🖥️ Virtualisation

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Titre Professionnel "Administrateur d’infrastructures sécurisées " - RNCP37680

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📕 Fondamentaux

🔍 Qu'est-ce que la virtualisation ?

La virtualisation permet de créer des versions virtuelles de ressources physiques (serveurs, systèmes d'exploitation, périphériques) et de partager les ressources d'un ordinateur physique (hôte) entre plusieurs environnements virtuels.

🎰 Qu'est-ce qu'une machine virtuelle ?

Une machine virtuelle (VM) est un ordinateur simulé fonctionnant à l'intérieur d'un autre ordinateur. Chaque VM dispose de son propre système d'exploitation et fonctionne de manière indépendante.

Cette capture montre un poste Windows exécutant une machine virtuelle Windows, créant ainsi deux environnements Windows distincts.

Un ordinateur hôte peut héberger plusieurs machines virtuelles avec différents systèmes d'exploitation (VM 1 sous Windows et VM 2 sous Linux), gérées par un hyperviseur comme VMware Workstation.

🆕 Comment ça fonctionne ?

• Hyperviseur : C'est le logiciel qui gère les machines virtuelles. Il existe deux types d'hyperviseurs :
• Type 1 (ou hyperviseur natif) : Il s'installe directement sur le matériel de l'ordinateur (comme VMware ESXi ou Microsoft Hyper-V).
• Type 2 (ou hyperviseur hébergé) : Il s'installe comme une application sur un système d'exploitation existant (comme VirtualBox ou VMware Workstation).
• Virtualisation des ressources : L'hyperviseur partage les ressources du système physique (processeur, mémoire, stockage) entre les machines virtuelles. Chaque VM peut avoir un matériel virtuel configuré selon ses besoins, ce qui permet de faire fonctionner des systèmes d'exploitation anciens ou spécifiques même si le matériel physique ne les supporte plus.

⁉️ Pourquoi utiliser la virtualisation ?

• Exécution de plusieurs OS : Permet de faire fonctionner différents systèmes d'exploitation simultanément sans redémarrage.
• Déploiement simplifié : Distribution de configurations logicielles préconfigurées via des machines virtuelles.
• Sauvegarde et tests : Création facile d'environnements de test et de sauvegardes grâce aux VM portables.
• Snapshots : Capture d'états spécifiques pour expérimenter sans risque et gérer les erreurs.
• Formation : Création d'environnements d'apprentissage sécurisés pour la pratique technique.
• Optimisation : Réduction des coûts par la mutualisation des ressources sur un seul serveur physique.

📄 Glossaire

• VM (Machine Virtuelle) : Un environnement simulé qui fonctionne comme un ordinateur à l'intérieur d'un autre ordinateur.
• Hyperviseur : Logiciel qui crée et gère les machines virtuelles.
• Hôte : L'ordinateur physique qui héberge les machines virtuelles.
• Système d'exploitation invité : Le système d'exploitation installé sur une machine virtuelle.
• Système d'exploitation hôte : Le système d'exploitation installé sur l'ordinateur physique qui exécute l'hyperviseur.

En résumé, la virtualisation vous permet de créer plusieurs environnements informatiques simulés sur un seul ordinateur physique, offrant ainsi une utilisation plus efficace des ressources, une meilleure gestion et une flexibilité accrue.

📱 Exemples de virtualisation dans la vie quotidienne

• Services de Cloud : Google Drive et Dropbox utilisent la virtualisation pour gérer efficacement le stockage de données sur leurs serveurs.
• Streaming : Netflix et YouTube utilisent des serveurs virtualisés pour diffuser des vidéos à des millions d'utilisateurs.
• Sites Web : Les hébergeurs web utilisent la virtualisation pour gérer plusieurs sites sur un même serveur physique.
• Jeux en Cloud : GeForce Now et Xbox Cloud Gaming permettent de jouer à des jeux sur des appareils peu puissants via des serveurs virtualisés.
• Messagerie : Gmail et Outlook utilisent la virtualisation pour gérer les emails de millions d'utilisateurs.
• Applications en ligne : Microsoft 365 et Google Workspace fonctionnent sur des serveurs virtuels dans le cloud.

🪛 Outils de Virtualisation

VMware Workstation

• Description : VMware Workstation est un hyperviseur de type 2 qui permet aux utilisateurs de créer et de gérer plusieurs machines virtuelles sur un seul ordinateur.
• Caractéristiques : Supporte une large gamme de systèmes d'exploitation invités, permet des snapshots, et offre des fonctionnalités de réseau virtuel avancées.
• Cas d'utilisation : Idéal pour les développeurs et les testeurs qui ont besoin de créer des environnements de test sur des ordinateurs personnels.

