«Nous menons le débat» Le guide rapide. Choisir LA solution de virtualisation qu il vous faut. sponsorisé par. Greg Shields

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1 «Nous menons le débat» Le guide rapide tm pour Choisir LA solution de virtualisation qu il vous faut sponsorisé par Greg Shields

2 Introduction Présentation de Realtimepublishers De Don Jones, Series Editor Cela fait déjà plusieurs années maintenant que Realtime crée des dizaines et des dizaines de livres de grande qualité qui viennent d être publiés au format électronique, sans que vous, lecteur, n ayez à payer quoi que ce soit. Nous avons élaboré ce modèle de publication unique grâce à l assistance et à la coopération généreuses de nos sponsors qui ont accepté de prendre en charge toutes les dépenses de production de chaque livre, et ce au seul profit de nos lecteurs. Même si nous avons toujours offert gratuitement nos publications, ne pensez pas un instant que la qualité ne fait pas partie de nos principales priorités. Mon travail consiste justement à m assurer que nos livres sont tout aussi excellents voire, dans la plupart des cas, meilleurs, que n importe quel livre imprimé qui vous coûterait plus de 25 euros. Notre modèle de publication électronique offre plusieurs avantages par rapport aux livres imprimés. Vous recevez pour ainsi dire les chapitres dès que nos auteurs les ont terminés (d où la particularité «en temps réel» de notre modèle) et nous pouvons actualiser les chapitres afin qu ils reflètent les dernières évolutions du secteur IT. Je souhaiterais signaler que nos livres ne sont en aucune façon payés par les publicités ou livres blancs. Nous sommes une maison d édition indépendante et un des aspects essentiels de mon travail est de m assurer que nos auteurs sont libres d exprimer leurs avis et leurs analyses sans réserve ni limite. Nous conservons un contrôle éditorial complet sur nos publications et je suis fier que nous ayons produit autant de livres de qualité durant toutes ces années. Je me permets de vous inviter à consulter notre site Web pour mieux nous connaître en vous rendant à cette adresse en particulier si vous avez reçu cette publication d un ami ou d un collègue. Nous disposons d une large gamme d autres livres sur de vastes sujets très éclectiques et soyez certains que vous trouverez un thème qui vous intéressera. Et vous n aurez rien à payer! Nous espérons vivement qu à l avenir, vous continuerez à vous tourner vers Realtime pour approfondir vos connaissances. Dans cette attente, je vous souhaite une agréable lecture. Don Jones

3 Table des matières Chapitre 1 : L étude d éligibilité en vue de la virtualisation... 1 Que faut-il comprendre par «Virtualisation»?... 2 Catégories de virtualisation... 4 Virtualisation matérielle... 4 Virtualisation d OS... 5 Para-virtualisation... 7 Virtualisation d application... 7 Pourquoi doit-on attacher de l importance à la virtualisation?... 9 Volume du centre de données... 9 Echauffement et coûts de refroidissement Coûts de refroidissement de l ordinateur Coûts de gestion Disaster Recovery : Impact sur les mesures La réussite est étroitement liée aux études d éligibilité en vue de la virtualisation Les composants d une étude d éligibilité en vue de la virtualisation Inventaire matériel et topologie du réseau Inventaire logiciel Inventaire de la licence Collecte des performances Analyse des performances Déterminer l éligibilité Identifier les applications de virtualisation les mieux appropriées L importance de l étude d éligibilité en vue de la virtualisation Chapitre 2 : Les options des logiciels de virtualisation Règles d engagement VMware ESX et Virtual Infrastructure Ce qu il permet Ce qu il ne permet pas Politique de prix Ses points forts Ses points faibles Impact sur l éligibilité du serveur Microsoft Virtual Server Ce qu il permet Ce qu il ne permet pas Politique de prix Ses points forts Ses points faibles Impact sur l éligibilité du serveur Xen/Citrix XenSource Ce qu il permet Ce qu il ne permet pas Politique de prix Ses points forts Ses points faibles Impact sur l éligibilité du serveur Parallels Virtuozzo Containers Ce qu il permet Ce qu il ne permet pas... 37

4 Politique de prix Ses points forts Ses points faibles Impact sur l éligibilité du serveur Combiner des solutions Trouver la bonne solution est une des clés du succès Chapitre 3 : Les meilleures méthodes de mise en place de la virtualisation Les environments virtuels différent des environnements physiques Les scénarios potentiels d utilisation et les méthodes les plus efficaces Consolidation des services d infrastructure Disaster Recovery & Continuité de services Gestion dynamique de la charge Développement des codes & Tests Infrastructure virtuelle des bureaux (VDI) Obtenir le meilleur ROI de la virtualisation Matériel Infrastructure Echauffement & Refroidissement Logiciel Les méthodes les plus efficaces en matière d automatisation des systèmes Intégrer une approche des meilleurs méthodes dans la mise en place de la virtualisation garantit le meilleur ROI Chapitre 4 : Gérer les environnements virtuels Gestion de la virtualisation et concepts majeurs Gestion des hôtes virtuels Gestion des machines virtuelles Gestion centralisée des processus, services, logs et du réseau Gestion des performances Indicateurs à gérer Contrôle dynamique des ressources Ajuster correctement le matériel physique Ajuster correctement le stockage et l utilisation des templates de serveurs Convertir les machines P2V V2V V2P Sauvegardes de serveurs et Disaster Recovery Effets de la virtualisation sur la sauvegarde et la restauration Arrêt en douceur et consistance en cas de crash Réplication Points essentiels spécifiques à l environnement Microsoft Terminal Services et Citrix Presentation Server Bureau hébergé Virtual Appliances Environnements 64 bits Résumé... 76

