Qu'est-ce qu'une machine virtuelle ? Comment ça fonctionne ?

Vous lisez cet article sur un ordinateur. C'est un fait.

Que ce soit sur un ordinateur portable, de bureau ou un appareil mobile, consulter ce contenu nécessite d'utiliser un système d'exploitation connecté à un appareil électronique. Mais que se passerait-il si vous pouviez exécuter plusieurs systèmes d'exploitation sur un seul appareil ?

C'est exactement ce que permet de faire le logiciel de virtualisation de serveur.

Il vous permet de créer des machines virtuelles, qui sont essentiellement des ordinateurs autonomes pouvant exécuter leurs propres systèmes d'exploitation et applications. Cette fonctionnalité de type "inception" offre plusieurs avantages, notamment une efficacité accrue et une meilleure utilisation des ressources.

Les VM ont toutes les capacités et fonctionnalités d'un ordinateur normal, comme les unités centrales de traitement, les interfaces réseau, la mémoire et les applications. Bien que les images VM soient atteintes sur des appareils de point de terminaison, une fois que l'utilisateur s'y connecte, le logiciel, les applications et les configurations de la VM n'interfèrent pas avec ceux de l'appareil sur lequel elle est consultée.

Essentiellement, lorsque vous installez une machine virtuelle, vous créez un ordinateur dans un ordinateur.

Comment fonctionne une machine virtuelle ?

Les machines virtuelles sont possibles grâce à la virtualisation, qui est le processus d'exécution d'une instance virtuelle d'un ordinateur de bureau dans une couche qui a été séparée du matériel. Dans le cas des VM, la virtualisation des ressources de cette machine est réalisée par des hyperviseurs, qui créent, hébergent et exécutent des VM.

Grâce à la virtualisation, les VM créent un environnement virtuel pour ses utilisateurs. Les VM fonctionnent comme des processus dans une fenêtre sur le système d'exploitation de votre ordinateur. Dans ces environnements, les utilisateurs peuvent exécuter des applications, stocker des données et effectuer toute action que quiconque ferait sur un véritable ordinateur.

Fondamentalement, le système d'exploitation de la VM est trompé en lui faisant croire qu'il est exécuté sur le matériel natif de l'ordinateur au lieu de passer par un logiciel, offrant aux utilisateurs la même expérience exacte.

Lorsqu'on parle de VM, le système d'exploitation de votre véritable ordinateur physique est appelé l'hôte, et les systèmes d'exploitation fonctionnant dans votre machine virtuelle sont appelés invités. Les systèmes d'exploitation invités sont stockés sur un disque dur virtuel, qui est un fichier stocké sur le disque dur de votre appareil.

Wow. C'est assez déroutant. Décomposons cela avec un exemple pour le rendre un peu plus facile à comprendre.

Disons que votre entreprise est équipée de MacBook Pros. Vos MacBook Pros utilisent le système d'exploitation Catalina (macOS Catalina). Si vous vouliez commencer à utiliser des machines virtuelles sur les MacBook Pros de votre entreprise, vous installeriez un hyperviseur de serveur à l'aide d'un logiciel de virtualisation de serveur. Avec cela en place, vous pouvez exécuter plusieurs machines virtuelles dans cet hyperviseur. Par exemple, vous pourriez exécuter une VM avec Windows 10 sur ce MacBook Pro.

Types de machines virtuelles

Il existe deux types de VM : les machines virtuelles système et les machines virtuelles de processus. Bien qu'elles agissent toutes deux comme des émulations d'un système informatique, elles servent des objectifs différents.

Machine virtuelle système

Également connues sous le nom de VM de virtualisation complète, les machines virtuelles système sont des substituts aux machines réelles et fournissent toutes les fonctionnalités d'un véritable système d'exploitation. Avec une VM système, l'hyperviseur accède aux ressources de la machine sous-jacente, offrant à l'utilisateur les mêmes capacités que l'appareil hôte offre.

Machine virtuelle de processus

Une machine virtuelle de processus, également connue sous le nom de machine virtuelle d'application, prend en charge un seul processus à la fois. La VM est créée lorsque ce processus commence et détruite lorsqu'il se termine.

Le but d'une VM de processus est d'exécuter un programme informatique dans un environnement indépendant de la plateforme, ce qui signifie qu'il peut fonctionner sur une variété de matériel ou de logiciel.

À quoi sert une machine virtuelle ?

Dans l'exemple ci-dessus, nous avons décomposé les étapes générales du fonctionnement d'une machine virtuelle. Le but ultime d'une machine virtuelle est d'exécuter un système d'exploitation initialement non destiné à l'appareil utilisé (par exemple, Windows 10 sur un MacBook Pro). Cela peut sembler un objectif étrange, mais c'est l'une des principales raisons pour lesquelles les VM sont utilisées.

