La virtualisation est un concept éprouvé qui a été mis au point pour la première fois dans les années 1960 pour permettre la partition d’une vaste gamme de matériel mainframe. De nos jours, les ordinateurs basés sur l’architecture x86 sont confrontés aux mêmes problèmes de rigidité et de sous-utilisation auxquels les mainframes ont dû faire face dans les années 1960. VMware a inventé la virtualisation pour la plate-forme x86 dans les années 1990 afin de répondre notamment aux problèmes de sous-utilisation, et a surmonté les nombreux défis émergeant au cours de ce processus.
Aujourd’hui, VMware est le leader mondial de la virtualisation x86 et connaît un certain succès : une croissance de la virtualisation pour tous les ordinateurs x86.
Les débuts de la virtualisation des mainframes
La virtualisation a été mise en œuvre pour la première fois il y a plus de 30 ans par IBM pour partitionner logiquement des mainframes en machines virtuelles distinctes. Ces partitions permettaient un traitement "multitâche" par les mainframes, à savoir l’exécution simultanée de plusieurs applications et processus. Étant donné que les mainframes consommaient beaucoup de ressources en même temps, le partitionnement constituait un moyen naturel de tirer pleinement parti de l’investissement matériel.
Nécessité d’une virtualisation x86
La virtualisation a été réellement abandonnée au cours des années 1980 et 1990, lorsque les applications clients-serveurs, ainsi que les postes de travail et les serveurs x86 bon marché, se sont imposés comme le modèle de l’informatique distribuée. Au lieu de partager des ressources centralisées dans le modèle de mainframe, les entreprises ont utilisé des systèmes distribués moins coûteux pour créer des îlots de capacité de calcul. L’adoption généralisée de Windows et l’émergence de Linux comme systèmes d’exploitation serveurs dans les années 1990 ont fait des serveurs x86 la norme de l’industrie. La croissance du déploiement des postes de travail et des serveurs x86 a introduit de nouveaux défis en matière d’exploitation et d’infrastructure informatique, à savoir :
- Faible utilisation de l’infrastructure. En général, les déploiements de serveurs x86 atteignent une utilisation moyenne de seulement 10 à 15 % de la capacité totale, d’après International Data Corporation (IDC), une société réalisant des études de marché. Les entreprises exécutent généralement une application par serveur pour éviter que les vulnérabilités d’une application n’affectent la disponibilité d’une autre application sur le même serveur.
- Augmentation des coûts de l’infrastructure physique. Les coûts opérationnels pour la prise en charge d’une infrastructure physique en pleine croissance ont augmenté de façon significative. La majeure partie de l’infrastructure informatique doit rester opérationnelle à tout moment, générant ainsi une consommation d’électricité, ainsi que des coûts de refroidissement et d’exploitation qui ne varient pas en fonction des niveaux d’utilisation.
- Augmentation des coûts de gestion informatique. À mesure que les environnements informatiques gagnent en complexité, le niveau de formation spécialisée et d’expérience requis pour le personnel chargé de la gestion de l’infrastructure et les coûts qu’il engendre augmentent. Les entreprises dépensent des ressources et un temps disproportionnés pour les opérations manuelles de maintenance des serveurs et ont donc besoin de personnel supplémentaire pour exécuter ces tâches.
- Basculement sur incident et protection contre les sinistres insuffisants. Les entreprises sont de plus en plus affectées par les interruptions de service d’applications serveur essentielles et l’inaccessibilité de postes de travail utilisateurs critiques. Face à la menace que représentent les attaques électroniques, les catastrophes naturelles, les pandémies et le terrorisme, la planification de la continuité d’activité est devenue un véritable enjeu à la fois pour les postes de travail et les serveurs.
- Postes de travail utilisateurs à haute maintenance. La gestion et la sécurisation des postes de travail d’une entreprise présentent de nombreux défis. Le contrôle d’un environnement de poste de travail distribué et la mise en application de règles de gestion, d’accès et de sécurité sans incidence sur la capacité de travail des utilisateurs s’avèrent complexes et coûteux. Divers correctifs et programmes de mise à niveau doivent être sans cesse appliqués aux environnements de poste de travail pour éliminer les vulnérabilités de sécurité.
Solution VMware : Virtualisation totale du matériel x86
En 1999, VMware a introduit la virtualisation des systèmes x86 pour répondre efficacement à la plupart de ces défis et pour transformer les systèmes x86 en une infrastructure matérielle partagée généraliste, offrant un choix complet d’isolation, de mobilité et de systèmes d’exploitation pour les environnements applicatifs.
Défis et obstacles à la virtualisation x86
Contrairement aux mainframes, les machines x86 n’ont pas été conçues pour prendre en charge la virtualisation totale, et VMware a dû relever de nombreux défis pour créer des machines virtuelles en dehors des ordinateurs x86.
La fonction de base de la plupart des processeurs, à la fois sur les mainframes et les PC, consiste à exécuter une séquence d’instructions stockées (sous forme de programme logiciel). Les processeurs x86 contiennent 17 instructions spécifiques qui créent des problèmes lorsqu’elles sont virtualisées et déclenchent l’affichage d’un avertissement par le système d’exploitation, l’interruption de l’application ou encore une panne. En conséquence, ces 17 instructions représentaient un obstacle non négligeable à la mise en œuvre initiale de la virtualisation sur les ordinateurs x86.
Pour traiter les instructions problématiques dans l’architecture x86, VMware a développé une technique de virtualisation évolutive qui détecte ces instructions au moment où elles sont générées et les convertit en instructions virtualisables, tout en autorisant toutes les autres instructions à s’exécuter automatiquement. Il en résulte une machine virtuelle haute performance adaptée au matériel hôte et garantit une compatibilité logicielle totale. VMware a été la première entreprise à utiliser cette technique et est désormais le leader incontesté de la technologie de virtualisation.
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