5 Droits d auteur Droits d auteur 2007 Realtimepublishers.com, Inc. Tous droits réservés. Ce site contient des publications qui ont été créées, développées ou approuvées par et publiées avec l accord de Realtimepublishers.com, Inc. (dénommées ci-après les «Publications»). Ce site et toute publication du même type sont protégés par les lois internationales relatives aux marques déposées et aux droits d auteur. LES PUBLICATIONS SONT FOURNIES «EN L ETAT» ET SANS AUCUNE GARANTIE DE QUELQUE NATURE QUE CE SOIT, EXPRESSE OU IMPLICITE, Y COMPRIS, MAIS SANS Y ÊTRE LIMITÉ, LES GARANTIES D APTITUDE À LA VENTE OU À UN BUT PARTICULIER, DE TITRE ET DE NON-CONTREFACON. Les Publications sont sujettes à des modifications sans préavis et ne représentent aucun engagement de la part de Realtimepublishers.com, Inc ou des sponsors de son site Web. En aucun cas, Realtimepublishers.com, Inc. ou les sponsors de son site Web seront tenus pour responsables d erreurs techniques ou éditoriales ou d omissions présentes dans les Publications, y compris sans s y limiter, tous dommages directs, indirects, fortuits, spécifiques, exemplaires ou dommages conséquentiels résultant de l utilisation de toute information contenue dans les Publications. Les Publications (y compris, mais sans y être limité, les textes, images, audio et/ou vidéos) ne doivent être ni copiées, ni reproduites, ni republiées, ni envoyées, ni postées, ni transmises, ni distribuées sous quelque forme que ce soit, tout ou partie. Seule exception : une copie peut être téléchargée pour votre utilisation personnelle à but noncommercial sur un seul et même ordinateur. Dans le cadre de cette utilisation, vous ne devez ni modifier ni obscurcir les droits d auteurs ou autres avis de propriété. Les Publications peuvent contenir des marques déposées, des marques de services et des logos qui sont la propriété exclusive de tierces parties. Vous n êtes pas autorisés à utiliser ces marques déposées, ces marques de services ou logos sans avoir reçu le consentement écrit des tierces parties en question. Realtimepublishers.com et le logo Realtimepublishers sont enregistrés auprès du US Patent & Trademark Office. Tous les autres noms de services et de produits sont la propriété exclusive de leurs propriétaires respectifs. Si vous avez des questions sur ces conditions ou si vous souhaitez avoir des informations sur les matériels de licence de Realtimepublishers.com, veuillez nous contacter par à

6 Chapitre 1 Chapitre 1 : L étude d éligibilité en vue de la virtualisation A entendre les médias, vous pourriez penser que la virtualisation peut résoudre tous les problèmes du monde. La virtualisation limiterait la surcharge de toute votre infrastructure IT. La virtualisation réduirait drastiquement le volume de tout votre centre de données. La virtualisation diminuerait vos frais d électricité et de refroidissement. La virtualisation permettrait le disaster recovery automatique de l ensemble du réseau. La virtualisation vous ferait économiser de l argent, vous en ferait gagner et vous rendrait plus compétitif. Et la virtualisation ne devrait d ailleurs pas tarder à vous préparer une bonne petite tasse de café, à éteindre la lumière une fois votre journée de travail terminée et à envoyer automatiquement, en cas d oubli, des cartes d anniversaire à votre patron et à votre mère. Bon, d accord, j exagère un peu. Mais si vous regardez tout le battage publicitaire autour de la virtualisation qui trône dans les pages Actualités des magazines IT, on a presque l impression que la virtualisation peut résoudre tous les problèmes IT. Du-moins, vous n aurez cette impression que si vous ne vous fiez qu à ce battage publicitaire. En réalité, il est vrai que la virtualisation peut changer énormément de choses dans la manière d utiliser et de gérer votre environnement IT, seulement bien sûr, si vous la mettez en place et la gérez correctement. Si vous étudiez bien la performance et l inventaire des systèmes, vous pouvez compresser des dizaines voire des douzaines de serveurs dans un même hôte afin de réduire le fameux volume du centre de données. Si vous analysez de manière approfondie votre environnement physique avec tous ses serveurs et applications, vous pourrez alors observer une réduction totale des coûts d électricité et de refroidissement. Le disaster recovery, même en l absence de prise en compte automatique, devient tout à coup avantageux même pour les plus petits réseaux lorsqu ils sont associés à la virtualisation. En ajoutant des fonctions de virtualisation pour accélérer le déploiement des serveurs, des niveaux élevés d automatisation de la gestion ainsi que de la redondance et de l isolation, vous pouvez alors économiser de l argent, en gagner et être plus compétitif sur le marché. Néanmoins, intégrer la virtualisation dans votre environnement n est pas aussi simple qu un claquement de doigt. Pour saisir tous les avantages possibles de cette virtualisation, il est crucial, avant toute chose, de connaître véritablement votre environnement existant non virtualisé. C est l objectif de ce guide. Ce guide a été écrit tout spécialement pour vous aider à comprendre le phénomène de la virtualisation, à reconnaître les types de virtualisation les plus adaptés à votre environnement réseau propre et à vous permettre de choisir LA solution de virtualisation qu il vous faut. Les quatre prochains chapitres ont pour objectif de vous aider à démêler le vrai du faux dans ce battage médiatique, à reconnaître les méconnaissances très fréquentes liées aux différents types de solutions de virtualisation disponibles sur le marché et à aligner vos connaissances sur les réalités suivantes : ce que vous pouvez mettre en place et quels avantages vous pourrez en tirer. 1