De nombreux fournisseurs de logiciels d'infrastructure en tant que service (IaaS) proposent des machines virtuelles, y compris le cloud public et le calcul haute performance (HPC). Voici plus d'informations à ce sujet et d'autres raisons pour lesquelles les gens décident d'utiliser des machines virtuelles.

Essayer de nouveaux systèmes d'exploitation

Changer de système d'exploitation est un grand pas. Si vous êtes habitué à un certain système d'exploitation et que vous souhaitez éviter une configuration à double démarrage, les VM offrent une excellente alternative pour ceux qui cherchent à changer sans trop de risques.

Dans votre système d'exploitation actuel, vous pouvez installer un hyperviseur pour héberger une VM, configurer un système d'exploitation sur cette VM, puis l'exécuter comme n'importe quel autre programme. Vous pouvez l'essayer et vous familiariser avec avant de décider de l'adopter complètement.

Étant donné que les applications et les configurations n'interfèrent pas avec celles de l'appareil de point de terminaison, vous pouvez tester le système d'exploitation sans craindre qu'il n'affecte votre ordinateur. Si quelque chose ne va pas sur le système d'exploitation de votre VM, cela n'affectera pas votre appareil.

Exécuter des logiciels incompatibles

Certaines ordinateurs et systèmes d'exploitation sont plus compatibles avec certains logiciels, et passer à un autre système d'exploitation pourrait vous faire penser que vous ne pouvez plus utiliser les programmes auxquels vous êtes habitué. Peut-être avez-vous changé d'appareil et vous vous retrouvez à regretter un logiciel spécifique à votre ancien système d'exploitation, ou vous aimiez utiliser un programme obsolète qui ne fonctionne plus bien sur votre ordinateur. Eh bien, vous n'avez pas à dire adieu complètement.

Les VM offrent une excellente voie pour exécuter des logiciels incompatibles sur n'importe quel appareil de point de terminaison. Parce qu'elles ont leur propre matériel virtuel, vous pouvez installer n'importe quel système d'exploitation et, par conséquent, un logiciel compatible. Peu importe le système d'exploitation de votre appareil, tant que vous utilisez une VM, les logiciels incompatibles ne seront plus un problème.

Gérer les logiciels malveillants

Un avantage clé des VM est leur capacité à fonctionner complètement séparément du système principal sur lequel elles sont consultées. Si quelque chose tourne mal sur votre VM, les systèmes et la fonctionnalité de votre appareil ne sont pas endommagés.

Ce bénéfice est utile lorsque vous tentez de gérer les logiciels malveillants en toute sécurité. Supposons que vous cherchiez à télécharger un certain programme mais que vous n'êtes pas sûr à 100 % de pouvoir faire confiance au site. Ou peut-être testez-vous le logiciel que vous avez mis en place pour protéger votre entreprise contre les virus. Vous pouvez tester la légitimité de ce site Web et l'efficacité de votre logiciel antivirus sur une VM sans que l'appareil ne soit compromis.

Développer des logiciels pour d'autres plateformes

Une autre raison pour laquelle les gens utilisent des VM est de tester des applications, des sites Web et des logiciels sur diverses plateformes. Lors du développement de logiciels pour ordinateur de bureau et mobile, vous pouvez utiliser un émulateur, qui est un matériel ou un logiciel qui permet à un système informatique d'agir comme un autre, pour tester les deux capacités à la fois.

Utiliser des instantanés pour la restauration

À mesure que votre organisation grandit et évolue, votre pile technologique aussi. Ajouter, supprimer et tester tout logiciel ou application peut vous amener à perdre le fil de tous vos changements. Vous pourriez même arriver à un point où vous avez ajouté ou supprimé une fonctionnalité de trop, et vous souhaitez pouvoir revenir en arrière à votre ancienne configuration.

Avec les VM, vous pouvez faire exactement cela.

Les VM permettent aux utilisateurs de prendre un instantané de leur configuration actuelle s'ils souhaitent y revenir plus tard. De cette façon, si quelque chose ne va pas lors de la modification de leur configuration, ils peuvent restaurer l'instantané et continuer à travailler comme si rien n'avait jamais changé.

Cloner un système sur une autre machine

Parce que le contenu des VM est stocké virtuellement dans quelques fichiers, ils peuvent facilement être téléchargés sur un autre système informatique, permettant ainsi de les cloner. Essentiellement, les fichiers sont copiés puis chargés sur un autre ordinateur de votre choix. Tant que vous utilisez le même hyperviseur, vous pouvez charger une VM et tout son contenu sur un autre ordinateur sans aucun problème.

