pas soumis aux mêmes surcoûts liés à la virtualisation. Cependant, ils sont considérés comme présentant des risques de point de défaillance unique.
Cas d’usage
Au début des années 2000, la grande majorité des serveurs dans le monde étaient des serveurs physiques. Les systèmes numériques reposaient donc sur des machines « individuelles », chaque entreprise hébergeant généralement ses propres serveurs pour faire fonctionner ses systèmes informatiques.
Aujourd’hui, la tendance s’est inversée et les VM exécutent la majorité des charges de travail liées aux serveurs dans le monde. Les serveurs physiques ont néanmoins toujours leur place dans les infrastructures informatiques modernes et sont utilisés pour diverses charges de travail exigeantes.
Les cas d’usage courants des serveurs physiques comprennent :
- Calcul haute performance (HPC) : Les charges de travail HPC exigent des niveaux élevés de performances et d’évolutivité. Les serveurs physiques peuvent servir à créer des clusters HPC, utilisés pour exécuter des simulations scientifiques et techniques complexes.
- Apprentissage automatique (ML) : Les serveurs physiques peuvent être utilisés pour entraîner et déployer des modèles de ML nécessitant de grandes quantités de données et de puissance de calcul.
- Hébergement de bases de données : Les charges de travail liées aux bases de données exigent des niveaux élevés de performances, de sécurité, de fiabilité et d’évolutivité.
- Applications stratégiques : Les applications stratégiques, comme les systèmes ERP et CRM, exigent des niveaux élevés de performances, de fiabilité et de sécurité. Les serveurs physiques sont souvent utilisés pour héberger ces systèmes.
- Cloud computing bare metal : Tous les principaux fournisseurs de cloud proposent du cloud computing bare metal — un type de service de cloud computing. Ces services sont utilisés par les clients qui exigent des niveaux élevés de performances, de contrôle et d’isolement.
Secteurs qui utilisent des serveurs physiques
Les secteurs qui mettent à profit les cas d’usage des serveurs physiques comprennent les services financiers, la santé, l’administration et la défense, l’aérospatiale, la logistique, les services publics et les utilities, l’industrie manufacturière, ainsi que les médias et le divertissement. Ces secteurs apprécient la fiabilité, les performances, la sécurité, l’isolement et la propriété que procurent les serveurs physiques.
Qu’est-ce qu’un serveur virtuel ?
Un serveur virtuel est une réplique numérique d’un serveur physique, généralement créée à partir d’une fraction seulement des ressources du serveur physique d’origine afin d’alimenter de nombreux serveurs virtuels identiques sur le même matériel. La virtualisation est la clé du cloud computing : elle permet aux grandes entreprises technologiques de proposer des ressources efficaces à l’échelle mondiale tout en optimisant leur matériel.
Imaginez un grand rack équipé de tout le matériel et de tous les logiciels de pointe nécessaires au fonctionnement d’un serveur moderne. Cette machine dispose d’une puissance de calcul considérable, d’un vaste espace de stockage, d’une vitesse exceptionnelle, ainsi que d’une grande fiabilité et sécurité.
Un client arrive et souhaite louer votre machine pour héberger un site.
Mais deux autres clients se présentent ensuite et veulent louer votre machine pour gérer une base de données. Vous transformez donc ce serveur physique monté en rack en serveur virtuel, en créant plusieurs VM qui partagent les ressources de la machine.
Chaque VM se voit attribuer ses propres ressources dédiées, comme le processeur, la mémoire et le stockage. Chaque VM devient alors un serveur virtuel, exécuté comme un système isolé au sein de l’hôte physique.
À plus grande échelle, ce scénario explique précisément la croissance et le changement d’échelle du cloud computing.
Caractéristiques principales
Les serveurs virtuels présentent plusieurs caractéristiques qui leur sont propres. Parmi elles :
- Partage des ressources : Les serveurs virtuels peuvent partager les ressources d’un même serveur physique, comme le processeur, la mémoire et le stockage.
- Évolutivité et flexibilité : Les serveurs virtuels peuvent facilement être dimensionnés à la hausse ou à la baisse par l’ajout ou la suppression numérique de ressources. Ils peuvent également être facilement migrés et sauvegardés.
- Isolement : Les serveurs virtuels sont isolés les uns des autres, ce qui signifie qu’une VM ne peut pas affecter une autre VM. Cela améliore la sécurité et la fiabilité.
- Fiabilité : Les serveurs virtuels peuvent être plus fiables que les serveurs physiques, car ils sont généralement conçus pour être redondants. Si un serveur virtuel tombe en panne ou subit une interruption ou un arrêt, un autre serveur virtuel peut prendre le relais. En revanche, si le serveur physique tombe en panne, toutes ses VM sont également mises hors service.
Cas d’usage
Les cas d’usage des serveurs virtuels sont pratiquement illimités. Ils sont utilisés de manière intensive dans tous les secteurs pour toutes sortes d’applications. Même les utilisateurs ordinaires interagissent chaque jour avec des serveurs virtuels sans le savoir, lorsqu’ils naviguent en ligne et se connectent à leurs plateformes et comptes numériques.