7 Chapitre 1 Passons rapidement en revue chaque chapitre et les sujets qui vont y être traités : Chapitre 1 : L étude d éligibilité en vue de la virtualisation Dans ce premier chapitre, nous évoquerons les différentes catégories de la virtualisation sur le marché. Si vous connaissez parfaitement les solutions de virtualisation proposées par les sociétés de type VMware et Microsoft, vous ne savez peut-être pas que leurs produits ne sont qu un type de virtualisation parmi d autres. Nous étudierons chacune de ces catégories et leurs différences. Puis, nous approfondirons davantage la toute première étape de la mise en place de la virtualisation, à savoir : l étude d éligibilité. Chapitre 2 : Les options des logiciels de la virtualisation Une fois que vous maîtrisez bien les étapes nécessaires que sont l inventaire et l étude d éligibilité de l environnement actuel de vos systèmes, l étape suivante consiste à connaître les différentes options de logiciels de virtualisation disponibles sur le marché. Si certains logiciels sont plus exposés médiatiquement que d autres, cela ne veut pas dire qu ils sont les mieux adaptés à votre environnement propre. Nous nous attarderons très attentivement sur certains vendeurs et analyserons ceux qui pourraient vous convenir et ceux qui ne le pourraient pas. Chapitre 3 : Les meilleures méthodes de mise en place de la virtualisation Une fois que vous avez conscience des procédures de pré-installation qui assurent la réussite de la virtualisation, nous passerons un peu de temps sur la meilleure façon de l intégrer dans votre environnement. Ce chapitre traitera des changements qu entraîne la virtualisation au niveau du réseau et du système d exploitation. Nous évoquerons où la virtualisation augmente les scénarios d utilisation spécifique et où il est préférable de la mettre en place afin d obtenir le meilleur retour possible. Chapitre 4 : Gérer les environnements virtuels Pour finir, nous étudierons la gestion des tâches quotidiennes du nouvel environnement. Nous évoquerons les options disponibles qui permettent de convertir une machine physique en machine virtuelle. De même, nous verrons comment associer la virtualisation à un plan de disaster recovery avantageux afin de protéger vos activités. Nous terminerons par quelques outils externes et des commentaires spécifiques sur l environnement que vous voulez surveiller pour assurer la stabilité de fonctionnement de votre environnement virtuel. Que faut-il comprendre par «Virtualisation»? D un point de vue purement académique, la virtualisation est un peu plus qu une couche d abstraction entre deux autres couches. Qu entend-t-on par «couche d abstraction»? Dans le cas présent, nous parlons de modifier la manière dont nous pensons un élément ou en faisons référence, en ne se référant pas directement à lui. Dans le «monde réel», nous sommes tout le temps en contact avec des couches d abstraction, et ce pour cacher les caractéristiques physiques des éléments ou concepts complexes. Par exemple, lorsque j allume mon téléphone portable et pointe l élément intitulé «Eloïse», j ai créé une couche d abstraction entre la personne «Eloïse» et le numéro de téléphone Pour la procédure d appel de mon téléphone portable, c est beaucoup plus compliqué et/ou implique un coût plus élevé dans le cas présent, en termes de temps de traiter un numéro de téléphone en 10 chiffres. En créant cette couche d abstraction à la base même du numéro de téléphone, je diminue la complexité de cette procédure. De fait, cette couche est beaucoup plus simple à retenir et beaucoup moins encombrante à utiliser. 2

8 Chapitre 1 En ajoutant cette couche, j ajoute également de la transience 1 au nombre qui se cache derrière le prénom Eloïse. Si, dans un futur proche ou lointain, la personne prénommée «Eloïse» doit changer de numéro de téléphone, je n aurai qu à changer mon pointeur au sein de la couche de virtualisation le carnet d adresses du téléphone portable et non toute la procédure d appel. Ce principe de transience me rend plus efficace et réduit le coût lié aux changements de mes numéros de téléphone. Un exemple plus axé vers le domaine IT implique le DNS (Domain Name System) d un réseau. Le DNS est un service réseau qui traduit les adresses IP en noms plus conviviaux. Par cette traduction, le DNS ajoute une couche d abstraction entre l adresse IP et le nom qui lui est associé. Une fois ajoutée à la base de données, je n ai plus besoin de m occuper de l adresse IP individuelle de chaque serveur. Je n ai qu à me souvenir du nom que je lui ai attribué et le serveur DNS fera pour moi une abstraction de cette adresse. Si jamais un serveur doit changer les adresses IP, je peux modifier cette adresse une fois dans le système DNS mais ne dois jamais modifier le nom sous lequel je la connais.! Imaginez si Google avait besoin de prévenir tous ses utilisateurs à chaque fois qu ils passent par un changement d adresse IP? D un point de vue fonctionnel, ce serait impossible. Cette couche d abstraction ou de virtualisation, de leurs adresses IP améliore leur position opérationnelle vis-à-vis de leurs clients tout en permettant la transience de leurs adresses sous-jacentes. Pour en revenir à cette définition, l idée de la virtualisation dans les systèmes informatiques est d ajouter une couche d abstraction entre deux couches de ce système informatique. Cette couche «cale» («shim» en anglais) me permet de réduire ma dépendance administrative sur les éléments complexes, comme la création de nouveaux serveurs ou le déploiement de nouvelles applications tout en permettant la transience des éléments virtualisés sousjacents : En virtualisant une application logicielle, j élimine les hooks vers son système d exploitation (OS) hôte. Ainsi, je peux plus facilement installer, supprimer et modifier l installation de ce logiciel sans affecter l OS hôte. En virtualisant tout un système informatique, j encapsule sa configuration dans une structure de données qui est plus portable, plus facile à gérer et peut être davantage sauvegardée et restaurée. Regardons maintenant du côté de certaines catégories de virtualisation informatique actuellement disponibles sur le marché et analysons leurs différences. 1 Transcience (n) : fugacité, nature transitoire ou passagère. Caractéristique d un protocole libérant une ressource non utilisée. 3

