NFE107 Urbanisation et architecture des systèmes d information. Juin «La virtualisation» CNAM Lille. Auditeur BAULE.L 1

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1 Juin 2009 NFE107 Urbanisation et architecture des systèmes d information CNAM Lille «La virtualisation» Auditeur BAULE.L 1

2 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 2

3 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 3

4 Introduction Constat Nombre grandissant de serveurs. Sous exloitation des ressources. Cout élevé (exloitation, mise à niveau, consommation électrique). Solution LA VIRTUALISATION 4

5 Introduction Le CA généré ar l'asect logiciel des infrastructures de virtualisation en zone EMEA (Euroe, Moyen-Orient, Afrique) va faire un bond de 55% en 2009 (source Institut Gartner [1]). La virtualisation des serveurs est aussi la deuxième lus imortante initiative Green IT[2] lanifiée, à l horizon , our 39% des DSI interrogés (source Le journal du NET). [1] Gartner est une entrerise américaine de consulting et de recherche dans le domaine de la technologie. [2] Green IT est l ensemble des démarches relatives à la mise en lace d une olitique verte des SI. 5

6 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION Historique II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 6

7 Princies : Historique Années 70 : IBM et l hyerviseur VM/CMS. Année 79 : IBM et les mainframes 4331 et 4341 un accélérateur VM otionnel et microcodé. Années 95: La micro-informatique et les émulateurs. Fin années 90: VMware avec VMware our x86. Puis des logiciels libres (Xen) et gratuits (VirtualPC). Milieu années 2000 : Technologie de virtualisation dans les CPU. 7

8 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION Historique Définitions II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 8

9 Princies : Définitions D arès Wikiedia, la virtualisation est «l'ensemble des techniques matérielles et/ou logicielles qui ermettent de faire fonctionner sur une seule machine lusieurs systèmes d'exloitation et/ou lusieurs alications, séarément les uns des autres, comme s'ils fonctionnaient sur des machines hysiques distinctes». Cadre de l étude: techniques logicielles 9

10 Princies : Définitions VM : Virtual Machine Machine virtuelle VMM : Virtual Machine Monitor - Hyerviseur L hyerviseur : la couche logicielle qui s intègre entre la artie matériel et les différents systèmes invités, 2 catégories : Tye 1 Tye 2 10

11 Princies : Définitions Hyerviseur de tye 1 (natif ou bare metal) Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation S'exécute directement sur une lateforme matérielle donnée Imlémente la luart des services que fournissent les noyaux des systèmes d exloitation Hyerviseur Materiel Un système d'exloitation secondaire est exécuté au dessus du hardware Xen - ESX - Hyer-V 11

12 Princies : Définitions Hyerviseur de tye 2 (ou host-based ) Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation S'exécute à l'intérieur d'un autre système d'exloitation Système d'exloitation invité s'exécutera en troisième niveau au dessus du matériel Hyerviseur (tye II) OS hôte Materiel VMware Workstation, QEMU, Microsoft Virtual PC 12

13 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION Historique Définitions Buts II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 13

14 Princies : Buts de la virtualisation Réduction des couts: Serveurs eu sollicités => consolidation Aorts de nouveaux services: Evite le re-develoement d alications. Environnement de tests/ré-roduction. Hébergement WEB lus soule. Haute disonibilité. Attention: Nécessité d utilisation d une technologie de stockage en réseau. 14

15 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 15

16 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES L isolation III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 16

17 Techniques : l Isolation Séare un OS en lusieurs environnements (ex: les mainframes). Partage le même noyau. Solution légère et faible overhead géneré. 17

18 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES L isolation La aravirtualisation III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 18

19 Techniques : la aravirtualisation Virtualise lusieurs OS Nécessite que les OS soient «modifiés» Ne virtualise as une architecture matérielle comlète Faible overhead exclusion des OS «fermés» 19

20 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES L isolation La aravirtualisation La virtualisation comlète III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 20

21 Techniques : la virtualisation comlète Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation Serveur Virtuel A l i A l i Système d exloitation Virtualise lusieurs OS (modifiés ou non). Virtualise une architecture matérielle comlète. Hyerviseur Materiel Overhead + imortant (mais bénéficie des nouvelles instructions CPU) 21

22 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 22

23 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE VMware CONCLUSION 23

24 Solution : VMware 89% de art de marché (résent deuis fin années 90). Solution globale VMware Infrastructure 3 disonible en 4 versions (basée sur ESX). ESX : Hyerviseur de tye 1. Mode virtualisation comlète et aravirtualisation (système Linux). 128 VM, 64 Go de RAM et 4 CPU hysiques (soit 16 cœurs) ar VM. Le serveur hysique eut lui comter jusqu à 128 Go de RAM et 32 coeurs. 24

25 Solution : VMware VMFS : système de fichiers en cluster Virtual SMP : améliore les erformances des machines virtuelles VMotion : ermet de migrer à chaud des machines virtuelles d un serveur hysique à un autre sans interrution. VMware HA : offre une haute disonibilité à l'ensemble de l environnement informatique virtualisé. VMware DRS : équilibre la uissance de calcul entre les ools de ressource de l infrastructure virtuelle. VMware Consolited Backu : ermet la sauvegarde centralisée des machines virtuelles 25

