Conteneurs ou machines virtuelles (VM) : tout ce qu'il faut savoir

Pour les entreprises qui cherchent à uniformiser le déploiement de leurs logiciels sur toutes les plateformes, à réduire leurs frais généraux et à améliorer leur évolutivité, la virtualisation (des serveurs) et la conteneurisation constituent les deux principales approches utilisées aujourd’hui. Les technologies de virtualisation et de conteneurisation reposent toutes deux sur l’utilisation de paquets virtuels autonomes et peuvent aider les administrateurs informatiques à gagner en agilité et à mieux répondre à l’évolution des besoins de l’entreprise. Cependant, ces deux concepts peuvent prêter quelque peu à confusion. Poursuivez votre lecture pour mieux comprendre le fonctionnement de ces technologies et déterminer laquelle est la plus adaptée à différents cas d'utilisation.

Qu'est-ce qu'un conteneur ?

Les conteneurs peuvent être décrits comme des paquets contenant tout le nécessaire pour exécuter une application ou un microservice. Cela inclut ses dépendances et ses bibliothèques d'exécution. Les conteneurs permettent d'exécuter l'application rapidement et de manière fiable depuis n'importe où, que ce soit sur un ordinateur de bureau, sur des serveurs physiques ou virtuels, voire dans le cloud.

Le conteneur est dissocié du système d'exploitation (OS) hôte. Chaque conteneur partage le noyau du système d'exploitation avec d'autres conteneurs, au lieu d'intégrer son propre système d'exploitation complet. L'accès aux ressources du système d'exploitation sous-jacent est limité. Ainsi, une application conteneurisée peut être exécutée sur différents types d'infrastructures, tels que le cloud, une machine virtuelle, un serveur physique, etc., sans qu'il soit nécessaire de la refactoriser pour chaque environnement informatique.

Comme les conteneurs partagent généralement le noyau du système d'exploitation de la machine et n'ont pas à supporter la charge liée à la présence d'un système d'exploitation complet au sein de chaque conteneur, ils sont souvent considérés comme plus « légers » que les machines virtuelles (VM).

Comment fonctionne la conteneurisation ?

La conteneurisation peut être définie comme un type de virtualisation du système d'exploitation dans lequel les applications s'exécutent au sein d'espaces utilisateur isolés (conteneurs) qui partagent tous le même noyau du système d'exploitation. Il s'agit de l'encapsulation d'une application et de l'environnement nécessaire à son exécution, ce qui permet de la faire fonctionner de manière efficace et cohérente sur plusieurs plateformes informatiques différentes.

La conteneurisation s'impose progressivement comme l'approche privilégiée pour le développement logiciel et les pipelines DevOps. Grâce à la conteneurisation, la création et le déploiement d'applications sont plus rapides et plus sécurisés.

Lorsque du code est développé selon des méthodes traditionnelles dans un environnement informatique spécifique puis transféré vers une autre plateforme informatique, cela peut souvent entraîner des erreurs. Cependant, la conteneurisation élimine efficacement ce problème en encapsulant l'intégralité du code de l'application, ainsi que les bibliothèques, les dépendances et les fichiers de configuration nécessaires à son exécution.

Avantages et inconvénients de la conteneurisationComme toute technologie, la conteneurisation présente des avantages et des inconvénients qu'il convient de prendre en considération.

Avantages de la conteneurisation

• L'un des principaux avantages de la conteneurisation est qu'elle offre une infrastructure rapide et légère pour l'exécution de vos applications. Les conteneurs, relativement légers, sont plus flexibles, et vous pouvez les créer et les déplacer plus rapidement que des machines virtuelles.
• La conteneurisation permet une optimisation basée sur des règles. Vous pouvez utiliser une couche d'automatisation pour identifier, migrer automatiquement et exécuter les applications sur la plateforme la plus adaptée.
• La conteneurisation permet de réduire vos coûts de développement logiciel et d'exploitation.
• La conteneurisation offre également une plus grande évolutivité. Par rapport aux machines virtuelles, il est possible de créer et d'exécuter un nombre bien plus important de conteneurs sur un serveur physique, car ceux-ci ne nécessitent pas l'intégration d'un système d'exploitation complet dans chaque conteneur. De plus, les conteneurs permettent de décomposer les applications monolithiques en microservices plus petits. Vous pouvez ainsi faire évoluer et répartir les fonctionnalités individuellement.

