La virtualisation des serveurs est un concept et une technologie qui permettent aux utilisateurs de diviser les ressources d’un serveur physique en plusieurs serveurs virtuels uniques et isolés. Cela permet à plusieurs systèmes d’exploitation (OS) de fonctionner sur le même serveur physique.
La virtualisation des serveurs n’est pas une idée nouvelle. Toutefois, son utilisation a considérablement augmenté depuis les années 2000, et plus encore récemment avec la transformation numérique mondiale et l’essor du cloud, en raison de ses avantages pour les entreprises. La virtualisation des serveurs améliore les performances, réduit les coûts et facilite la gestion des ressources informatiques.
- Comment fonctionne la virtualisation des serveurs ?
- Avantages de la virtualisation des serveurs
- Inconvénients de la virtualisation des serveurs
- 10 cas d’utilisation de la virtualisation des serveurs
- Les 3 principaux fournisseurs de logiciels de virtualisation des serveurs
- En résumé : Le monde numérique propulsé par la virtualisation des serveurs
Comment fonctionne la virtualisation des serveurs ?
Un serveur physique est un équipement matériel et logiciel de centre de données doté de composants de calcul, de mémoire, de stockage et d’interface réseau. Ces serveurs sont déployés sur site et existent sous plusieurs formats, notamment les formats lame, rack et tour.
La virtualisation des serveurs isole le matériel de ces centres de données. Ce processus repose sur un hyperviseur — un logiciel spécialisé conçu pour exécuter et gérer une ou plusieurs instances de bureau virtuel sur un autre ordinateur. L’hyperviseur crée essentiellement une représentation informatique virtuelle appelée machine virtuelle (VM).
Lorsque cette abstraction a lieu, toutes les ressources physiques sont reconnues — notamment les processeurs, la mémoire, les volumes de stockage et le réseau — et des alias sont créés pour ces ressources. L’hyperviseur gère toutes les ressources virtuelles qu’il a abstraites ainsi que tous les échanges de données entre les ressources virtuelles et leurs équivalents physiques.
Chaque VM se voit attribuer ses propres processeurs virtuels, sa mémoire, son stockage, son réseau, son système d’exploitation et ses logiciels, ce qui l’isole du centre de données physique. Les entreprises peuvent ainsi exécuter des charges applicatives sur un cluster de serveurs en toute indépendance vis-à-vis du matériel physique sous-jacent. Une infrastructure virtualisée saine maximise l’utilisation des processeurs et la fiabilité des charges en cours d’exécution.
Composants de la virtualisation des serveurs
Selon l’approche adoptée, la virtualisation des serveurs utilise différents composants, notamment une machine hôte, des VM, un hyperviseur et des conteneurs. Voici tous les composants d’un serveur virtuel type :
- Une machine hôte, qui correspond au matériel du serveur physique où la virtualisation a lieu.
- Machines virtuelles (VM), qui contiennent les ressources abstraites d’un environnement de serveur traditionnel.
- Un hyperviseur, c’est-à-dire un logiciel spécialisé qui crée et gère les VM et peut être exécuté nativement sur des serveurs bare metal ou hébergé au-dessus d’un système d’exploitation existant.
- Hyperappels, c’est-à-dire des messages envoyés entre des hyperviseurs paravirtualisés et des systèmes d’exploitation pour partager des ressources à l’aide d’une API.
- Conteneurs, c’est-à-dire des environnements utilisateur uniques créés dans des systèmes d’exploitation virtualisés. Avec un moteur de conteneurs, plusieurs conteneurs peuvent utiliser les mêmes interfaces et bibliothèques partagées du système d’exploitation hôte sous-jacent. Les conteneurs sont souvent déployés à l’intérieur d’hyperviseurs ou de VM afin d’offrir une couche d’isolation supplémentaire vis-à-vis du système d’exploitation hôte principal du serveur.
3 approches de la virtualisation des serveurs
À un niveau général, toutes les technologies de virtualisation visent le même objectif : optimiser les serveurs physiques en divisant les ressources et en permettant de les provisionner avec davantage d’agilité.
L’approche spécifique de virtualisation dépend des besoins et des contraintes de l’organisation qui souhaite virtualiser son infrastructure.
Virtualisation complète
La virtualisation complète s’appuie sur un hyperviseur pour créer et gérer des VM totalement autonomes, qui n’ont pas besoin d’être modifiées pour fonctionner avec différents systèmes d’exploitation. Cette approche peut être mise en œuvre avec l’assistance logicielle, mais la virtualisation complète assistée par le matériel est devenue dominante depuis qu’Intel et AMD ont créé de nouvelles extensions pour les processeurs x86 au milieu des années 2000.
Microsoft Hyper-V, Oracle VM VirtualBox, et VMware vSphere figurent parmi les principaux produits de virtualisation complète.