Parmi les cas d’usage courants des serveurs virtuels figurent :
- Hébergement web : Les serveurs virtuels sont utilisés pour l’hébergement web, car ils sont évolutifs et abordables.
- Hébergement de bases de données : Les serveurs virtuels constituent également un bon choix pour l’hébergement de bases de données. Serveurs de bases de données nécessitent souvent beaucoup de ressources, comme du processeur et de la mémoire. Les serveurs virtuels peuvent fournir les ressources dont les serveurs de bases de données ont besoin, sans le coût élevé d’un serveur dédié.
- Hébergement de messagerie : Les serveurs virtuels sont également utilisés pour l’hébergement de messagerie. Les serveurs de messagerie doivent être fiables et évolutifs pour pouvoir gérer un grand nombre de messages électroniques.
- Hébergement d’applications : Les serveurs virtuels peuvent héberger diverses applications et leur fournir les performances et l’évolutivité dont elles ont besoin.
- Tests et développement : Les équipes DevOps et DevSecOps testent, développent et déploient souvent leurs logiciels, applications et API sur des serveurs virtuels, car ceux-ci offrent des environnements sûrs et isolés.
En plus de ces cas d’usage courants, les serveurs virtuels peuvent également servir à diverses autres fins, notamment aux bureaux virtuels, au cloud computing, au HPC et à bien d’autres usages.
Serveurs virtuels ou serveurs physiques : quelles différences ?
Examinons de plus près les différences et les points de comparaison entre les serveurs physiques et virtuels.
Architecture
Comme indiqué dans l’introduction, la principale différence entre les serveurs physiques et virtuels réside dans la manière dont les machines sont structurées, autrement dit dans leur architecture.
- Les serveurs physiques ont une architecture simple et linéaire. Tout le matériel se trouve sur la couche inférieure : processeur, GPU, mémoire vive, stockage (HDD/SSD), bloc d’alimentation, etc. Le système d’exploitation est installé sur cette couche. Enfin, la couche supérieure accueille les applications et les logiciels.
- Les serveurs virtuels ont des architectures plus complexes. La structure d’un seul serveur virtuel peut se ramifier à de nombreuses reprises et héberger plusieurs VM. L’architecture de base d’un serveur virtuel comprend le matériel bare metal sur la première couche, au-dessus duquel sont installés une couche de virtualisation ou des hyperviseurs . Les hyperviseurs créent et gèrent à leur tour une troisième couche de VM, chacune disposant d’un système d’exploitation comme couche supplémentaire. Enfin, les applications et les logiciels se trouvent sur la dernière couche, au-dessus du système d’exploitation.
Coût
La technologie de virtualisation tend à être plus complexe, et d’une certaine manière plus avancée, que celle des serveurs physiques — mais elle est également plus rentable lorsqu’elle est achetée à grande échelle.
- La technologie des serveurs physiques peut être coûteuse. Si votre entreprise souhaite construire un serveur physique hautes performances, elle doit disposer de moyens financiers importants. Mais pour une fraction de ce prix, elle peut accéder à toutes les meilleures ressources proposées par les serveurs virtuels.
- Les serveurs virtuels sont coûteux à exploiter, mais peu coûteux à louer. La création et l’exploitation d’un centre de données capable de proposer des serveurs virtuels dans le monde entier coûtent extrêmement cher aux fournisseurs de cloud. Ils doivent payer l’ensemble du matériel et des logiciels nécessaires à la fourniture de ces services à leurs clients. Pour les utilisateurs, en revanche, l’accès à cette technologie est bien moins coûteux que la construction de leur propre serveur physique.
Outre les coûts liés au matériel et aux logiciels, les entreprises ne sont généralement pas responsables de la maintenance lorsqu’elles utilisent un serveur virtuel. Si le matériel d’un serveur virtuel tombe en panne, vous ne vous en rendrez probablement même pas compte, car le fournisseur effectuera rapidement le remplacement. Les intrusions physiques, le vol de matériel, les factures d’électricité des serveurs ou encore les catastrophes naturelles, les incendies, les inondations et les tremblements de terre sont autant de problèmes dont les utilisateurs de serveurs virtuels — qui optent pour des fournisseurs de virtualisation cloud — n’ont pas non plus à se soucier.
Performances
En matière de performances, la course est serrée entre les serveurs physiques et virtuels. En réalité, plusieurs facteurs détermineront lequel de ces systèmes sera le plus performant. Les configurations, le matériel et les capacités de calcul, les logiciels et le réseau font partie des éléments qui définissent les performances des serveurs.
- Serveurs physiques pour le HPC : On considère généralement que lorsqu’une entreprise déploie un serveur physique sur site ou loue un serveur bare metal auprès d’un fournisseur cloud, c’est parce qu’elle cherche à exécuter des opérations de calcul intensives. Les serveurs physiques sont souvent associés aux systèmes hautes performances.
