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Qu'est-ce qu’un serveur virtuel ?

La virtualisation des serveurs permet à plus d'un serveur de fonctionner sur le même matériel. Découvrez comment fonctionne la virtualisation des serveurs.

Qu'est-ce qu’un serveur virtuel ?

Temps de lecture : 8 minutes

Les ordinateurs serveurs - les machines qui hébergent des fichiers et des applications sur les réseaux informatiques - doivent être puissants. Certains ont des unités centrales de traitement (CPU) à processeurs multiples qui permettent à ces serveurs d'exécuter facilement des tâches complexes. Les administrateurs de réseaux informatiques dédient généralement chaque serveur à une application ou une tâche spécifique. Beaucoup de ces tâches ne sont pas compatibles avec d'autres, chacune nécessitant une machine dédiée. Une application par serveur facilite également le suivi des problèmes au fur et à mesure qu'ils surviennent. C'est un moyen simple de rationaliser un réseau informatique d'un point de vue technique.

Cette approche pose cependant quelques problèmes. D'abord, elle ne tire pas parti de la puissance de traitement des ordinateurs serveurs modernes. La plupart des serveurs n'utilisent qu'une petite fraction de leur capacité de traitement globale. Autre problème ? A mesure qu'un réseau informatique devient plus grand et plus complexe, les serveurs commencent à prendre beaucoup d'espace physique. Un centre de données peut devenir surpeuplé avec des racks de serveurs consommant beaucoup d'énergie et générant de la chaleur.

La virtualisation des serveurs tente de résoudre ces deux problèmes d'un seul coup. En utilisant un logiciel spécialement conçu à cet effet, un administrateur peut convertir un serveur physique en plusieurs machines virtuelles. Chaque serveur virtuel agit comme un dispositif physique unique, capable d'exécuter son propre système d'exploitation (OS). En théorie, vous pourriez créer suffisamment de serveurs virtuels pour utiliser toute la puissance de traitement d'une machine, bien qu'en pratique ce ne soit pas toujours la meilleure idée.

La virtualisation n'est pas un concept nouveau. Les informaticiens créent des machines virtuelles sur des superordinateurs depuis des décennies. Mais il y a seulement quelques années que la virtualisation est devenue possible pour les serveurs. Dans le monde des technologies de l'information (IT), la virtualisation des serveurs est un sujet brûlant. C'est une technologie encore jeune et plusieurs entreprises proposent différentes approches.

Pourquoi tant d'entreprises utilisent-elles la virtualisation des serveurs dans leurs réseaux informatiques ? Vous le découvrirez dans la section suivante.

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Pourquoi utiliser la virtualisation des serveurs ?

Les raisons pour lesquelles les entreprises et les organisations investissent dans la virtualisation des serveurs sont nombreuses. Certaines de ces raisons sont motivées par des motifs financiers, tandis que d'autres répondent à des préoccupations techniques :

  • La virtualisation des serveurs permet d'économiser de l'espace grâce à la consolidation. Il est courant de dédier chaque serveur à une seule application. Si plusieurs applications n'utilisent qu'une faible puissance de traitement, l'administrateur réseau peut consolider plusieurs machines en un seul serveur qui exécute plusieurs environnements virtuels. Pour les entreprises qui disposent de centaines ou de milliers de serveurs, le besoin d'espace physique peut diminuer considérablement.
  • La virtualisation des serveurs permet aux entreprises de pratiquer la redondance sans acheter de matériel supplémentaire. La redondance consiste à exécuter la même application sur plusieurs serveurs. C'est une mesure de sécurité : si un serveur tombe en panne pour une raison quelconque, un autre serveur exécutant la même application peut prendre sa place. Cela permet de réduire au minimum toute interruption de service. Il ne serait pas logique de construire deux serveurs virtuels exécutant la même application sur le même serveur physique. Si le serveur physique devait tomber en panne, les deux serveurs virtuels tomberaient également en panne. Dans la plupart des cas, les administrateurs réseau créeront des serveurs virtuels redondants sur des machines physiques différentes.
  • Les serveurs virtuels offrent aux programmeurs des systèmes isolés et indépendants dans lesquels ils peuvent tester de nouvelles applications ou de nouveaux systèmes d'exploitation. Plutôt que d'acheter une machine physique dédiée, l'administrateur réseau peut créer un serveur virtuel sur une machine existante. Comme chaque serveur virtuel est indépendant par rapport à tous les autres serveurs, les programmeurs peuvent exécuter des logiciels sans se soucier d’affecter les autres applications.
  • Le matériel des serveurs finira par devenir obsolète, et il peut être difficile de passer d'un système à l'autre. Afin de continuer à offrir les services fournis par ces systèmes obsolètes - parfois appelés systèmes patrimoniaux - un administrateur réseau pourrait créer une version virtuelle du matériel sur des serveurs modernes. Du point de vue des applications, rien n'a changé. Les programmes fonctionnent comme s'ils tournaient encore sur l'ancien matériel. Cela peut donner à l'entreprise le temps de passer à de nouveaux processus sans se préoccuper des défaillances du matériel, en particulier si l'entreprise qui a produit le matériel ancien n'existe plus et ne peut pas réparer celui qui est cassé.

