Soutenance mémoire
Architecture de l’hyperviseur
Comme on l’a dit, l’hyperviseur se charge de répartir les ressources matérielles en fonction des demandes des machines virtuelles clientes. Pour ce qui est du processeur, c’est de façon matérielle que l’hyperviseur va se charger de transmettre des instructions de la VM au matériel, à l’aide des technologies Intel-VT ou AMD-V, présente directement sur vos processeurs. La mémoire vive ou RAM, quant à elle, est le seul composant à être géré en mode utilisateur, afin de profiter des différents mécanismes de protection mis en place. En étant gérée dans l’espace utilisateur, on évite qu’une machine virtuelle aille écrire dans un espace mémoire réservé, ou alloué à une autre VM. Les technologies de virtualisation de la MMU1 accélèrent grandement l’accès à la mémoire physique depuis une machine virtuelle. Les autres périphériques, quant à eux, nécessitent le passage en mode noyau pour être utilisés. Afin de garantir un maximum de sécurité, l’hyperviseur ne laisse pas d’accès direct en mode noyau. En effet, il met à disposition des composants, appelés « Virtual Service Provider » (VSP), permettant à la VM cliente de pouvoir consommer les périphériques. Du côté de la machine virtuelle, des drivers spéciaux, appelés «Virtual Service Clients » (VSC) sont installés pour permettre la communication avec les différents VSP. Si vous avez déjà utilisé des hyperviseurs, vous avez surement installés les outils invités de ces derniers (VMware tools, Integration Services for Hyper-V, XenServer Tools, etc.). C’est dans ces packages invités que sont présents les drivers des VSC. La communication entre les VSP et les VSC se fait à travers un composant appelé VMbus, qui n’est autre qu’un bus de communication entre les VM et l’hôte.
GESTION DE LA MÉMOIRE
La RAM est actuellement le principal limiteur des infrastructures de virtualisation. Pour cela, les différents éditeurs ont développé de nombreuses techniques pour économiser un maximum de mémoire, sans pour autant dégrader les performances des VM. Les différents mécanismes sont détaillés à la suite :
ALLOCATION DYNAMIQUE
Lors de la définition d’une VM, une certaine quantité de RAM lui est allouée. La première technique de gestion de la mémoire consiste à réserver cette quantité de mémoire sur l’hôte. Pour une machine virtuelle utilisant 4Go de mémoire vive, 4Go sont utilisés sur la machine hôte. Cependant, il est rare qu’une VM utilise toute sa mémoire RAM. On se retrouve donc avec une certaine quantité de RAM allouée, sans être pour autant totalement utilisée. Pour contrer cela, différentes technologies de gestion dynamique de la RAM ont été développées :
VMWARE MEMORY OVERCOMMIT
Cette technique consiste à faire croire à la VM que la totalité de la mémoire demandée est disponible, tout en n’allouant que le minimum. Prenons un exemple: Une VM est configurée pour avoir 4 Go de mémoire RAM, mais n’en utilise que 2,5 Go à un instant T. La machine virtuelle pensera disposer tout le temps des 4 Go, sauf que seulement 2,5 Go seront alloués au niveau de l’hôte, permettant d’utiliser les 1,5 Go restant pour autre chose.
MICROSOFT DYNAMIC MEMORY
Microsoft utilise une approche différente pour la gestion de la mémoire RAM. La VM est définie avec une quantité de mémoire au démarrage et une quantité maximum possible. Quand la VM démarre, elle ne voit que la quantité de RAM définie au démarrage. Si à un moment, la VM nécessite plus de mémoire que la quantité définie au démarrage, l’hôte va lui ajouter de la mémoire à chaud. L’hôte n’ajoutera pas plus de mémoire que la quantité de mémoire maximum définie au niveau de la machine virtuelle. Quand la nécessité de mémoire diminue, un des driver, appelé ballooning va se charger de récupérer la mémoire RAM inutilisée. L’approche est différente puisque dans ce cas, la machine voit réellement la mémoire qui lui est allouée.
VMWARE TRANSPARENT PAGE SHARING
Une des autres fonctionnalités que VMware met en place pour économiser de la mémoire. Transparent Page Sharing (TPS), va chercher des pages mémoire similaires entre plusieurs VM, afin de les singulariser. Par exemple, si vous avez 10 VMs Windows Server 2008 R2, une certaine quantité de la RAM va être similaire sur les machines virtuelles (dû au même système d’exploitation sur les différentes machines virtuelles). VMware va alors faire pointer toutes ces pages mémoire virtuelles sur une même page mémoire physique, économisant ainsi de l’espace.