26 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE VMware Microsoft CONCLUSION 26

27 Solution : Microsoft 7% de art de marché (résent deuis début été 2008). Solution globale Hyer-V disonible en 3 versions. Hyer-V : Hyerviseur de tye 1. Mode virtualisation comlète et aravirtualisation. Limité aux OS Microsoft les + récents. Seul Suse Enterrise est suorté. Pas de restriction sur le nombre VM/CPU/RAM. Le serveur hysique eut lui comter jusqu à 1 T0 de RAM et 64 coeurs. 27

28 Solution : Microsoft Failover Clustering : Haute disonibilité des machines virtuelle. Live Migration : Permet le délacement des machines virtuelles. Udated Hyer-V Configuration Utility : Permet de simlifier la configuration initiale de Hyer-V. Et bien sûr, allocation dynamique des ressources (CPU, RAM). 28

29 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE VMware Microsoft Citrix CONCLUSION 29

30 Solution : Citrix 2% de art de marché (résent deuis 2007 suite achat XenSource). Basée sur Xen, hyerviseur issu de la communauté oen-source. Déveloé, dans un remier tems, ar l'université de Cambridge au Royaume-Uni en Projet Xen est activement soutenu ar une vingtaine de grandes entrerises dont AMD, HP, IBM, Intel et Novell Solution globale XenServer 5 disonible en 4 versions. XenServer: Hyerviseur de tye 1. Reose en remier lieu sur un mode aravirtualisation ainsi qu un mode virtualisation comlète. Nécessite la technologie de virtualisation AMD ou Intel (our le mode virtualisation comlet des OS Microsoft). Suort de Windows Server 2008 (artenariat avec Microsoft). Pas de restriction sur le nombre VM. 32 Go de RAM et 8 coeurs ar VM. Le serveur hysique eut lui comter jusqu à 128 Go de RAM et 32 coeurs. 30

31 Solution : Citrix Xen Motion : délacement de machines virtuelles à chaud et sans interrution. Xen Center : interface unique d administration. Xen API : intégration à l administration. Citrix Essentials for XenServer and Hyer-V : ensemble de fonctionnalités de gestion et d automatisation qui étend les caacités de Citrix XenServer et de Microsoft Hyer-V. Et bien entendu, des fonctionnalités de haute disonibilité automatique et rerise arès sinistre. 31

32 Plan INTRODUCTION I. PRINCIPES DE LA VIRTUALISATION II. DIFFÉRENTES TECHNIQUES III. OFFRES DU MARCHE CONCLUSION 32

33 Conclusion Points communs Tous des hyerviseurs de tye I. Mode aravirtualisation et virtualisation comlète. Comment choisir? Chaque solution ossède ses oints forts/faibles Communication très oaque des éditeurs quand aux erformances/comatibilité, etc 33

34 Conclusion 1ere iste Classement de l institut Gartner 34

35 Conclusion 2eme iste Comaratif technique VMware ESX 3.5 Microsoft Hyer-V R2 Citrix XenServer 5.0 Overhead [1] 5 à 10% inconnu 2 à 5% [2] Tye d hôtes invités Quasiment tous Tous les systèmes Microsoft et uniquement Suse Linux Enterrise Server Quasiment tous Cométences requises Connaissance Unix de base Cométences Microsoft Connaissance Unix Nombre maximum de cœurs Quantité de RAM maximale 128 Go 1 To 128 Go Nombre de VM 128 >384 Illimité Nb cœurs/ram ar VM 16 cœurs/64 Go Illimité 8 cœurs/32 Go [1] Les chiffres fournis rerésentent une moyenne de ceux que l on eut rencontrer sur différents sites sécialisés. [2] Ce taux très faible tient rincialement au mode aravirtualisation. 35

36 Conclusion Quelques istes de réflexion, sans tenir comte du facteur coût : Environnement urement Unix, XenServer semble osséder le lus d atouts, notamment en terme d overhead et de comatibilité. De lus, son artenariat avec Microsoft ne met as de coté les systèmes Windows. Environnement mixte (Windows/Unix) et eu de cométences sécifiques, ESX arait très intéressant. Environnement mixte (Windows/Unix) avec des cométences lus ointues, XenServer demeure la solution la lus attractive. 36

37 Conclusion De lus Versions gratuites des hyerviseurs (limitation). Outil de calcul du ROI. Outils sécifiques. 37

38 Conclusion Nombreuses utilisations de la virtualisation au sein des SI: consolidation des serveurs, mise en lace d infrastructures de haute disonibilité, les environnement de tests. Une des clés d une urbanisation réussie et maitrisée. Aussi un des maillons rinciaux d une autre technologie qui ne cesse de rendre de l amleur: Le Cloud Comuting. 38

39 NFE107 Urbanisation et architecture des systèmes d information Virtualisation Questions? 39