9 Chapitre 1 Catégories de virtualisation Dans cette section, nous allons discuter de quatre catégories actuelles de la virtualisation. Chacune de ces catégories est destinée à ajouter cette couche de virtualisation à la base d une catégorie où la complexité existe. Dans le cas présent, nous allons évoquer les machines virtuelles et la virtualisation d OS : les deux acteurs majeurs envers qui le marché actuel attache de plus en plus d importance. Par ailleurs, nous allons traiter de la para-virtualisation, une branche moins connue de la Virtualisation matérielle avec des besoins particuliers et la Virtualisation logicielle qui intègre les applications et non toutes les machines dans une couche d abstraction. Virtualisation matérielle La Virtualisation matérielle implique la notion d intégration de la virtualisation dans une couche inférieure à l OS. Avec la Virtualisation matérielle, cette couche de virtualisation souvent appelée un hyperviseur agit comme une sorte de proxy entre les systèmes virtuels individuels qui se situent au-dessus d elle et les ressources physiques qui se situent en-dessous. Dans le cas des machines virtuelles, chaque machine virtuelle individuelle est totalement isolée. Chacune d entre elles n a aucune connaissance de sa colocation avec d autres machines virtuelles dans l ordinateur hôte. La seule chose que chaque machine sait, c est que lorsqu elle demande des ressources physiques (processeur, disque, mémoire ou réseau), cette requête provient de ce qu elle pense être une ressource physique. La machine virtuelle est abstraite et cette couche d abstraction se trouve au niveau du matériel physique. Ainsi, un des avantages liés aux machines virtuelles, c est que l hyperviseur est totalement indépendant de l OS. Cet hyperviseur agit comme un proxy pour envoyer des requêtes entre le code de l environnement virtuel et ses ressources physiques. Avec la Virtualisation matérielle, chaque machine virtuelle individuelle comprend toutes les ressources nécessaires pour fonctionner elle-même dans son environnement de virtualisation. Donc, pour dix instances d un OS, il faut dix copies de ces fichiers d OS et autres fichiers de configuration. Cependant, puisque chaque machine virtuelle est autonome et que les appels vers les ressources physiques sont effectués via un hyperviseur, on peut exploiter les machines de divers OS sur le même hôte. Voici quelques exemples parmi d autres de solutions sur le marché intégrant une architecture de Virtualisation matérielle : Serveur virtuel Microsoft Serveur VMware ESX VMware 4

10 Chapitre 1 E/S VM Machine virtuelle E/S VM Machine virtuelle Matériel virtuel Matériel virtuel Figure 1.1 : Avec la Virtualisation matérielle, les ressources internes de chaque machine virtuelle sont répliquées. Chaque machine virtuelle est autonome et demande des ressources physiques via la couche de l hyperviseur. Virtualisation d OS E/S hôte Couche de l hyperviseur Logiciel physique Si nous déplaçons la couche d abstraction en haut de l OS d hôte, nous altérons sensiblement le fonctionnement de la virtualisation dans le système. Avec la Virtualisation d OS, notre couche de virtualisation est considérablement optimisée en termes de performance mais perd son indépendance vis-à-vis de ses machines virtuelles hébergées. Comment tout cela fonctionne-t-il dans la pratique? Comme c est le cas avec la Virtualisation matérielle, la Virtualisation d OS comprend un OS hôte et les machines virtuelles hébergées sont totalement isolées les unes des autres. La différence, c est que l OS hôte devient l OS de base à partir duquel l existence de toutes ses machines virtuelles hébergées commence. Chaque machine virtuelle hébergée ressemble quelque peu à un «cliché instantané» virtuel du logiciel qui fait tourner l hôte. Comme la technologie de prise de clichés instantanés est intégrée dans les systèmes de stockage haut de gamme, le cliché instantané de chaque machine virtuelle hébergée peut alors être modifié pour personnaliser sa configuration. Intégrer les composants d automatisation dans la couche de Virtualisation d OS permet de déployer rapidement les serveurs ou applications supplémentaires dans chaque machine virtuelle. La différence entre la Virtualisation d OS et la technologie de prise de clichés instantanés de la mémoire, c est que les fichiers compris dans chaque machine virtuelle résidant sur l hôte sont, dans de nombreux cas, identiques à ceux qui font tourner l hôte. Si vous changez un fichier sur l hôte, vous changez le fichier qui lui est associé dans chaque machine virtuelle. Avec la Virtualisation d OS, l OS de base qui est le point commun devient un point central de la gestion de toutes les machines virtuelles hébergées. Si un patch d OS ou un Pack est requis pour cet OS, installer cette mise à jour pour l OS de base met automatiquement à jour chaque machine virtuelle hébergée. 5

11 Chapitre 1! Prenez la configuration de dix serveurs, peu importe lesquels, situés dans votre centre de données. Sur une base «fichier par fichier», à quel point ces configurations de serveurs sont-elles différentes les unes des autres? Si un serveur est un serveur DNS et l autre un contrôleur de domaines Windows, sur toutes les centaines de milliers de fichiers qui composent le serveur, il se peut que quelques centaines seulement soient véritablement différents entre ces deux systèmes. Puisqu il y a si peu de différences entre plusieurs serveurs, celles entre chaque système hébergé dans la Virtualisation d OS sont vraisemblablement toutes aussi faibles. De plus, comme le matériel physique n est pas virtualisé comme avec la Virtualisation matérielle, la performance générale est plus élevée car il est inutile d émuler tout un jeu de ressources matérielles pour chaque machine virtuelle. La surcharge supplémentaire requise pour émuler ces ressources dans le modèle de Virtualisation matérielle consomme des ressources en plus. Ce n est pas le cas dans la Virtualisation d OS car aucune virtualisation matérielle n est requise. Si cela est possible, c est parce qu avec la Virtualisation d OS, le concept d un hyperviseur agissant comme un proxy n existe pas. Puisqu il n y a aucun matériel virtualisé qui subit la surcharge des demandes de traduction entre les machines virtuelles et l hôte, les systèmes utilisant la virtualisation d OS affichent souvent une performance sensiblement supérieure par rapport à ceux qui intègrent la Virtualisation matérielle. Cela se traduit également par une consolidation beaucoup plus élevée pour les environnements de Virtualisation d OS que pour les environnements types de Virtualisation matérielle. Mais toutes ces optimisations au niveau de la performance et des ressources utilisées ont un prix : chaque machine virtuelle hébergée doit être exactement dans le même OS (et souvent, le même pack) que l hôte. Par exemple, avec la Virtualisation d OS, vous ne pouvez pas exploiter une machine virtuelle Linux Red Hat Enterprise à la base d un hôte Windows Server Parallels Virtuozzo Containers est notamment une solution sur le marché qui intègre une architecture de Virtualisation d OS. Machine virtuelle Machine virtuelle Couche de virtualisation E/S E/S hôte Matériel physique Figure 1.2 : L impact des clichés instantanés de la Virtualisation d OS permet de supprimer la duplication des fichiers et les configurations dans chaque machine virtuelle. L absence d une couche de matériel virtuel optimise la performance. Mais toutes les machines virtuelles doivent être dans le même OS que l hôte. 6