VMWARE BALLOONING
Cette fonctionnalité est différente du principe de ballooning présenté sur Microsoft Dynamic Memory. VMware Ballooning est un mécanisme utilisé lorsque l’hôte commence à manquer de mémoire. Il faut garder à l’idée que si les mécanismes de ballooning sont exécutés sur votre VM, c’est que votre infrastructure virtuelle commence à montrer ses limites. Le ballooning est un driver présent dans les machines virtuelles qui va gonfler en RAM, afin de réserver de la mémoire sur l’hôte, et éviter que la VM manque de mémoire vive. Cette technique est généralement utilisée sur les VM critiques de l’infrastructure virtuelle, et doit être utilisée avec parcimonie.
ÉTUDE COMPARATIVE ENTRE HYPER-V ET VMWARE ESX
Comme hyperviseurs les plus crédibles sur le marché de la virtualisation, VMware et Hyper V sont donc comparables. Ceci dit, il y a des distinctions notables et qui sont propres dans la conception de chacune des plateformes où nous trouverons des avantages et des inconvénients pour chacune. Pour exposer l’importance et l’intérêt de la comparaison nous avons choisir certains critères de comparaison. Les termes utilisés dans la suite :
➤ VMware
➤ Vi3 = Virtual Infrastructure 3
– Hyperviseur ESX3
– Administration: Virtual Center
➤ Vsphere4 (hyperviseur ESX4) remplace depuis fin mai 2013 vi3
– Hyperviseur = ESX4
– Administration= VMware vCenter4
➤ Microsoft
– Hyperviseur = Hyper-V
– Hyperviseur = Hyper-V R2 (Release2)
– Administration=SCVMM2008 (System Center Virtual Machine Monitor) .
Structure technique des hyperviseurs
Les produits VMware ESX et ESXi sont des hyperviseurs monolithiques. Dans une conception monolithique, l’hyperviseur gère l’accès au matériel pour chaque VM. Il contient les pilotes de périphériques pour tous les composants auxquels ces machines virtuelles doivent accéder, y compris les dispositifs d’entrée, réseau et de stockage. Cette configuration nécessite que les pilotes soient installés physiquement sur la couche hyperviseur, en plus d’un pilote spécial qui contrôle l’accès aux composants matériels. Le plus grand avantage de la conception monolithique est qu’elle ne nécessite pas un système d’exploitation hôte. L’hyperviseur agit en tant que plate-forme d’exploitation qui prend en charge tous les systèmes d’exploitation virtuels fonctionnant sur le matériel. Un avantage clé que cette configuration offre, est une performance supérieure car ces systèmes d’exploitation se comportent comme s’ils sont effectivement en cours d’exécution sur la machine physique. L’Administration de la machine virtuelle est également simplifiée car le système d’exploitation hôte n’a pas besoin de fournir un accès à des outils qui gèrent ces environnements. Le logiciel Hyper-V de Microsoft est un hyperviseur « microkernelizé ». Ce produit particulier n’a pas de pilotes de périphériques à la couche hyperviseur. Au lieu de cela, les pilotes se trouvent dans les partitions des systèmes d’exploitation différents, où ils s’exécutent indépendamment pour chaque environnement virtuel individuel. En raison de cette configuration, Hyper-V est en mesure de profiter de certains avantages uniques sur VMware.
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Table des matières
I. INTRODUCTION
II. CONCEPT DE LA VIRTUALISATION
II.1 Définition
II.2 Virtualisation de type I et II
II.3 Architecture de l’hyperviseur
II.3.1 VMWARE MEMORY OVERCOMMIT
II.3.2 MICROSOFT DYNAMIC MEMORY
II.3.3 VMWARE TRANSPARENT PAGE SHARING
II.3.4 VMWARE BALLOONING
III. ÉTUDE COMPARATIVE ENTRE HYPER-V ET VMWARE ESX
III.1 Structure technique des hyperviseurs
III.1.1 Gestion des pilotes
III.1.2 Architecture VMware ESX
III.1.3 Architecture Microsoft Hyper-V
III.2 Fonctionnalités
III.3 Administration
III.4 Écosystèmes partenaires
III.5 Prix listés
III.6 VMware et Hyper-V : Avantages / Inconvénients
IV. NOTION D’HYPER V
V. INSTALLATION ET ADMINISTRATION DE HYPER-V SOUS WINDOWS 2008 SERVER R2
V.1 Prérequis d’installation sur VMWARE
V.2 Installation & configuration du rôle en renforçant la sécurité
V.2.1 Gestion de la sécurité du système d’exploitation
V.2.2 Sécurité de la machine virtuelle
V.3 Délégation de la gestion de la machine virtuelle
V.3.1 Utilisation des outils pour déléguer l’accès
V.3.2 Déléguer l’accès avec le gestionnaire d’autorisations
V.3.3 System Center Virtual Machine Manager 2008
V.3.4 Protection des machines virtuelles
VI. CONCLUSION
VII. ANNEXES