Paravirtualisation
La paravirtualisation utilise une interface de programmation d’application (API) pour envoyer des hyperappels entre l’hyperviseur et les systèmes d’exploitation. Ainsi, chaque VM sait que les autres existent et peut communiquer avec elles pour partager des ressources. La paravirtualisation, parfois simplement appelée PV, peut fonctionner sur des architectures système qui ne prennent pas en charge la virtualisation assistée par le matériel. La plupart des produits permettant la virtualisation complète prennent également en charge la paravirtualisation.
Virtualisation au niveau du système d’exploitation
La virtualisation au niveau du système d’exploitation s’effectue sans hyperviseur. À la place, le système d’exploitation du serveur physique intègre une fonctionnalité de virtualisation qui agit comme un hyperviseur pour créer plusieurs environnements utilisateur appelés conteneurs. Oracle Solaris est l’un des produits de virtualisation au niveau du système d’exploitation les plus connus.
Pourquoi la virtualisation est essentielle au cloud
Sans virtualisation, le cloud computing ne serait pas possible : elle en constitue l’élément central. Les fournisseurs de cloud exécutent les charges de travail dans un environnement cloud — en faisant abstraction des ressources, en les mettant en commun et en les partageant sur un réseau. La virtualisation est donc essentielle.
En virtualisant les serveurs, des fournisseurs comme Microsoft Azure Cloud, Google Cloud Platform (GCP), IBM Cloud, Oracle Cloud et Amazon Web Services (AWS) offrent un accès en libre-service, une mise à l’échelle instantanée de l’infrastructure et des pools de ressources dynamiques.
Un fournisseur de cloud peut posséder des dizaines de milliers de serveurs physiques dans un centre de données, mais les utilisateurs finaux n’ont pas accès au matériel réel de ces serveurs physiques. Le service cloud propose plutôt la virtualisation des serveurs avec différentes tailles et configurations d’instances cloud VM.
Grâce à la virtualisation des serveurs, les fournisseurs de cloud proposent un large éventail de services aux entreprises et aux particuliers, tels que l’infrastructure en tant que service (IaaS), la plateforme en tant que service (PaaS) et le logiciel en tant que service (SaaS).
Dans les modèles IaaS, les utilisateurs peuvent louer des VM ainsi que des ressources de stockage et de réseau auprès d’un fournisseur cloud, tandis que dans le modèle PaaS, les entreprises utilisent une plateforme pour développer, déployer et gérer des applications. Enfin, dans les modèles SaaS, les utilisateurs accèdent à des applications logicielles hébergées dans le cloud. Les services mixtes sont également courants.
La virtualisation des serveurs permet non seulement aux fournisseurs de cloud de mieux gérer l’ensemble de leurs actifs et ressources matériels et logiciels, mais leur offre également la flexibilité et l’évolutivité nécessaires pour proposer des services aux utilisateurs à très faible coût.
Avantages de la virtualisation des serveurs
La virtualisation des serveurs présente de nombreux avantages, notamment en matière d’innovation et d’efficacité pour les entreprises. Elle permet entre autres de réduire les coûts d’exploitation, d’accélérer le déploiement des charges de travail et d’améliorer la reprise après sinistre.
- Réduction des coûts d’exploitation (OpEx) : Les serveurs virtualisés occupent généralement moins d’espace physique et consomment moins d’énergie que les infrastructures traditionnelles. Ils offrent également une meilleure disponibilité avec moins de matériel ; le coût récurrent de maintenance du matériel serveur est donc nettement inférieur à celui nécessaire pour obtenir la même disponibilité dans un environnement traditionnel.
- Déploiement plus rapide des charges de travail : Les administrateurs informatiques peuvent configurer ou dupliquer les VM bien plus rapidement que dans un environnement traditionnel, ce qui rend les serveurs et les équipes d’administration plus productifs.
- Amélioration de la reprise après sinistre et de la résilience : Il est beaucoup plus facile de sauvegarder et répliquer les données vers d’autres VM par mesure de précaution dans le cadre de la reprise après sinistre. Lorsque celui-ci survient inévitablement, les VM peuvent rapidement restaurer les données perdues et éviter de longues périodes d’interruption coûteuses.
Inconvénients de la virtualisation des serveurs
La virtualisation des serveurs présente certains inconvénients, tels que les problèmes de performances, les investissements en capital et les limitations applicatives — mais ses avantages l’emportent généralement sur ces points négatifs.
- Fiabilité des performances : Les applications critiques pour l’entreprise offrent généralement de meilleures performances sur des serveurs bare metal que sur des serveurs virtuels. Toutefois, l’écart de performances s’est réduit avec les progrès de la technologie de virtualisation.