12 Chapitre 1 Para-virtualisation La para-virtualisation est une branche souvent méconnue des logiciels de virtualisation. La para-virtualisation fonctionne de la même manière que les machines virtuelles. Elle permet l hébergement de nombreuses machines à la base d un hôte existant. Là où la para-virtualisation diffère, c est qu elle ne stimule pas les ressources matérielles, mais, à la place, offre une API spéciale (Application Programming Interface) aux machines virtuelles hébergées. Afin d utiliser cette API, l OS doit être spécialement codé pour la prendre en charge. Par rapport à d autres solutions de virtualisation, la para-virtualisation profite des améliorations importantes apportées à la performance. Toutefois, l exigence de ce codage spécial limite son utilité sur le marché si les vendeurs ne choisissent pas de fournir les modifications nécessaires. Par exemple, Xen est une solution sur le marché qui intègre une architecture de para-virtualisation. Machine virtuelle Interface de la PV Machine virtuelle Interface de la PV Couche de para-virtualisation E/S hôte Matériel physique Figure 1.3 : La para-virtualisation opère quasiment de la même façon que la Virtualisation matérielle mais l encodage spécifique de l OS est nécessaire pour tirer profit des gains de performance de la para-virtualisation. La virtualisation d application L idée de la Virtualisation d application, c est de s éloigner du concept de la virtualisation du système entier. Comme le titre le laisse l entendre, la Virtualisation d application encapsule les fichiers, les clés de registre et autres configurations d une application individuelle dans une structure souvent un seul fichier qui peut être facilement installée dans les ordinateurs, supprimée des ordinateurs et mise à jour si nécessaire. Représentez-vous cette structure comme une «bulle» qui contient l application. Dans cette bulle, les «murs» ne permettent qu aux informations de passer. Les configurations de cette bulle peuvent utiliser les ressources de l OS pour fonctionner elles-mêmes. De même, l utilisateur peut interagir avec l application dans la bulle pour exécuter un travail utile. Cependant, l OS ne peut pas interagir directement avec les éléments de cette bulle. En encapsulant les applications de cette manière, l application elle-même n a aucun hook dans le système. Autrement dit, son installation n influence pas la configuration du système hôte. Les solutions de Virtualisation d application sont en général associées avec des outils qui permettent le «streaming» de l application vers le client. Cette procédure de streaming copie les composants nécessaires de la bulle dans le système client suivant la technique just-in- 7

13 Chapitre 1 time JAT quand l opérateur a besoin des composants. Puisqu une installation logicielle n est pas nécessaire et que seuls les bits indispensables sont téléchargés selon les besoins, les utilisateurs peuvent utiliser les systèmes de requêtes automatiques pour décharger le logiciel si nécessaire et le charger lorsqu il n est plus utilisé. En fonction des politiques de licensing, une organisation peut faire d importantes économies sur les frais de licence. Voici quelques solutions de marché parmi d autres qui intègrent l architecture de Virtualisation logicielle : Microsoft SoftGrid Citrix Streaming Server Thinstall Virtualization Suite Altiris Software Virtualization Solution Application virtualisée Application virtualisée Couche de virtualisation du logiciel E/S hôte Matériel physique Figure 1.4 : La virtualisation logicielle, à l inverse des autres types de virtualisation, ne traite pas les systèmes dans leur intégralité. A la place, elle encapsule les applications dans les environnements de virtualisation pour améliorer la distribution et l administration.! Les concepts de la virtualisation n offrent pas seulement des avantages au niveau des systèmes. Comme c est le cas avec notre exemple de numéro de téléphone portable, la virtualisation peut offrir un retour mesurable chaque fois que les systèmes complexes requièrent une abstraction. La virtualisation de la mémoire, la virtualisation du réseau et autres sont d autres concepts disponibles sur le marché actuel. Pour simplifier la compréhension, notre discussion portera, tout au long de ce guide, uniquement sur ceux que nous venons d évoquer. Le reste de ce chapitre se limitera aux seuls thèmes de la Virtualisation matérielle et de la Virtualisation d OS. 8

14 Chapitre 1 Pourquoi doit-on attacher de l importance à la virtualisation? Virtualiser un environnement de réseau apporte de nombreux avantages que l organisation identifie immédiatement. Les avantages liés à la réduction des coûts en termes de chiffres et de temps économisés parlent d eux-mêmes. Ils sont d ailleurs bien connus dans le secteur industriel mais la plupart des chiffres réels qui y sont associés peuvent être difficiles à calculer si l on ne sait rien de ceux qui les créent. Dans cette section, nous essaierons de démystifier certains des facteurs moteurs afin de justifier pourquoi vous devez accorder de l importance à la virtualisation. Pour la plupart de ces facteurs, nous étudierons le concept de consolidation. Pour la Virtualisation matérielle et la Virtualisation d OS, la consolidation décrit le nombre de services réseaux qu un environnement peut consolider dans un même hôte. Donc, par exemple, peu importe le logiciel choisi, si votre déploiement de virtualisation vous permet de prendre dix systèmes réseaux séparés et de les regrouper dans un même serveur hôte, vous pouvez affirmer que vous avez une consolidation de 10:1. M M A l évidence, plus la consolidation est élevée, plus le nombre total d hôtes physiques nécessaires pour exploiter les services réseaux est faible. Mais cette consolidation est limitée. En raison des contraintes physiques liées aux éléments du matériel, la consolidation elle-aussi comporte des limites physiques. Les aspects tels que le temps de réponse de l application sont également des facteurs qui permettent de déterminer la meilleure consolidation pour un environnement. Nous verrons par la suite de quelle manière vous pouvez utiliser les métriques de performance de serveurs physiques pour mieux comprendre le «travail en équipe» de ces serveurs lorsqu ils sont compressés dans un système hôte. Volume du centre de données A mesure que votre consolidation augmente, il est évident que le nombre de systèmes nécessaire pour répondre aux besoins de votre environnement réseau diminuera. Prenons par exemple quelques chiffres qui peuvent illustrer le changement de qualité de service de votre centre de données, une fois la virtualisation mise en place. La baie de serveurs en moyenne peut contenir 42U d espace. Un U correspond à 1,5 d espace vertical. Après soustraction de 4U en haut et en bas de chaque baie pour les périphériques de distribution d énergie et les équipements réseaux et d environ 2U pour chaque serveur individuel, une baie de serveurs entièrement remplie par le matériel peut traiter jusqu à 17 serveurs par baie. Si, par hypothèse, vous prenez un centre de données équipé de cinq baies d équipement, quatre de ces baies hébergeant des serveurs, vous pouvez héberger 68 serveurs individuels dans l espace de stockage disponible. L espace de la baie supplémentaire héberge, en général, le stock, l équipement réseau, l alimentation électrique de secours, la sauvegarde sur bande magnétique et autres équipements. 9

