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Machine Virtuelle

Qu'est-ce qu'une machine virtuelle ?

Une machine virtuelle est un logiciel spécial qui émule le fonctionnement d’une machine physique. Bien qu’elle soit située dans un hôte physique réel et utilise ses ressources, une machine virtuelle reste totalement indépendante : elle utilise ses propres composants logiciels (processeur, carte mère, adaptateur vidéo, interface réseau, mémoire et disques durs), qui peuvent même différer de ceux de l’hôte, et exécute son propre système d’exploitation et ses propres applications.

Le système d’exploitation sur lequel la machine virtuelle est installée est appelé le SE hôte, tandis que le système d’exploitation de la machine virtuelle elle-même est appelé le SE invité. Chaque système d’exploitation invité démarre et s’exécute dans une fenêtre individuelle sur un système d’exploitation hôte, comme un programme ordinaire.

Tout le matériel virtuel qui alimente le système d’exploitation invité est géré par un moteur spécial appelé hyperviseur. L’hyperviseur est connu sous le nom de gestionnaire de machines virtuelles : il alloue des ressources physiques à chacun des systèmes et veille à ce qu’ils ne s’interrompent pas les uns les autres. En règle générale, les hyperviseurs sont mis en œuvre au niveau logiciel, mais il y en a aussi qui sont intégrés dans le microprogramme du système.

Parmi les principaux produits d’hyperviseur sur le marché moderne, on peut cite :

  • VMware propose une sélection impressionnante de solutions de virtualisation, chacune adaptée a des besoins spécifiques, comme VMware Workstation pour Microsoft Windows et Linux, VMware Fusion pour macOS ainsi qu’un hyperviseur de classe entreprise VMware ESXi qui fonctionne directement sur le matériel du serveur sans aucun système d’exploitation sous-jacent. La plupart des produits ont des versions professionnelles gratuites et payantes.
  • Microsoft Hyper-V, anciennement Windows Server Virtualization, est une option logicielle de virtualisation avancée qui est fournie avec Windows Server 2008, Windows 8 et supérieur et utilisée principalement dans l’environnement serveur, souvent pour la création de cloud privés. Prenant en charge diverses versions de Linux, FreeBSD et Windows, Hyper-V fournit une variété d’outils pour une gestion facile des serveurs et alimente l’Azure Cloud de Microsoft.
  • Oracle VM VirtualBox est un logiciel de virtualisation multiplateforme à code source ouvert qui prend en charge un large éventail de systèmes d’exploitation invités, tels que Windows, Linux et BSD, et permet de créer plusieurs machines virtuelles et de les exécuter simultanément.
  • Parallels Desktop est une solution de virtualisation payante développée spécialement pour les ordinateurs Apple Macintosh, qui permet aux utilisateurs de Mac d’exécuter Windows, Chrome OS ou diverses distributions Linux avec le système d’exploitation natif ou d’utiliser une seconde instance de MacOS.
  • QEMU, abréviation de Quick Emulator, est une plate-forme de virtualisation gratuite à source ouverte qui est populaire parmi les utilisateurs de Linux mais qui peut être hébergée sur MacOS et Windows via des constructions personnalisées. QEMU est capable à la fois de simuler du matériel et d’héberger des machines virtuelles, ce qui rend les performances des machines virtuelles proches de celles des installations natives.
  • Xen est un logiciel de virtualisation populaire de Citrix avec un code source ouvert qui est principalement utilisé par les entreprises, comme les grands fournisseurs de services internet, pour héberger des serveurs ou des systèmes d’exploitation de bureau. Xen peut être mis en œuvre dans une plate-forme de virtualisation dédiée telle que XenServer, et est également disponible en tant que configuration optionnelle pour les systèmes d’exploitation Linux, BSD et Solaris. Des versions logicielles gratuites et payantes sont distribuées.

Particularités du stockage des données : les disques virtuels

La plupart des machines virtuelles sont configurées pour stocker leurs données, y compris le système d’exploitation et les applications, dans un fichier spécial appelé disque virtuel, qui contient un système de fichiers et est présenté à l’OS invité comme un disque dur physique ordinaire. Un tel fichier ou un ensemble de fichiers peut être stocké sur la machine hôte ou un ordinateur distant, faire partie d’une machine virtuelle ou être monté dans le système d’exploitation d’une machine physique. Fondamentalement, un disque virtuel est le disque dur de la VM réelle qui peut être de différents types, généralement différenciés par l’extension du fichier :

  • VMDK (Virtual Machine Disk), un format utilisé par les produits de virtualisation VMware.
  • VHD (Virtual Hard Disk), un format utilisé par les systèmes de virtualisation de Microsoft et Xen .
  • VHDX (Virtual Hard Disk X), un format VHD amélioré, typique de l’Hyper-V.
  • VDI (Virtual Disk Image), un format de disque virtuel natif de VirtualBox.
  • QCOW et QCOW2 (QEMU Copy-On-Write) utilisés par QEMU et Xen.
  • HDD (Hard Disk Drive), un format utilisé principalement par Parallels.

Certains hyperviseurs prennent en charge plusieurs formats de disque virtuel. Par exemple, VirtualBox est capable de fonctionner avec des fichiers VHD et VMDK, tandis que les conteneurs VMDK sont également pris en charge par QEMU et Parallels.