- Investissement en capital (CapEx) plus coûteux : Le coût initial d’un serveur virtualisé est généralement supérieur à celui de son équivalent bare metal, mais comme indiqué plus haut, les coûts récurrents compensent cet investissement au fil du temps.
- Toutes les applications ne peuvent pas être virtualisées : Certaines applications n’ayant pas été adaptées ni optimisées pour les environnements virtuels, il peut être nécessaire de conserver une capacité de serveurs traditionnelle et d’adopter un écosystème hybride.
- Risques de prolifération des VM : La prolifération des VM survient lorsque leur nombre dépasse la capacité d’administration. Qu’il s’agisse de contraintes matérielles, de mémoire, de puissance de calcul ou de réseau, des VM créées sans plan approprié ou mal gérées peuvent épuiser la capacité d’un serveur.
- Les compétences et l’expérience sont essentielles : L’exploitation de serveurs virtuels nécessite des professionnels capables de concevoir, mettre en œuvre, déployer et gérer des environnements virtualisés. Même si les fournisseurs de cloud s’efforcent de proposer des fonctionnalités et des technologies faciles à utiliser, les entreprises qui adoptent la virtualisation dépendent de l’expertise de leurs équipes informatiques pour assurer un fonctionnement fluide.
10 cas d’utilisation de la virtualisation des serveurs
Comme pour toute technologie, les entreprises ne peuvent tirer parti des avantages de la virtualisation des serveurs que si elles alignent cette technologie sur leurs objectifs métier. En suivant les bonnes pratiques, la virtualisation des serveurs peut aider les entreprises à résoudre des problèmes concrets, à gagner en efficacité et à atteindre leurs objectifs.
Voici dix cas d’utilisation courants de la virtualisation des serveurs.
1. Consolidation et économies
Le cas d’utilisation le plus répandu de la virtualisation des serveurs est la consolidation de l’infrastructure informatique de l’entreprise. Les entreprises cherchent à consolider leurs actifs pour mieux gérer leurs systèmes, réduire leurs coûts et améliorer leurs performances.
En outre, en consolidant leur infrastructure, les entreprises peuvent la moderniser et accéder aux technologies les plus récentes tout en réduisant les coûts d’acquisition et de gestion des ressources sur site. La virtualisation des serveurs peut également les aider à économiser sur les coûts énergétiques, la maintenance, le support informatique et les licences.
2. Disponibilité et reprise après sinistre
Les VM peuvent être migrées à chaud ou manuellement lorsqu’un serveur est indisponible ou rencontre des problèmes de performances. Les entreprises évitent ainsi les conséquences négatives des interruptions de service et du manque de disponibilité.
La virtualisation des serveurs peut également aider les entreprises à améliorer leurs capacités de reprise après sinistre. Les répliques virtuelles de leurs serveurs de production peuvent être rapidement restaurées lorsqu’un sinistre survient, limitant ainsi les pertes de données.
3. Tests et développement
Les entreprises ont besoin d’environnements contrôlés pour tester et développer des systèmes, des logiciels ou des applications. La virtualisation des serveurs et les VM permettent aux développeurs de travailler sans compromettre les systèmes critiques pour l’entreprise, tout en garantissant que les nouveaux actifs fonctionnent comme prévu. Cela peut contribuer à réduire le nombre de bugs et de vulnérabilités logicielles, tout en faisant gagner du temps et de l’argent aux entreprises.
4. Distribution des applications
La virtualisation des serveurs sert également à fournir des applications aux utilisateurs, les VM hébergeant ces applications. Les utilisateurs peuvent accéder aux applications depuis leurs propres appareils en se connectant à distance aux VM. Cela peut aider les entreprises à améliorer la flexibilité de leur infrastructure informatique.
5. Centralisation
À l’ère de la décision fondée sur les données, les entreprises doivent supprimer les silos et exploiter le stockage et l’analyse des données. La virtualisation des serveurs fournit aux administrateurs de meilleures ressources pour gérer l’infrastructure informatique, le stockage des données et les outils de veille stratégique. Elle peut centraliser les systèmes et les données, réduire la complexité et faciliter la gestion d’infrastructures et de systèmes en expansion.
6. Prise en charge multiplateforme et développement d’applications
Grâce à la virtualisation des serveurs, les développeurs peuvent également exécuter différents systèmes d’exploitation et applications sur le même serveur physique, ce qui permet d’économiser du temps et de l’argent. Du développement d’applications web et mobiles à la prise en charge des systèmes existants et des charges de travail diverses, les entreprises se tournent vers la virtualisation des serveurs pour bénéficier d’une prise en charge multiplateforme. Les serveurs virtuels et les VM accélèrent le développement d’applications.
À partir de ces cas d’utilisation abstraits, les entreprises peuvent affiner leurs systèmes afin d’exécuter des processus plus spécifiques, devenus essentiels à l’ère numérique moderne.
