Informatique en nuage et virtualisation
La virtualisation abstrait les machines physiques en ressources virtuelles flexibles et isolées, et l'informatique en nuage s'appuie sur elle pour fournir des services informatiques élastiques et à la demande.
Definition
La virtualisation crée des instances abstraites et isolées de ressources informatiques — machines complètes ou environnements de processus — découplées du matériel spécifique ; l'informatique en nuage utilise la virtualisation pour fournir des services informatiques et de stockage mesurés, à la demande et élastiquement évolutifs à de nombreux locataires (tenants) via un réseau.
Scope
Ce sujet couvre la virtualisation de machines (hyperviseurs et machines virtuelles) et la virtualisation au niveau du système d'exploitation (conteneurs) ; les modèles de service et de déploiement du nuage (IaaS, PaaS, SaaS ; public, privé, hybride) tels que standardisés par le NIST ; l'élasticité, la mutualisation (multi-tenancy) et l'isolation des ressources ; ainsi que les gestionnaires de clusters et les systèmes d'orchestration qui planifient les charges de travail virtualisées à travers les centres de données.
Core questions
- Comment les hyperviseurs et les conteneurs assurent-ils l'isolation et le partage des ressources, et en quoi diffèrent-ils ?
- Que proposent les modèles de service IaaS, PaaS et SaaS, et à qui ?
- Comment les charges de travail virtualisées sont-elles planifiées et isolées à grande échelle dans un centre de données ?
Key theories
- Virtualisation de machines
- Un hyperviseur multiplexe le matériel physique entre plusieurs machines virtuelles avec une forte isolation ; la paravirtualisation, comme dans Xen, atteint des performances quasi natives en présentant une interface matérielle modifiée aux systèmes d'exploitation invités.
- Modèles de service et de déploiement du nuage
- Le cadre du NIST définit l'informatique en nuage à travers cinq caractéristiques essentielles, trois modèles de service (infrastructure, plateforme et logiciel en tant que service), et quatre modèles de déploiement, offrant un vocabulaire partagé pour le domaine.
- Gestion et orchestration de clusters
- Les gestionnaires de clusters à grande échelle regroupent diverses charges de travail virtualisées et conteneurisées sur des machines partagées afin d'optimiser l'utilisation tout en respectant l'isolation et la priorité, comme l'illustrent des systèmes tels que Borg.
Clinical relevance
La virtualisation et l'orchestration constituent le fondement opérationnel de chaque nuage public et privé ; elles déterminent l'efficacité de l'utilisation du matériel des centres de données, la manière dont les charges de travail sont isolées les unes des autres et la façon dont les services s'adaptent élastiquement à la demande.
History
La virtualisation matérielle, initiée sur les ordinateurs centraux (mainframes), a été relancée pour les serveurs commerciaux par Xen et VMware au début des années 2000 ; la définition du NIST (2011) a standardisé la terminologie du nuage, la technologie des conteneurs et les gestionnaires de clusters tels que Borg ont ensuite conduit au passage à un déploiement orchestré et à grain fin qui caractérise les opérations modernes du nuage.
Debates
- Machines virtuelles versus conteneurs
- Les machines virtuelles offrent une forte isolation au niveau matériel avec une surcharge plus élevée, tandis que les conteneurs partagent le noyau de l'hôte pour un démarrage léger et rapide avec une isolation plus faible ; le compromis entre la force de l'isolation et l'efficacité oriente les choix de déploiement actuels.
Key figures
- Paul Barham
- John Wilkes
- Michael Armbrust
- Peter Mell
Related topics
Seminal works
- armbrust2010
- barham2003
- mell2011
Frequently asked questions
- Quelle est la différence entre une machine virtuelle et un conteneur ?
- Une machine virtuelle virtualise un ordinateur entier, exécutant son propre système d'exploitation invité sur un hyperviseur, offrant une forte isolation. Un conteneur virtualise au niveau du système d'exploitation, partageant le noyau de l'hôte, ce qui le rend beaucoup plus léger et rapide à démarrer mais avec une isolation plus faible entre les locataires (tenants).