Oracle VirtualBox

• Description : Oracle VirtualBox est un hyperviseur de type 2 open source qui permet de créer et de gérer des machines virtuelles sur divers systèmes d'exploitation hôtes.
• Caractéristiques : Gratuit, supporte de nombreux systèmes d'exploitation invités, offre des outils de gestion des VMs et des snapshots.
• Cas d'utilisation : Recommandé pour les utilisateurs qui recherchent une solution gratuite et flexible pour la virtualisation sur plusieurs plateformes.

VMware ESXi

• Description : VMware ESXi est un hyperviseur de type 1 qui s'installe directement sur le matériel physique, offrant une plateforme de virtualisation robuste.
• Caractéristiques : Haute performance, supporte des environnements de production à grande échelle, intégration avec VMware vSphere pour la gestion des datacenters.
• Cas d'utilisation : Utilisé dans les environnements d'entreprise pour gérer de grandes infrastructures de virtualisation.

Microsoft Hyper-V

• Description : Hyper-V est un hyperviseur de type 1 développé par Microsoft, intégré aux systèmes d'exploitation Windows Server et Windows 10/11 Pro.
• Caractéristiques : Intégration native avec les systèmes Windows, supporte la création et la gestion de machines virtuelles, offre des fonctionnalités de haute disponibilité.
• Cas d'utilisation : Idéal pour les entreprises utilisant l'écosystème Microsoft et les environnements Windows.

Parallels Desktop

• Description : Parallels Desktop est un hyperviseur de type 2 destiné principalement aux utilisateurs de Mac souhaitant exécuter des systèmes d'exploitation Windows et Linux.
• Caractéristiques : Interface utilisateur conviviale, supporte la virtualisation sur Mac, offre une intégration étroite avec macOS.
• Cas d'utilisation : Recommandé pour les utilisateurs Mac qui ont besoin de faire fonctionner des applications Windows ou Linux sur leur machine.

KVM (Kernel-based Virtual Machine)

• Description : KVM est un hyperviseur de type 1 intégré au noyau Linux, transformant Linux en un hyperviseur complet.
• Caractéristiques : Open source, hautement performant, supporte de nombreux systèmes d'exploitation invités.
• Cas d'utilisation : Utilisé principalement dans les environnements Linux pour des déploiements de virtualisation à grande échelle.

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Comparaison des Outils

Voici un tableau comparatif des principaux outils de virtualisation :

Outil	Type	Support OS Hôte	Support OS Invité	Prix	Cas d'utilisation
VMware Workstation	Type 2	Windows, Linux	Windows, Linux, autres	Payant	Développement, test, déploiement personnel
Oracle VirtualBox	Type 2	Windows, macOS, Linux	Windows, macOS, Linux	Gratuit	Utilisation générale, éducation
VMware ESXi	Type 1	N/A	Windows, Linux, autres	Payant	Environnements d'entreprise
Microsoft Hyper-V	Type 1	Windows Server, Windows 10/11	Windows, Linux	Inclus avec OS	Environnements Windows, datacenters
Parallels Desktop	Type 2	macOS	Windows, Linux	Payant	Utilisateurs Mac, compatibilité Windows
KVM	Type 1	Linux	Windows, Linux	Gratuit	Déploiements Linux, virtualisation à grande échelle

📂 Les fichiers de virtualisation

Fichiers d'appliances et de packaging

Fichiers qui encapsulent des machines virtuelles complètes pour faciliter leur déploiement et partage.

OVA (Open Virtualization Appliance)

Format compressé pour machines virtuelles complètes, optimisé pour le transfert.

• Compatibilité : VMware, VirtualBox, XenServer

OVF (Open Virtualization Format)

Ensemble de fichiers de configuration pour machines virtuelles.

• Compatibilité : VMware, VirtualBox, Hyper-V, XenServer

VBOX (VirtualBox Configuration File)

Fichier de configuration VirtualBox contenant les paramètres de la machine virtuelle.

• Compatibilité : Exclusif à VirtualBox

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Fichiers de disques virtuels

Formats stockant les images de disques des machines virtuelles.

VDI (Virtual Disk Image)

Format VirtualBox pour disques virtuels.

• Compatibilité : VirtualBox, convertible vers autres formats

VHD (Virtual Hard Disk)

Format Microsoft pour Hyper-V, limité à 2 To.