15 Chapitre 1 Une fois la virtualisation appliquée à l environnement, si vous supposez que l environnement peut prendre en charge une consolidation de 15:1 et inclure une configuration N+1 pour les systèmes hôtes de virtualisation, on peut raisonnablement penser que nous pouvons compresser 60 des 68 systèmes dans quatre systèmes hôtes plus un système supplémentaire pour la redondance. Nous laissons huit systèmes non virtualisés en raison des impondérables dont nous parlerons plus tard dans ce chapitre. Figure 1.5 : Une personne prudente peut estimer que la virtualisation peut prendre en charge une consolidation 15:1 sur les serveurs. De quatre baie de serveurs, l on peut passer à une seule baie dans un centre de données. Dans ce scénario, nous pouvons compresser notre volume total du centre de données de quatre baies de serveurs en une seule. Nous avons montré une représentation visuelle de ce scénario dans la Figure 1.5. Notre baie d équipements de réseau, de stockage et de sauvegarde reste inchangée, mais 60 de nos 68 serveurs ont maintenant été compressés sur cinq hôtes virtualisés. Si votre société peut faire profiter votre centre de données de la colocation, centre de données facturé au mètre carré, on peut prévoir une réduction de 60% des coûts récurrents pour la location de la surface. 10

16 Chapitre 1 Echauffement et coûts de refroidissement Pour continuer avec notre exemple, ajoutons à notre équation les coûts d électricité et refroidissons ces systèmes. Dans le cas présent, nous utiliserons nos 68 serveurs de l exemple du centre de données : Aux Etats-Unis, le prix au détail actuel de l électricité en mars 2007 était, en moyenne, de 9,35 cents par kilowatt/heure (source : electricprices.html - au 19 août 2007) Un ordinateur configuré comme un serveur de moyenne gamme et dont le fonctionnement est stable sous une charge nominale consomme environ 295 watts d électricité (source : Calculator%20Catalog.xls ; le système de serveur évalué est un HP Proliant DL380 G4, 3,0 GHz avec 2G de RAM, trois disques durs 72G et une utilisation moyenne de 10%). En combinant ces deux chiffres, le coût d alimentation annuelle pour un de ces serveurs tourne autour de 242 $. Pour nos 68 systèmes dans notre environnement physique complet, le coût d alimentation de ces serveurs s élève à $. Afin de pouvoir compresser 60 de ces serveurs dans cinq systèmes de virtualisation, on peut raisonnablement supposer qu il faut des systèmes d alimentation plus élevés et que ces systèmes fonctionneront également avec une utilisation plus élevée. Un ordinateur configuré comme un serveur haut de gamme qui fonctionne de manière stable sous une charge élevée consomme environ 507 watts d électricité (source : ; le système de serveur évalué est un HP Proliant DL380 G5, 3,0 GHz avec 16G de RAM, six disques durs 72G, deux cartes PCI-E et une utilisation moyenne de 80%). En combinant ces deux chiffres, le coût d alimentation annuelle d un de ces serveurs tourne autour de 415 $. Pour cinq de ces systèmes dans notre environnement physique complet, plus les huit autres restants qui ne sont pas virtualisés, le coût d alimentation de ces serveurs s élève à $. Pour rester dans notre scénario, nous pouvons observer que réduire le nombre total de serveurs dans notre environnement de 68 à 13 diminue notre coût total d électricité de plus de 75%, soit environ $ par an. Ce nombre concerne purement et simplement le coût d alimentation des serveurs. Ajoutons à cela le coût lié à la climatisation de ces serveurs. En général, en raison des principes physiques et du refroidissement nécessaire pour supprimer une quantité de chaleur (BTU), le coût de refroidissement d un centre de données est pour ainsi dire équivalent au coût nécessaire pour l alimenter. Résultat : doublement du total de nos coûts.! Certains fournisseurs d électricité, comme Pacific Gas & Electric, offre même des crédits pour les sociétés qui intègrent la virtualisation dans leurs centres de données. Cela concerne particulièrement les coûts des centres de données qui consomment jusqu à 48% des budgets IT de certaines sociétés (source : Viennent également s ajouter à cela les avantages sur le plan environnemental et la bonne volonté des clients qui optent de plus en plus pour des pratiques «écolo». 11