VM multi-locataires vs. VM à locataire unique

Les VM multi-locataires, similaires à un complexe d'appartements partagés, permettent à plusieurs utilisateurs d'utiliser des ressources sur un seul serveur physique. Cette approche offre une rentabilité car les utilisateurs partagent l'infrastructure sous-jacente. Cependant, tout comme dans la vie en colocation, des préoccupations concernant la confidentialité des données et les impacts potentiels sur les performances dus à d'autres utilisateurs peuvent survenir. Les organisations ayant des exigences de sécurité strictes pourraient trouver ce modèle moins adapté.

D'un autre côté, les VM à locataire unique ressemblent à la location d'une maison. Ici, nous avons deux options principales : hôtes dédiés et instances dédiées. Les hôtes dédiés offrent le plus haut niveau de contrôle, comme posséder votre propre terrain et construire une maison sur mesure. Les utilisateurs ont un contrôle total sur l'environnement matériel et logiciel, permettant une flexibilité extrême et répondant à des besoins spécifiques en matière de licences logicielles. Cette approche offre une transparence maximale et une surveillance pour les charges de travail critiques.

Avantages d'une machine virtuelle

Si les cas d'utilisation énumérés ci-dessus ne suffisent pas à vous convaincre de commencer à utiliser une machine virtuelle dans votre organisation, voici quelques avantages supplémentaires.

Utilisation des ressources et consolidation des serveurs

La principale raison pour laquelle les gens utilisent des VM est la consolidation des serveurs, une méthode d'utilisation efficace des ressources d'un serveur informatique pour réduire le nombre total de serveurs ou d'emplacements de serveurs. De nombreux systèmes d'exploitation n'utilisent qu'une fraction de leurs ressources physiques disponibles, mais avec la virtualisation, vous pouvez avoir de nombreux serveurs virtuels différents sur chaque serveur physique.

L'utilisation des VM améliore l'utilisation de votre matériel, éliminant le besoin d'acheter plus de disques durs, de racks de serveurs ou d'autres matériels.

Récupération après sinistre

Les VM sont équipées d'options de récupération après sinistre que certains systèmes d'exploitation n'ont pas. En cas de catastrophe naturelle ou humaine, et qu'une organisation doit retrouver l'accès à son infrastructure informatique, la virtualisation offre une méthode de récupération.

Parce que les VM ne sont pas affectées par les catastrophes, les organisations peuvent les utiliser pour sauvegarder leurs données ou cloner leur environnement informatique, leur permettant de récupérer rapidement.

Isolation

Les utilisateurs sont également attirés par les VM fonctionnant complètement séparément de la machine qu'ils accèdent. En raison de leur isolation du reste du système, tout ce qu'une VM exécute n'interférera pas avec le système d'exploitation de l'hôte. L'isolation des machines virtuelles empêche les logiciels malveillants, les plantages et autres cyberattaques sur une VM de nuire aux autres, améliorant ainsi la sécurité globale.

Inconvénients d'une machine virtuelle

Bien que les machines virtuelles offrent de nombreux avantages aux utilisateurs, y compris des capacités de test et de récupération après sinistre, il y a aussi quelques inconvénients que les nouveaux utilisateurs doivent prendre en compte avant de faire l'investissement.

Performance instable

En faire trop et attendre trop de votre machine virtuelle peut entraîner des performances instables, surtout si vous exécutez plus d'une VM sur le même ordinateur physique.

Parce que les machines virtuelles sont essentiellement juste des versions virtuelles d'ordinateurs, elles luttent également avec les mêmes limitations. Des éléments comme la bande passante et les capacités réseau ne sont pas illimités, et les utilisateurs ressentiront la lutte d'atteindre la capacité maximale que leur VM peut gérer, tout comme ils le feraient avec un ordinateur normal.

Moins efficace

Bien que les machines virtuelles offrent toutes les capacités d'un ordinateur normal, elles ne sont toujours qu'une fonction de cet ordinateur et nécessitent une quantité décente de puissance. Parce que la machine physique sur laquelle la VM est exécutée devra se soutenir elle-même, les VM ont tendance à fonctionner plus lentement et moins efficacement que les ordinateurs normaux.

Ne manquez pas la magie

Bien que le système d'exploitation de votre ordinateur dispose de nombreux outils logiciels et applications pour vous aider à rester productif, il peut encore y avoir quelques capacités qui sont hors de portée. Avec une machine virtuelle, vous pouvez exécuter la fonctionnalité de deux ordinateurs à la fois. Parlez de productivité !

Lisez-en plus sur certains des meilleurs logiciels de machine virtuelle et choisissez celui qui convient le mieux à votre entreprise.

Cet article a été publié à l'origine en 2020. Il a été mis à jour avec de nouvelles informations.