Difficultés éventuelles et moyens de les surmonter

Il ne fait aucun doute que la virtualisation apporte de nombreux avantages, tels que la réduction des dépenses en ressources matérielles, l’isolement des logiciels, l’élimination des problèmes de compatibilité, la mobilité et des opérations informatiques plus efficaces, mais, comme c’est souvent le cas, elle présente de nombreux inconvénients.

Une utilisation plus lente

Une installation virtuelle ne peut pas être aussi efficace qu’une machine réelle, surtout lorsque plusieurs machines virtuelles sont en fonctionnement, car elle n’a pas d’accès direct au matériel et la nécessité d’allouer des ressources physiques crée une surcharge supplémentaire.

Risques accrus d’interruption de service

La consolidation de plusieurs systèmes sur un seul matériel en fait un point de défaillance unique : si l’hôte physique tombe en panne, cela aura un impact sur toutes les machines virtuelles qui y résident, les rendant indisponibles.

Problèmes liés au partage des données

Une façon habituelle d’échanger des informations entre le système d’exploitation hôte et le système d’exploitation invité est de les faire fonctionner tous les deux et d’utiliser le transport de réseau virtuel. Les logiciels de virtualisation proposent souvent un logiciel de transport pour un système d’exploitation invité, permettant l’échange de fichiers à l’aide d’une simple procédure de glisser-déposer. Toutefois, ce processus peut prendre beaucoup de temps ou être tout simplement impossible dans les situations suivantes :

  • Obtention de données à partir d’un instantané historique de la machine virtuelle : il n’est pas recommandé d’utiliser une machine virtuelle afin d’éviter de modifier l’instantané. Il est nécessaire de copier le disque virtuel avec la configuration et de démarrer une nouvelle machine virtuelle.
  • Les utilitaires de la machine virtuelle ne sont pas installés pour une raison quelconque, soit à cause de l’isolation de la machine virtuelle, soit à cause de la non-disponibilité des utilitaires pour un OS invité.
  • Aucun protocole de mise en réseau spécial n’est installé sur le système d’exploitation invité – l’isolation de la machine virtuelle ne permet pas le transfert de fichiers.
  • Limitation de la taille des fichiers – le logiciel peut avoir des problèmes pour copier de très gros fichiers du système d’exploitation invité vers le système d’exploitation hôte.

Il existe cependant une meilleure solution pour l’échange de fichiers entre le système d’exploitation invité et le système d’exploitation hôte. Comme les fichiers requis sont déjà stockés sur l’ordinateur hôte à l’intérieur du disque  virtuel, il est possible d’extraire ces fichiers du disque virtuel à un niveau logique. Recoveo propose le logiciel Hexascan comme solution parfaite pour ouvrir de tels disques virtuels, parcourir leurs fichiers et dossiers et les copier sur le système d’exploitation hôte. Pour des instructions détaillées, veuillez consulter la page Accès aux données sur une machine virtuelle.

Problèmes de perte de données

Les machines virtuelles présentent un ensemble de vulnérabilités qui entraînent souvent la corruption de données critiques ou leur perte.

Dysfonctionnement des logiciels

Les logiciels de virtualisation peuvent également présenter des bogues internes et se bloquer de manière inattendue, provoquant la perte des fichiers stockés virtuellement.

Corruption du disque virtuel

Comme tout fichier informatique, un disque virtuel est sujet à la corruption, qui peut être causée par une attaque de logiciel malveillant, des pépins logiciels ou même l’âge.

Échec de la migration

L’échec de la migration des VM peut être dû à divers facteurs, comme un réseau défectueux ou la déconnexion soudaine d’un périphérique de stockage pendant le transfert d’un disque virtuel, et il est très probable que les fichiers VM soient endommagés.

Fichiers supprimés

La suppression accidentelle d’un fichier de configuration VM ou d’un fichier VD peut être causée par une erreur de l’utilisateur/administrateur, alors que la plupart des hyperviseurs n’offrent pas de fonctions de suppression intégrées.

Problèmes liés aux instantanés

Les instantanés ont tendance à croître rapidement en taille et peuvent causer des problèmes lorsqu’ils sont supprimés/engagés sur les disques de la VM d’origine ou même créer un manque d’espace conduisant à la corruption de la VM entière. Les snapshots multicouches sont également très sensibles aux erreurs.

Dommages au système de fichiers

La corruption du système de fichiers d’un disque  virtuel ou de l’hôte sur lequel se trouve une machine virtuelle rend ses fichiers absolument illisibles avec les moyens habituels.

Panne de courant

Les coupures de courant entraînent généralement l’arrêt forcé d’un système, ce qui peut non seulement endommager le matériel de l’hôte, mais aussi conduire à la corruption d’une machine virtuelle, si elle était active à ce moment précis.

En cas de perte de données d’une machine virtuelle, les différentes versions du logiciel Hexascan peuvent ramener les fichiers perdus avec le maximum de résultat possible. Prenant en charge les formats de disque virtuel des principaux éditeurs de logiciels de virtualisation, le logiciel peut ouvrir le fichier du disque virtuel et permet à l’utilisateur de trouver et de copier les données nécessaires. Pour des instructions détaillées en cas de problème, veuillez consulter notre article Récupération de données à partir de machines virtuelles.

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