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OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER I. LA VI

OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER I. LA VIRTUALISATION GENERALITE Depuis quelques années, le terme virtualisation est un sujet de discussion dans le domaine de l’informatique et des entreprises. Beaucoup de projets des entreprises informatique se tendent vers la virtualisation. HISTORIQUE DE LA VIRTUALISATION Historiquement une grande partie des travaux de recherche ont été fait par IBM dans les années 1960 au centre de recherche de Grenoble aujourd’hui fermé. Ils développèrent un système expérimental faisant partie du projet System/360 appelé VM/CMS (Virtual Machine / Console Monitor System). CMS est le système d’utilisation qui s’appuie sur VM. Une caractéristique de ce premier système de virtualisation était le fait que chaque CMS était attribué à un seul utilisateur, sachant que plusieurs CMS fonctionnaient sur la VM. Nous pouvons faire une analogie par rapport à la terminologie actuelle entre VM et hyperviseur ainsi qu’entre CMS et environnement logiciel invité. Le System /360 était déjà capable de gérer de la virtualisation récursive. La finalité de ce produit d’IBM était de pouvoir consolider les postes de travail liés. La dernière implémentation par IBM de VM est z/VM qui fonctionnait sur les zSeries. Entre la fin des années 80 et le milieu des années 90 Commodore International commercialise l’Amiga qui est ordinateur personnel très populaire à l’époque. Il était aussi bien capable de lancer de lancer des pc X386, des Macintoshs 6800 et des solutions X11 en multitâches. Suite à l’Amiga, on trouve des systèmes Unix basés sur l’architecture NUMA, qui est une architecture mémoire de systèmes multiprocesseurs. Cette architecture consiste à cloisonner et partitionner la mémoire, les accès se faisant via de multiples bus, un par processeur. En 1999, VMware proposa un système propriétaire de virtualisation de systèmes x86 à base de systèmes hôtes x86. D’autres projets libres ont suivi VMware, tels que QEMU, Xen, Bochs, kvm, VirtualBox ainsi que des logiciels gratuits mais propriétaires tels que VirtualPC, VMware Server, Virtual Server. OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER Dans les années 2000, afin d’améliorer les capacités des solutions de virtualisation. Enfin dans l’année 2000, les fabricants de processeurs Intel et AMD ont implémenté des fonctions de virtualisation dans leurs processeurs permettant la prise en charge de systèmes d’exploitation non modifiés plus efficacement. I.1 Caractéristiques La définition "formelle" de la virtualisation fait référence à l’abstraction physique des ressources informatiques. En d’autres termes, les ressources physiques allouées à une machine virtuelle sont abstraites à partir de leurs équivalents physiques. Les disques virtuels, interfaces réseau virtuelles, réseaux locaux virtuels, commutateurs virtuels, processeurs virtuels et la mémoire virtuelle correspondent tous à des ressources physiques sur des systèmes informatiques physiques. L’ordinateur hôte "voit" ses machines virtuelles comme des applications auxquelles il dédie ou distribue ses ressources. (Source : Introduction à la virtualisation et choix technologiques) La virtualisation est le processus qui joue le rôle de faire fonctionner plusieurs systèmes, serveurs et applications, sur un même serveur physique. Une autre définition de la virtualisation est définie dans la bibliothèque informatique disant que c’est l’ensemble des techniques matérielles et ou logiciels qui permettent de faire fonctionner sur une seule machine plusieurs systèmes d’exploitation et ou plusieurs applications, séparément les uns des autres, comme s’ils fonctionnaient sur des machines physiques distinctes. I.2 LES DIFFERENTS TYPES DE LA VIRTUALISATION Quand on parle de virtualisation, nous faisons toujours référence aux termes suivants : -La virtualisation de serveur -La virtualisation d’application -La virtualisation de postes de travails -La virtualisation de stockage -La virtualisation du réseau OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER I.2 I.3 La virtualisation de serveur : La virtualisation de serveur sert à masquer les ressources du serveur. Cela consiste à diviser un serveur physique en plusieurs environnements virtuels isolés et indépendants. On peut appeler les environnements virtuels de plusieurs façons selon les technologies utilisées mais les plus connus sont serveurs privés virtuels, hôtes, containeurs, émulations ou encore instances. La virtualisation d’application : C’est une technologie logicielle qui permettra l’amélioration de la portabilité et la compatibilité des applications en les isolants du système d’exploitation sur lequel elles sont exécutées. La virtualisation d’application nécessite l’ajout d’une couche logicielle supplémentaire entre un programme donné et le système d’exploitation. Le but de la couche logicielle est d’intercepter les opérations d’accès ou de modification de fichier. La virtualisation des postes de travail : Grâce à la virtualisation des postes de travail les administrateurs systèmes et réseaux