Une tendance émergente dans la virtualisation des serveurs est appelée migration. La migration fait référence au déplacement d'un environnement de serveur d'un endroit à un autre. Avec le matériel et les logiciels appropriés, il est possible de déplacer un serveur virtuel d'une machine physique d'un réseau à une autre. À l'origine, cela n'était possible que si les deux machines physiques fonctionnaient avec le même matériel, le même système d'exploitation et le même processeur. Il est maintenant possible de faire migrer des serveurs virtuels d'une machine physique à une autre même si les deux machines ont des processeurs différents, mais seulement si les processeurs proviennent du même fabricant.

Quelles sont les différentes façons de créer des serveurs virtuels et comment fonctionnent-ils ? Vous le découvrirez dans la section suivante.

Trois types de virtualisation de serveur

Il existe trois façons de créer des serveurs virtuels : la virtualisation complète, la para-virtualisation et la virtualisation au niveau du système d'exploitation. Elles ont toutes quelques caractéristiques communes. Le serveur physique est appelé l'hôte. Les serveurs virtuels sont appelés invités. Les serveurs virtuels se comportent comme des machines physiques. Chaque système utilise une approche différente pour allouer les ressources des serveurs physiques aux besoins des serveurs virtuels.

La virtualisation complète utilise un type spécial de logiciel appelé hyperviseur. L'hyperviseur interagit directement avec l'unité centrale et l'espace disque du serveur physique. Il sert de plateforme pour les systèmes d'exploitation des serveurs virtuels. L'hyperviseur maintient chaque serveur virtuel complètement indépendant et ignore les autres serveurs virtuels fonctionnant sur la machine physique. Chaque serveur invité fonctionne sur son propre système d'exploitation : vous pouvez même avoir un invité fonctionnant sous Linux et un autre sous Windows.

L'hyperviseur surveille les ressources du serveur physique. Lorsque les serveurs virtuels exécutent des applications, l'hyperviseur relaie les ressources de la machine physique vers le serveur virtuel approprié. Les hyperviseurs ont leurs propres besoins de traitement, ce qui signifie que le serveur physique doit réserver une certaine puissance de traitement et des ressources pour exécuter l'application de l'hyperviseur. Cela peut avoir un impact sur les performances globales du serveur et ralentir les applications.

L'approche de la para-virtualisation est un peu différente. Contrairement à la technique de virtualisation complète, les serveurs invités dans un système de para-virtualisation sont conscients les uns des autres. Un hyperviseur de para-virtualisation n'a pas besoin d'une aussi grande puissance de traitement pour gérer les systèmes d'exploitation invités, car chaque système d'exploitation est déjà conscient des exigences que les autres systèmes d'exploitation imposent au serveur physique. L'ensemble du système fonctionne comme une unité cohésive.

Une approche de virtualisation au niveau du système d'exploitation n'utilise pas du tout d'hyperviseur. La capacité de virtualisation fait plutôt partie du système d'exploitation hôte, qui remplit toutes les fonctions d'un hyperviseur entièrement virtualisé. La principale limite de cette approche est que tous les serveurs invités doivent fonctionner avec le même système d'exploitation. Chaque serveur virtuel reste indépendant de tous les autres, mais vous ne pouvez pas mélanger et faire correspondre les systèmes d'exploitation entre eux. Comme tous les systèmes d'exploitation invités doivent être les mêmes, on parle d'un environnement homogène.