Inconvénients de la conteneurisation

• L'un des principaux inconvénients de la technologie de conteneurisation est qu'elle nécessite un travail considérable pour être mise en place au sein d'une organisation afin de fonctionner efficacement.
• Cette technologie étant relativement récente, la prise en charge des applications et les dépendances nécessaires restent encore insuffisantes.
• Il est difficile de trouver des développeurs spécialisés dans les conteneurs.
• Les conteneurs partagent le noyau du système d'exploitation hôte. Cela dit, si le noyau venait à présenter une faille de sécurité, tous les conteneurs associés seraient également exposés à cette faille.
• La technologie des conteneurs peut s'avérer plus coûteuse en termes de frais de développement d'applications.

Quels problèmes les conteneurs permettent-ils de résoudre ?

Selon les prévisions de Gartner Inc., le chiffre d'affaires mondial du secteur de la gestion des conteneurs devrait connaître une forte croissance, passant de 465,8 millions de dollars en 2020 à 944 millions de dollars en 2024. Gartner prévoit également que d'ici 2022, plus de 75 % des entreprises mondiales exploiteront probablement des applications en conteneurs en production.

La technologie de conteneurisation offre une portabilité exceptionnelle entre les différentes plateformes et environnements informatiques. Elle permet aux développeurs d'écrire une application une seule fois, puis de l'exécuter où bon leur semble.

Élément clé du cloud privé, les conteneurs s'imposent rapidement comme une véritable révolution pour de nombreuses entreprises. Le cloud privé est désormais la solution privilégiée par les organisations pour bénéficier de la flexibilité et du contrôle nécessaires, tout en permettant une utilisation efficace de multiples services cloud.

Qu'est-ce qu'une machine virtuelle ?

Une machine virtuelle (VM) peut être définie comme un environnement virtuel dans lequel chaque VM constitue un ordinateur virtuel complet, doté de son propre système d'exploitation invité, de sa mémoire virtuelle, de son processeur, de son espace de stockage et de son interface réseau. Les VM fonctionnent comme des ordinateurs virtuels définis par logiciel qui s'exécutent sur des serveurs physiques.

Généralement appelée « machine virtuelle » (ou « VM »), une VM est créée au sein d'un environnement informatique physique appelé « hôte ». Plusieurs VM peuvent partager les ressources d'un même hôte, telles que la mémoire, la bande passante réseau et les cycles CPU, et fonctionner simultanément. Cependant, chaque VM dispose de son propre système d'exploitation et fonctionne indépendamment des autres VM qui pourraient se trouver sur le même hôte.

Comment fonctionne la virtualisation ?

En tant que fondement du cloud computing, la virtualisation des serveurs permet une utilisation plus efficace du matériel informatique physique. Vous pouvez exploiter pleinement la capacité d'une machine physique en exécutant plusieurs machines virtuelles sur un seul serveur.

La virtualisation des serveurs consiste à exécuter une instance virtuelle d'un système informatique au sein d'une couche, appelée hyperviseur, qui est dissociée du matériel physique. L'hyperviseur attribue des ressources matérielles, telles que les processeurs, la mémoire et le stockage, à chaque machine virtuelle. La virtualisation des serveurs permet d'exécuter simultanément plusieurs systèmes d'exploitation sur un même système informatique.

Le marché mondial des logiciels de virtualisation devrait connaître un taux de croissance annuel composé (TCAC) de près de 30 % au cours des deux prochaines années.

Il existe quatre types de virtualisation :

• Virtualisation des serveurs – Utilisée par plus de 90 % des entreprises en Europe et en Amérique du Nord, la virtualisation des serveurs est la forme la plus courante de virtualisation. Elle consiste à diviser un serveur physique en plusieurs instances de serveurs virtuels isolées, comme décrit ci-dessus.
• Virtualisation des réseaux – La virtualisation des réseaux permet de créer des versions abstraites des ressources réseau physiques, notamment les pare-feu, les routeurs et les commutateurs, au sein de couches distinctes du réseau virtuel.
• Virtualisation du stockage – La virtualisation du stockage permet d'abstraire, d'agréger et de gérer plusieurs ressources de stockage physiques afin de les présenter comme un pool de stockage unique et centralisé. Ces ressources de stockage peuvent provenir de différents fournisseurs et réseaux.
• Virtualisation des postes de travail – Permet de créer une version virtuelle du poste de travail, avec son système d'exploitation, accessible à distance.

Avantages et inconvénients de la virtualisation

Abordons quelques-uns des principaux avantages et inconvénients de la virtualisation.