17 Chapitre 1 Coûts de refroidissement de l ordinateur Le cycle de vie moyen d un ordinateur configuré comme un serveur est compris entre 3 et 5 ans. En général, les sociétés actualisent leurs serveurs dès qu il faut payer pour prolonger leur garantie. Cela est dû à l augmentation non-linéaire des frais de maintenance qui accompagnent les serveurs à mesure que leur ancienneté dépasse leur garantie initiale. Cela étant dit, acheter de nouveaux serveurs fait, en général, partie du budget de chaque entreprise IT, simplement pour que les serveurs vieillissants restent à niveau des demandes et des nouveaux services. Peu importe où la couche de virtualisation est créée, la Virtualisation matérielle et la Virtualisation d OS permettent également de déployer, à moindres coûts, d autres serveurs, et bien souvent il est inutile d acheter du matériel en plus. Les environnements de virtualisation comme celui de notre précédent exemple sont créés avec des ressources supplémentaires, gardant à l esprit une future expansion. Donc, dans la plupart des cas, créer un nouveau serveur pour l environnement réseau est une procédure moins longue que copier/coller un fichier de template et acheter une licence d OS supplémentaire. Si l on s écarte des chiffres et des estimations et si l on part du principe qu un ordinateur configuré comme un serveur puissant mais de gamme moyenne coûte $ à l achat et un serveur haut de gamme $ doté de performances supérieures en processeurs, en mémoire vive et en vitesse des bus internes, le point mort de la consolidation de la virtualisation tourne autour de 4:1. Ainsi, une fois les quatre serveurs peu utilisés consolidés dans un même serveur, vous avez même réussi à rentrer dans vos frais. Il faut également tenir compte du fait que les environnements Microsoft Windows modifient le modèle d obtention des licences pour certaines éditions d OS ce qui encourage d autant plus la virtualisation (source : mspx). Ce changement signifie que lorsqu un client achète une édition d OS de serveurs de niveau moyen («mid-tier») de Microsoft Server 2003 Enterprise Edition et met en place la virtualisation, ce dernier a alors l opportunité d exécuter quatre instances d OS virtuelles pour chaque instance physique licenciée. D où une réduction de 80% des coûts d obtention de licences Microsoft. Pour obtenir les licences de leur Datacenter Edition de niveau supérieur («top-tier»), les bénéfices sont même encore plus généreux car vous pouvez exécuter un nombre illimité d instances virtuelles au niveau d une instance physique. Cela se traduit par une réduction linéaire des coûts à mesure que la consolidation augmente. Coûts de gestion En dépit de leur architecture, les coûts liés à la gestion de tous les types d environnements de virtualisation sont réduits à l identique. Cela est dû à la consolidation des serveurs virtuels dans un même environnement avec les points d entrée permettant la gestion à distance et les fonctions d automatisation intégrées au logiciel de virtualisation. Attardons-nous sur certains des avantages les plus classiques que les administrateurs système gagnent lorsqu ils adoptent la virtualisation dans les environnements dont ils sont responsables : Rapidité du déploiement : la création d un nouveau serveur est un processus long et ennuyeux qui peut prendre des heures voire des jours, tout dépend du nombre de tâches à accomplir. Et ce jusqu au moment où les applications peuvent être installées. De la même façon dans l industrie, sur une chaîne de production, l automatisation permet des économies de masse, la virtualisation permettant la création de templates de serveurs réduit le temps de déploiement des serveurs d heures en minutes. 12

18 Chapitre 1 Similarité : à mesure que le réseau d une société prend de l âge et que certains serveurs terminent leur vie après plusieurs cycles d actualisation tandis que certains demeurent, de nombreux réseaux sont alors obligés de prendre en charge plusieurs types différents d équipements de serveurs. Par rapport au serveur HP DL365 Génération 2, un HP DL360 Génération 1 a un jeu totalement différent de pilotes. En raison de ces différences de matériel entre les types de serveurs, il est impossible, sur le plan opérationnel, de relocaliser les instances d OS. Avec la virtualisation, chaque serveur virtuel sur cet hôte a les mêmes jeux de pilotes que l hôte lui-même. Non-linéarité temporelle : la possibilité de prendre un «snapshot» de l existant de ce système à un moment précis dans le temps, peu importe lequel, est natif à presque toutes les solutions de virtualisation. Beaucoup de solutions de virtualisation prennent également en charge des «snapshot» multiples et itératifs. Vous pouvez ainsi être maître de la non-linéarité temporelle de l environnement de serveurs (ou plus simplement, «vous pouvez revenir dans le temps»). Si intégrer un jeu de codes incorrects de patchs, une configuration incorrecte ou un logiciel malveillant dans l environnement de serveurs rend ce serveur inutilisable ou instable, faire revenir le serveur à un moment précis dans le passé est un processus tout à fait banal. Cette possibilité de retourner dans le temps améliore le profil de stabilité des serveurs et réduit le risque de modifications des opérations dans l environnement de production. Simultanéité faiblement couplée : Si nous pouvons prendre des «snapshot», nous pouvons aller encore plus loin : nous pouvons déplacer ces images dans un emplacement distant en cas d urgence. Des logiciels existent pour les systèmes de virtualisation qui permettent de prendre des images, de les déplacer et de transférer ces données dans des emplacements hors site. Ainsi, vous pouvez avoir des copies d un même serveur en même temps à deux endroits différents. Dans le cas présent, l emploi de l expression «Simultanéité faiblement couplée» est basé sur l infrastructure utilisée pour le transfert. Cette infrastructure peut être basée sur le réseau qui déplace les informations en temps réel. Ou un support physique peut être utilisé. Le support physique ne stocke pas en temps réel, mais reste plus stable. Disaster Recovery : Impact sur les mesures Parce que la virtualisation permet également de se représenter toute une machine en un seul fichier, la procédure de sauvegarde et de restauration de ce fichier est sensiblement améliorée. Avec plusieurs systèmes de sauvegarde, une des composantes majeures du temps de restauration est le temps dont le système de restauration a besoin pour trouver chaque fichier sur les bandes magnétiques et pour restaurer ce fichier. Les fichiers de restauration en environnement virtualisé sont peu nombreux mais très gros, c est pourquoi le temps d accès des bandes doit être très court. Le lecteur de bandes peut ainsi fonctionner beaucoup plus efficacement. Par ailleurs, comme la virtualisation permet de transmettre en temps quasi-réel les informations des images serveurs aux sites alternatifs, il est possible de démarrer rapidement les copies distantes si une capacité suffisante de traitement est disponible et correctement préconfigurée dans le site alternatif. Il y a deux mesures qui sont communément utilisées pour décrire l état souhaité à la suite d une catastrophe. Ces mesures sont les suivantes : (RTO : Recovery Time Objective), Objectif de délai de redémarrage et (RPO : Recovery Point Objective), durée maximum d enregistrement des données qu il est acceptable de perdre lors d une avarie. 13