Quelle est la meilleure méthode ? Cela dépend en grande partie des besoins de l'administrateur réseau. Si les serveurs physiques de l'administrateur fonctionnent tous sur le même système d'exploitation, une approche au niveau du système d'exploitation peut être la plus efficace. Les installations au niveau du système d'exploitation ont tendance à être plus rapides et plus efficaces que les autres méthodes. D'autre part, si l'administrateur fait tourner des serveurs sur plusieurs systèmes d'exploitation différents, la para-virtualisation peut être un meilleur choix. Un inconvénient potentiel des systèmes de paravirtualisation est le support. La technique est relativement nouvelle et seules quelques entreprises proposent des logiciels de para-virtualisation. De plus en plus d'entreprises soutiennent la virtualisation complète, mais l'intérêt pour la paravirtualisation est croissant et pourrait remplacer la virtualisation complète à terme.

Quelles sont les limites de la virtualisation des serveurs ? Vous le découvrirez dans la section suivante.

Les limites de la virtualisation de serveur

Les avantages de la virtualisation des serveurs peuvent être si séduisants qu'il est facile d'oublier que cette technique n'est pas sans limites. Il est important pour un administrateur réseau de faire des recherches sur la virtualisation des serveurs et sur l'architecture et les besoins de son propre réseau avant d'essayer d'élaborer une solution.

Pour les serveurs dédiés à des applications exigeant une puissance de traitement élevée, la virtualisation n'est pas un bon choix. En effet, la virtualisation répartit essentiellement la puissance de traitement du serveur entre les serveurs virtuels. Lorsque la puissance de traitement du serveur ne peut pas répondre aux besoins des applications, tout ralentit. Des tâches qui ne devraient pas prendre beaucoup de temps à accomplir peuvent durer des heures. Pire encore, il est possible que le système se bloque si le serveur ne peut pas répondre aux demandes de traitement. Les administrateurs réseau devraient examiner de près l'utilisation du processeur avant de diviser un serveur physique en plusieurs machines virtuelles.

Il est également peu judicieux de surcharger l'unité centrale d'un serveur en créant trop de serveurs virtuels sur une machine physique. Plus un serveur physique doit prendre en charge de machines virtuelles, moins il peut recevoir de puissance de traitement. En outre, l'espace disque des serveurs physiques est limité. Un trop grand nombre de serveurs virtuels pourrait avoir un impact sur la capacité du serveur à stocker des données.

Une autre limitation est la migration. Actuellement, il n'est possible de faire migrer un serveur virtuel d'une machine physique à une autre que si les deux machines physiques utilisent le processeur du même fabricant. Si un réseau utilise un serveur qui fonctionne avec un processeur Intel et un autre qui utilise un processeur AMD, il est impossible de faire passer un serveur virtuel d'une machine physique à l'autre.

Pourquoi un administrateur voudrait-il faire migrer un serveur virtuel en premier lieu ? Si un serveur physique nécessite une maintenance, le portage des serveurs virtuels sur d'autres machines peut réduire le temps d'arrêt des applications. Si la migration n'est pas envisageable, toutes les applications s'exécutant sur les serveurs virtuels hébergés sur la machine physique seront indisponibles pendant la maintenance.

De nombreuses entreprises investissent dans la virtualisation des serveurs malgré ses limites. Avec les progrès de la technologie de virtualisation des serveurs, le besoin d'énormes centres de données pourrait diminuer. La consommation électrique et la production de chaleur des serveurs pourraient également décroître, ce qui rendrait l'utilisation des serveurs non seulement financièrement intéressante, mais aussi plus écologique. À mesure que les réseaux utilisent les serveurs à leur plein potentiel, nous pourrions voir apparaître des réseaux informatiques plus grands et plus efficaces. Il n'est pas exagéré de dire que les serveurs virtuels pourraient conduire à une révolution complète dans l'industrie informatique. Nous devrons simplement attendre et voir.

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