• Compatibilité : Hyper-V, VirtualBox, VMware

VHDX (Virtual Hard Disk Extended)

Version améliorée du VHD (64 To max).

• Compatibilité : Exclusif à Microsoft Hyper-V

VMDK (Virtual Machine Disk)

Format natif VMware avec support des instantanés.

• Compatibilité : VMware, VirtualBox

QCOW2 (QEMU Copy On Write)

Format pour QEMU/KVM avec copy-on-write.

• Compatibilité : QEMU, KVM

RAW

Format brut non compressé pour performance maximale.

• Compatibilité : QEMU, VirtualBox

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Tableau de compatibilité des formats de virtualisation

Voici le tableau mis à jour pour inclure le format VBOX :

Format	Hyperviseur principal	Compatibilité avec autres hyperviseurs	Cas d'utilisation principal
OVA	VMware, VirtualBox	XenServer, Hyper-V (via OVF)	Partage d'appliances virtuelles entre hyperviseurs
OVF	VMware, VirtualBox	Hyper-V, XenServer, autres	Portabilité de machines virtuelles complètes
VDI	VirtualBox	Peut être converti en VMDK, VHD, QCOW2	Gestion de disques dynamiques ou fixes
VHD	Hyper-V	VMware, VirtualBox (avec conversion)	Simuler un disque dur physique (Hyper-V)
VHDX	Hyper-V (versions récentes)	Limitée à Hyper-V	Disques virtuels de grande taille (jusqu'à 64 To)
VMDK	VMware	VirtualBox (avec conversion ou natif)	Gestion avancée des disques dans VMware (snapshots, provisioning)
QCOW2	QEMU, KVM	Peut être converti en VMDK, VHD, RAW	Gestion d'images disque avec snapshots et réduction d'espace
VBOX	VirtualBox	Exclusif à VirtualBox	Configuration des machines virtuelles dans VirtualBox

↔️ Communication entre les VM

NAT (Network Address Translation)

Le mode NAT permet l'accès Internet sans configuration complexe.

• Fonctionnement : Utilise l'IP de l'hôte pour communiquer avec l'extérieur via traduction d'adresses.
• Cas d'utilisation : Accès Internet simple pour mises à jour et téléchargements.
• Limitations : VM non accessible depuis l'extérieur sans redirection de ports.

NAT Network

Le NAT Network permet la communication entre VMs avec accès Internet.

• Fonctionnement : Crée un réseau privé partagé entre les VMs.
• Cas d'utilisation : Applications multi-VMs nécessitant Internet.
• Limitations : VMs non accessibles depuis l'extérieur.

Bridged Adapter (Adaptateur pont)

Le mode Bridged Adapter intègre la VM au réseau local comme un appareil physique.

• Fonctionnement : VM reçoit sa propre IP du réseau local.
• Cas d'utilisation : Tests en environnement réseau réel.
• Limitations : Exposition directe au réseau, configuration parfois complexe.

Internal Network (Réseau interne)

Le mode Internal Network crée un réseau isolé entre VMs.

• Fonctionnement : Réseau virtuel sans accès externe.
• Cas d'utilisation : Tests isolés et sécurité.
• Limitations : Pas d'accès externe sans configuration spéciale.

Host-Only Adapter (Adaptateur hôte uniquement)

Le mode Host-Only Adapter permet la communication VM-hôte uniquement.

• Fonctionnement : Réseau virtuel limité à l'hôte.
• Cas d'utilisation : Tests isolés avec accès hôte.
• Limitations : Pas d'accès externe sans configuration.

Generic Driver (Pilote générique)

Le mode Generic Driver permet des configurations réseau personnalisées.

• Fonctionnement : Utilise des interfaces réseau spéciales.
• Cas d'utilisation : Configurations réseau avancées.
• Limitations : Configuration complexe.

Comparatif des modes d'accès réseau

Mode	Accès à Internet	Communication entre VMs	Adresse IP dédiée
NAT	Oui	Non (sauf port forwarding)	Non
NAT Network	Oui	Oui	Non
Bridged Adapter	Oui	Oui	Oui
Internal Network	Non	Oui	Oui
Host-Only Adapter	Non	Oui	Oui
Generic Driver	Variable	Variable	Variable

Cas pratiques

• NAT : Accès Internet simple pour mises à jour.
• Bridged Adapter : Tests serveur en environnement réel.
• Internal Network : Labs sécurité isolés.
• Host-Only Adapter : Tests isolés avec accès hôte.
• Generic Driver : Configurations réseau spéciales.