19 Chapitre 1 Le RTO d une catastrophe se rapporte au total de temps maximum acceptable pendant lequel un service peut être interrompu à cause de la catastrophe. Le RPO d une catastrophe se rapporte au total de pertes de données qui peuvent être acceptées comme faisant partie d une catastrophe. Ces mesures sont souvent utilisées dans les Niveaux de qualité de services (SLA) en vue d identifier les objectifs spécifiques pour la disponibilité d un système après une catastrophe. Les impacts majeurs du RTO et RPO seront basés sur le nombre d images déplacées vers le site alternatif (affectant le RPO) et la capacité de ce site à se mettre en ligne et à commencer à répondre aux requêtes (affectant le RTO). & Nous parlerons davantage de ce disaster recovery et de ces conditions dans le chapitre 4. La réussite est étroitement liée aux études d éligibilité en vue de la virtualisation Nous avons passé un certain temps à présenter les différents types de virtualisation et les avantages liés à ce choix de la virtualisation. Il nous faut maintenant parler de ce tout premier composant essentiel de tout projet de virtualisation : l étude d éligibilité avant la mise en place de la virtualisation. Selon une étude proposée par Computer Associates en 2007 et citée en référence sur «44% des personnes sondées qui disaient avoir déployé la technologie de virtualisation de serveurs étaient incapables de dire que leur déploiement était une réussite». L article se poursuit comme ceci : «Concernant les organisations qui proclament leur réussite grâce à la virtualisation, le plus important facteur était d être capable de mesurer la performance de l environnement virtuel. Les autres facteurs clés de réussite évoqués dans cette étude incluent l inventaire minutieux des équipements des serveurs, la répartition de la charge et l analyse précise des solutions de technologie disponibles». L étude d éligibilité est un composant absolument nécessaire de la virtualisation, et ce, pour de nombreuses raisons parmi lesquelles : tous les serveurs ne sont ni créés ni utilisés de manière équivalente. Même si l utilisation des serveurs Microsoft Windows tourne autour de 5%, certains serveurs tels que les serveurs de messagerie et de base de données peuvent encore aller au-delà. En outre, certaines solutions de virtualisation ne peuvent pas prendre en charge certains types de périphériques. Appréhender l inventaire (matériel, logiciel et performance associée) des serveurs dans votre environnement suffira à garantir que vous trouverez la solution de virtualisation la mieux adaptée à votre environnement. 14

20 Chapitre 1 Les composants d une étude d éligibilité en vue de la virtualisation La structure du réseau ne connaît aucun autre tournant majeur du même type que celui qui survient lors de la mise en place de la virtualisation. Il est alors essentiel de d appréhender complètement l environnement «tel quel» avant toute modification. Cette compréhension doit se faire sous un certain nombre d axes différents : la compréhension de l inventaire logiciel et matériel, la topologie du réseau et sa capacité à prendre en charge les changements, la collecte des performances et leur analyse et l éligibilité des systèmes physiques existants à la virtualisation. Comme la virtualisation tend à «mettre tous les œufs dans le même panier», nous devons nous assurer que l état final que nous souhaitons comporte peu voire aucun point de défaillance. De même, nous devons garantir que les systèmes que nous avons l intention de mettre en colocation sur nos systèmes hôtes collaborent bien les uns avec les autres et ne sont pas en compétition pour les ressources. Ce processus qui nous permet de connaître nos systèmes sur le plan de la performance joue un rôle décisif dans l éligibilité à la virtualisation. Au final, nous utiliserons toutes ces données non seulement pour déterminer le logiciel le mieux adapté à notre environnement mais également pour savoir comment optimiser l ingénierie de ce logiciel afin que nous soyons plus sûr de tout notre système. Inventaire matériel et topologie du réseau Notre première étape consiste à développer une compréhension complète de la nature physique des systèmes que nous voulons virtualiser. Quelle est la composition matérielle de ces systèmes? Quels périphériques requièrent-ils? Comment le réseau est-il configuré? Avons-nous besoin de plusieurs réseaux ou d un seul? Nous devons inclure certains éléments qui font un bon inventaire du matériel et de la topologie de réseau, parmi lesquels : Vitesse et type de processeur : nous analyserons plus tard la performance du système dans sa relation avec ses processeurs actuels. Comme les nouveaux systèmes hôtes virtualisés qui seront mis en ligne pour prendre en charge ce système auront probablement plus de «chevaux» que les systèmes actuels, il nous faut connaître le potentiel actuel de nos systèmes. Mémoire : Pour tout système de virtualisation, la mémoire vive fait partie des ressources qui se partagent le moins. Une seule partie des données peut exister dans une partie spécifique de la mémoire à un moment donné et modifier cette partie des données impliquent un échange intensif de ressources. Ainsi, il nous faut avoir une compréhension complète de la quantité de mémoire vive actuellement disponible dans le système à utiliser lorsque l on détermine combien de mémoire vive nous devrons indiquer pour notre système hôte. Périphériques : Y-a-t-il des périphériques en série, parallèles, SCSI ou USB actuellement reliés à ce système? Sont-ils nécessaires? Ces périphériques peuventils être virtualisés via une solution basée sur un logiciel? Ces périphériques peuvent-ils être déplacés vers un autre emplacement réseau? Comme beaucoup de périphériques ne fonctionnent pas correctement dans l environnement de virtualisation, il nous faut appréhender ces systèmes qui sont directement écartés de l éligibilité à la virtualisation. 15

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