peuvent gérer facilement les postes de travail et de répondre avec docilité aux requêtes des utilisateurs. Un poste de travail virtualisé peut être concentré soit directement sur l’ordinateur de l’utilisateur soit sur un serveur dans le centre de données. La virtualisation des postes de travail permet la mobilité des employés avec la disponibilité des ressources. OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER Figure I-1 : Interaction avec un poste de travail virtuel (Source : VMware View) La virtualisation de stockage : La virtualisation des stockages facilite la meilleure exploitation des ressources, et des disques durs. C’est un procédé qui séparera la représentation logique et la réalité physique de l’espace de stockage. Le but de la virtualisation de stockage est de faire abstraction des périphériques de stockage utilisés et des interfaces qui leur sont associées (SATA, SCSI…) pour limiter l’impact des modifications structurelles de l’architecture de stockage. Elle fait appel à une application d’administration de volume logique (LVM, Logico Volume Manager). La LVM est une couche logicielle qui sert à regrouper plusieurs espaces de stockage (volumes physiques) pour créer une partition virtuelle (volumes logiques). La virtualisation de stockage permet de regrouper des unités de disques durs de différentes vitesses, de différentes tailles et de différents constructeurs et d’adjoindre un périphérique de stockage supplémentaire sans interruption de service. OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER Figure I-2 : Symétrique ou In-Band (Source : Bonnes pratiques, planification et dimensionnement des infrastructures de stockage et de serveur en environnement virtuel de Cédric Georgeot) La virtualisation de réseau Le principe de la virtualisation des réseaux est de partager une même infrastructure physique au profit de plusieurs réseaux virtuels isolés. VLAN (Virtual Local Area Network) est un réseau local regroupant un ensemble de machines de façon logique et non physique. La création et la configuration sont réalisées de manière logicielle mais non matérielle. Elle consiste améliore la gestion du réseau en apportant plus de souplesse dans son administration OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER Les avantages de la virtualisation - Réduction des couts matériels Tout nouveau système à implémenter nécessite de l’investissement. Le système d’information est souvent perçu conne un centre de cout pour les dirigeants d’une entreprise. L’investissement massive sur l’achat des serveurs de type x86 est l’un des raisons des pertes d’une société. L’apparition des serveurs multi-cœur de type 64 bits avec les avantages qui vont avec nécessite un énorme investissement en plus pour les entreprises. L’utilisation de ce nouveau type de serveur avec le modèle traditionnel, c’est- à-dire un seul système d’exploitation est un gaspillage de ressource et d’investissement. Tandis que ce nouveau concept supporte plusieurs dizaines système d’exploitation. La virtualisation permet d’installer plusieurs système d’exploitation sur le même serveur physique. Donc la virtualisation permet d’éviter à acheter du matériel a chaque déploiement d’un nouveau système. En tenant compte du fait que chaque serveur doit être dédié à une application ou service distincte. La mise en place d’un autre service ne nécessite pas l’arrêt du serveur physique. Pour démontrer que la virtualisation diminue les couts d’investissements et réduit le nombre de serveur physique, nous allons prendre exemple deux serveurs et les comparer. OPTIMISATION DE LA DISPONIBILITE DES MACHINES VIRTUELLES SUR XENSERVER Prenons un serveur rack doté d’un processeur double-cœur, comportant 2go de RAM et un disque dur d’une taille de 80 go. Le serveur est doté d’une technologie RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks), le RAID est un technique permettant de repartir des données sur plusieurs disques durs afin d’améliorer soit la tolérance aux pannes, soit la sécurité, soit les performances de l’ensemble, ou une répartition de tout cela. Ce serveur vaut environ 4 000 000 d’Ariary. De l’autre côté, prenons un serveur lame destiné a la virtualisation, doté de deux processeurs quadruple-cœur, comportant 32 go de RAM, de trois disques dur de 400 Go montées en RAID 5, pour un prix de 8 000 000 d’Ariary. Les tableau ci-dessous nous montrent le comparatif des deux serveurs en incluant le prix, la consommation électrique et le nombre de système d’exploitation selon le besoin. Spécification Serveur physique destiné a la virtualisation Serveur physique simple Cout 8 000 000 Ariary 4 000 000 Ariary Nombre de serveur 1 1 Consommation Electrique(Watts) 1570 670 Nombre OS 1 1 Si on reprend même exemple mais avec 10 système d’exploitation, qui nécessite l’ajout de 9 serveurs supplémentaires pour le Serveur physique simple Spécification Serveur physique destiné à la virtualisation Serveur physique simple Cout 8 000 000 Ariary 40 000 000 Ariary Nombre de serveur 1 10 Consommation Electrique(Watts) 1570 6700 Nombre OS 10 10 Si on compare les deux tableaux, pour la ligne cout, l’ajout uploads/Ingenierie_Lourd/ partie-2 1 .pdf