Avantages de la virtualisation

• L'un des principaux avantages de la virtualisation est qu'elle permet une utilisation optimale du matériel. Vous pouvez créer plusieurs instances virtuelles sur un même matériel et ainsi réduire les coûts liés à celui-ci.
• L'amélioration de la disponibilité et du temps de fonctionnement constitue un autre avantage de la virtualisation. Grâce à des fonctionnalités telles que la tolérance aux pannes, la migration du stockage, la migration à chaud, la planification distribuée des ressources et la haute disponibilité, les machines virtuelles permettent au service informatique de se remettre rapidement de pannes imprévues.
• La virtualisation permet de réduire les coûts d'exploitation informatiques, car elle nécessite moins de serveurs physiques et de ressources associées pour atteindre le même niveau d'évolutivité, de disponibilité et de performances. Cela se traduit par une réduction du temps consacré à la gestion et à la maintenance des ressources matérielles.
• La virtualisation facilite et accélère considérablement les opérations de sauvegarde, de duplication et de restauration. Grâce à la sauvegarde et à la mise en miroir des données en temps réel, les pertes de données sont négligeables et la restauration à partir du dernier état enregistré, qui a été mis en miroir sur une instance virtuelle distincte, s'effectue rapidement.

Inconvénients de la virtualisation

• Les coûts initiaux liés à la mise en place du stockage et des serveurs étant plus élevés que d'habitude, l'investissement initial important constitue l'un des principaux inconvénients de la virtualisation.
• Pour mettre en place et gérer un environnement virtualisé, vous devez former votre personnel informatique ou faire appel à des experts maîtrisant parfaitement les technologies de virtualisation.
• Les tests sont essentiels pour garantir le bon fonctionnement de vos systèmes dans un environnement virtualisé.

Quels problèmes les machines virtuelles permettent-elles de résoudre ?

De nos jours, les entreprises ont souvent besoin de nombreux serveurs répartis sur différents sites physiques, chacun fonctionnant à pleine capacité, afin d'optimiser leur efficacité et leur retour sur investissement. C'est pourquoi le recours à la virtualisation est devenu une pratique courante pour améliorer le taux d'utilisation des ressources informatiques. L'idée principale derrière la virtualisation était d'améliorer l'efficacité des systèmes informatiques.

La virtualisation contribue à renforcer l'évolutivité, la flexibilité et l'agilité des systèmes informatiques tout en réduisant les coûts d'exploitation. De plus, la disponibilité des ressources, l'amélioration des performances, l'automatisation des opérations et la mobilité des charges de travail comptent parmi les raisons pour lesquelles la virtualisation s'est généralisée dans le secteur informatique.

Le rapport 2020 sur l'état des technologies de virtualisation prévoit que d'ici 2021, le rythme d'adoption des technologies de virtualisation par les entreprises devrait s'accélérer considérablement. Alors que 75 % des entreprises devraient adopter la virtualisation des applications, près de 69 % devraient commencer à utiliser la virtualisation des postes de travail.

Conteneurs ou machines virtuelles : quelle est la différence ?

Dans cette section, nous aborderons les principales différences entre ces deux technologies. Le schéma ci-dessous montre que chaque machine virtuelle dispose de son propre système d'exploitation « invité » et repose sur la couche de l'hyperviseur. Chaque machine virtuelle possède ses propres fichiers binaires et bibliothèques. Les conteneurs, en revanche, peuvent partager des fichiers binaires et des bibliothèques et ne contiennent pas de système d'exploitation. Un moteur de conteneurs remplace l'hyperviseur.

Voici un tableau comparatif :

Quand faut-il utiliser des conteneurs ?

Les conteneurs peuvent constituer le choix idéal si vous cherchez à répondre à vos besoins applicatifs à court terme. Étant donné que les conteneurs sont portables et peuvent être configurés et démarrés rapidement, ils permettent de faire évoluer vos applications de manière élastique pour s'adapter à la demande. Citons par exemple la diffusion vidéo pilotée par les événements, la fourniture de services web, le traitement des demandes d'indemnisation ou l'exécution des commandes en ligne.Vous devriez opter pour la conteneurisation lorsque votre priorité est de maximiser le nombre d'applications que vous exécutez sur un nombre minimal de serveurs. Cependant, les conteneurs présentent la limite de ne pas être pris en charge par des ressources de stockage dédiées, ni par certains systèmes d'exploitation et de traitement. Les conteneurs sont bien adaptés au regroupement de microservices et à la création d'applications natives du cloud.

Quand faut-il utiliser des machines virtuelles ?

Les machines virtuelles constituent la meilleure solution pour les entreprises qui doivent exécuter plusieurs applications nécessitant toutes les fonctionnalités et l'assistance d'un système d'exploitation dédié. Elles sont particulièrement adaptées aux applications que vous devez utiliser pendant de longues périodes et exécuter dans un environnement virtualisé, plus polyvalent et plus sécurisé.

La virtualisation est particulièrement adaptée à l'hébergement de charges de travail traditionnelles, héritées et monolithiques, à l'allocation de ressources d'infrastructure, à l'exécution d'un système d'exploitation au sein d'un autre et à l'isolation des cycles de développement à risque.

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