- Serveurs virtuels pour la flexibilité : Les serveurs virtuels peuvent eux aussi être configurés pour fonctionner à des niveaux exceptionnellement élevés, notamment aujourd’hui, alors que de nouveaux matériels et logiciels apparaissent pour alimenter l’apprentissage automatique, l’IA et d’autres innovations. En outre, bon nombre des matériels et logiciels de serveur les plus récents sont extrêmement coûteux. Les serveurs virtuels constituent donc un moyen simple d’accéder aux technologies les plus récentes.
Fiabilité
Comme pour les performances, la fiabilité dépendra de la machine, des logiciels, des réseaux et des configurations. Les serveurs physiques comme les serveurs virtuels peuvent être configurés pour être extrêmement fiables, de différentes manières et pour différentes raisons.
- Les serveurs virtuels assurent la redondance : Les serveurs virtuels sont, presque par défaut, proposés comme des systèmes redondants. Ainsi, même si la VM est perturbée ou si le réseau qui lui est associé subit une interruption, le système continue de fonctionner depuis une autre VM. Ce n’est pas le cas des serveurs physiques.
- Les serveurs physiques offrent une grande fiabilité : L’intégration de la redondance dans les serveurs physiques est plus complexe sur le plan technique, moins courante et plus coûteuse ; ces serveurs présentent donc souvent des points de défaillance uniques. En revanche, ils comportent aussi moins d’éléments susceptibles de tomber en panne, puisqu’ils ne dépendent pas d’hyperviseurs ni de couches logicielles supplémentaires, et peuvent être dépannés localement, sans faire appel aux équipes d’assistance technique du fournisseur cloud.
Difficulté de gestion
La gestion des serveurs physiques comme virtuels peut être complexe — même si, lorsque vous exploitez un serveur virtuel fourni par un prestataire externe, la plupart de ces tâches sont sous-traitées au fournisseur.
- Les serveurs physiques ne nécessitent pas de connaissances avancées en virtualisation, mais il peut malgré tout être difficile d’exploiter pleinement leurs ressources. Les administrateurs de serveurs bare metal peuvent rencontrer des difficultés pour gérer les configurations individuelles, l’optimisation, la surveillance et la visualisation.
- La technologie des serveurs virtuels nécessite effectivement des compétences avancées, car la technologie a considérablement évolué. De nombreux fournisseurs proposent des plateformes cloud de gestion des serveurs virtuels dotées d’interfaces conviviales. En revanche, ceux qui exploitent les technologies de virtualisation les plus avancées ont accès à un large éventail d’outils pour optimiser les performances des VM. Ils peuvent améliorer la visualisation grâce à des plateformes de centralisation. La gestion des serveurs virtuels à ce niveau exige du savoir-faire et de l’expérience, mais les avantages l’emporteront sur les difficultés.
Migration
Il est plus facile de migrer des serveurs virtuels que les serveurs physiques. Cela s’explique par le fait que les serveurs virtuels peuvent facilement être copiés d’un serveur physique à un autre. Les utilisateurs peuvent migrer une VM en quelques clics seulement.
En revanche, les serveurs physiques doivent être déplacés physiquement et reconfigurés. Cela implique de sauvegarder manuellement l’intégralité du système et de le charger sur une nouvelle machine.
Sécurité
Les serveurs virtuels comme les serveurs physiques peuvent être sécurisés, mais ils nécessitent une configuration et une gestion rigoureuses. En outre, les deux technologies offrent un certain niveau d’isolement.
- Les serveurs virtuels peuvent être vulnérables aux attaques telles que hyperjacking si le logiciel de virtualisation n’est pas correctement configuré. Bien que les VM soient généralement isolées les unes des autres et du serveur hôte, elles élargissent la surface d’attaque.
- Les serveurs physiques peuvent être vulnérables aux attaques physiques s’ils ne sont pas correctement sécurisés. Ils sont hautement isolables, mais si une attaque parvient à passer, ils constituent un point de défaillance unique. Cela dit, on peut en dire autant du serveur physique sous-jacent qui exécute les VM.
En résumé : serveurs virtuels ou serveurs physiques pour votre entreprise
Les serveurs virtuels et les serveurs physiques présentent chacun leurs propres avantages et inconvénients. Le meilleur choix pour votre entreprise dépendra de vos besoins et exigences spécifiques.
Dans l’ensemble, les serveurs virtuels constituent un bon choix pour la plupart des entreprises. Ils sont abordables, offrent une excellente fiabilité et un accès aux technologies les plus récentes, et sont extrêmement évolutifs. Cependant, les serveurs physiques peuvent être un meilleur choix pour les entreprises qui ont besoin d’un contrôle accru, de performances supérieures et d’une sécurité infaillible.
Découvrez notre analyse des meilleurs logiciels de virtualisation des serveurs pour commencer à tirer parti des dernières avancées de la technologie de virtualisation.