7. Analyse du big data
La virtualisation des serveurs rend possible l’analyse du big data en créant des lacs de données, des magasins de données et des entrepôts de données, qui alimentent ensuite l’analyse et l’analyse prédictive. Ces technologies permettent aux entreprises de mieux gérer leurs chaînes d’approvisionnement, d’obtenir une visibilité sur les aspects critiques de leur activité, de mieux comprendre les opportunités et les risques et de traiter des problématiques spécifiques telles que l’offre et la demande ou les ventes.
8. Gouvernance et conformité des données
Les entreprises doivent respecter les réglementations et mettre en place de solides programmes de gouvernance et de conformité pour répondre aux exigences d’un paysage réglementaire de plus en plus complexe. La virtualisation des serveurs leur permet de mieux gérer la conformité et de définir des politiques visant à garantir la qualité, la sécurité et la confidentialité des données.
9. Cybersécurité
La virtualisation des données peut masquer les données sensibles et les protéger contre les accès non autorisés. En outre, la virtualisation des serveurs renforce la cybersécurité grâce à une meilleure isolation, en empêchant les intrusions de logiciels malveillants, en réduisant la surface d’attaque, en améliorant la visibilité et la détection des menaces et en facilitant les plans de reprise.
10. Innovation
Grâce à la virtualisation des serveurs, les entreprises peuvent accéder aux technologies les plus récentes proposées par les fournisseurs de cloud, les tester et les déployer. Par le passé, les technologies de rupture étaient extrêmement coûteuses et inaccessibles à de nombreuses entreprises. Aujourd’hui, grâce aux fournisseurs de cloud et à la virtualisation des serveurs, toutes les entreprises peuvent accéder instantanément aux fonctionnalités les plus récentes et les déployer, notamment l’IA, les bots, les logiciels de détection des fraudes, les traducteurs, les modèles d’apprentissage automatique et bien plus encore.
Les 3 principaux fournisseurs de logiciels de virtualisation des serveurs
Alors que la virtualisation des serveurs continue de progresser dans les centres de données du monde entier, de nombreux éditeurs de logiciels sont devenus des acteurs majeurs du marché de la virtualisation. Voici trois des fournisseurs de solutions de virtualisation les plus populaires et les plus réputés pour 2023.
VMware
VMware est le leader du marché de la virtualisation des serveurs, avec son produit phare vSphere. L’éditeur propose une large gamme de produits, notamment vSphere, vCenter et vSAN. Ses produits sont réputés pour fournir une suite riche en fonctionnalités et en capacités permettant de gérer, sécuriser et optimiser les environnements virtualisés. VMware vSphere prend en charge plusieurs systèmes d’exploitation, applications et architectures matérielles et peut être déployé dans n’importe quel environnement cloud. (Consultez notre analyse complète de VMware vSphere.)
Microsoft
Microsoft Hyper-V (actuellement rebaptisé Azure Virtual Machines) est un acteur majeur et bien établi du marché. Hyper-V prend en charge les systèmes d’exploitation — notamment Linux — et propose des fonctionnalités telles que la migration à chaud, le clustering de basculement, la virtualisation du réseau et les espaces de stockage. Hyper-V est particulièrement apprécié des petites et moyennes entreprises (PME). (Voici notre présentation complète d’Azure Virtual Machines.)
Citrix
Citrix est un autre acteur dominant du marché de la virtualisation des serveurs. Son Citrix Hypervisor permet aux utilisateurs de créer et de gérer des VM sur un ou plusieurs serveurs physiques. Citrix Hypervisor prend en charge plusieurs systèmes d’exploitation, notamment Windows, et propose des fonctionnalités telles que la migration à chaud, la haute disponibilité, le contrôle dynamique de la mémoire et la virtualisation des GPU. Citrix est populaire auprès des développeurs et reconnu pour ses fonctionnalités de sécurité. (Voici notre analyse complète de Citrix Hypervisor.)
Les autres principaux fournisseurs du marché sont notamment :
En résumé : Le monde numérique propulsé par la virtualisation des serveurs
Le monde numérique tel que nous le connaissons n’est possible que grâce à la virtualisation des serveurs et aux machines virtuelles. Alors que l’innovation s’accélère et que tous les secteurs se numérisent, la virtualisation des serveurs continuera de régner sur les environnements cloud.
Du développement d’applications à la conformité et à la sécurité, en passant par la veille stratégique, la transformation numérique et l’accès aux technologies de rupture et leur déploiement, la virtualisation des serveurs améliore les performances et la scalabilité tout en réduisant la complexité, les risques et les coûts.
Prêt à passer à l’étape suivante de la virtualisation de vos serveurs ? Voici notre liste des meilleurs logiciels de virtualisation des serveurs pour vous aider à démarrer.