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2025/04/11

12. Comparaison des logiciels de virtualisation de serveurs

Cela fait environ 25 ans que les logiciels de virtualisation de serveurs sont apparus sur les systèmes x86. Initialement, VMware dominait largement le marché, mais aujourd’hui, Linux KVM est également très utilisé. Les services basés sur Linux KVM sont particulièrement populaires parmi les services de machines virtuelles fournis par les fournisseurs de cloud public (comme Amazon EC2 et OCI Compute).

Dans cette chronique, nous avons abordé Oracle Linux KVM en tant que logiciel de virtualisation de serveurs à plusieurs reprises. Nous reviendrons sur l’histoire des logiciels de virtualisation de serveurs et expliquerons les options actuelles ainsi que les points à considérer lors de leur sélection.

L’émergence et l’évolution des logiciels de virtualisation de serveurs

Le premier logiciel de virtualisation de serveurs pour les systèmes x86, VMware Workstation, a été lancé en 1999. En 2001, VMware ESX Server, la version initiale de l’actuel VMware vSphere ESXi, a été publié.

Avant l’apparition de VMware, la technologie de virtualisation existait pour les ordinateurs à usage général et les serveurs UNIX haut de gamme afin de diviser un seul serveur en plusieurs, mais ce fut un choc lorsqu’elle est devenue disponible sur les systèmes x86 bon marché.

Depuis lors, la virtualisation de serveurs est devenue courante grâce à des améliorations spectaculaires des performances matérielles et à l’évolution des logiciels de virtualisation de serveurs. Ici, nous aborderons brièvement les améliorations des performances matérielles et reviendrons sur l’histoire des logiciels de virtualisation de serveurs.

Améliorations des performances matérielles

La plus grande influence sur la diffusion de la virtualisation de serveurs a été l’amélioration des performances matérielles. Actuellement, même les serveurs bas de gamme sont équipés de CPU avec environ quatre cœurs, et il n’est pas rare de voir des CPU avec plus de 50 cœurs. La virtualisation de serveurs est devenue une technologie indispensable pour utiliser efficacement ces serveurs.

De plus, les performances matérielles se sont considérablement améliorées entre il y a 20 ans et aujourd’hui.

  • CPU multi-cœurs et à nombreux cœurs
  • Augmentation du nombre de threads CPU avec Hyper-Threading et Simultaneous Multi Threading (SMT)
  • Technologies de support à la virtualisation CPU telles qu’Intel VT et AMD-V (AMD SVM)
  • Diffusion de mémoire à grande capacité dans la gamme des centaines de gigaoctets à plusieurs téraoctets
  • Accélération de l’accès au disque avec SSD/NVMe

Évolution des logiciels de virtualisation de serveurs

De nombreux logiciels de virtualisation de serveurs sont disponibles à ce jour. Nous présenterons ici les principaux logiciels publiés jusqu’à présent.

Depuis l’apparition de VMware
Avec VMware ESX (maintenant VMware ESXi), une virtualisation efficace utilisant des hyperviseurs est devenue possible. De plus, il dispose maintenant de nombreuses fonctions, telles que la migration à chaud avec vMotion et l’apparition de l’outil de gestion puissant, vCenter Server.

En consultant le site web de VMware, on peut voir qu’il existe de nombreuses éditions de VMware vSphere seul, avec une large gamme de fonctions. De plus, de nombreux produits associés tels que vSAN et NSX ont été publiés.

Xen
Xen a été le premier hyperviseur à apparaître sous Linux. La première version a été publiée en 2003, et depuis lors, Citrix Systems, Oracle et d’autres entreprises ont publié des hyperviseurs basés sur Xen.

Le produit publié par Oracle à cette époque était Oracle VM Server pour x86. Oracle VM Server permettait le partitionnement rigide, ce qui n’était pas auparavant autorisé dans des environnements de virtualisation comme VMware.

Oracle VM Server est encore utilisé, mais le support Premier a déjà pris fin, et il a été annoncé que le support étendu se terminera en juin 2024. Le produit successeur est Oracle Linux KVM, qui sera décrit plus loin.

Linux KVM
KVM (Kernel-based Virtual Machine) a été intégré au noyau principal de Linux en 2007. Initialement, il était inférieur car Xen était supérieur (Amazon EC2 était également initialement basé sur Xen). Cependant, depuis son intégration dans le noyau principal, il a progressivement pris l’avantage, et maintenant KVM est l’hyperviseur Linux dominant.

De plus, de nombreux clouds publics, tels qu’Amazon Web Services, Oracle Cloud Infrastructure et Google Cloud, utilisent des systèmes basés sur Linux KVM.

KVM est inclus dans le noyau Linux et est donc disponible dans la plupart des distributions Linux actuellement publiées.

Oracle Linux en fait partie, et il n’existe pas de produit appelé Oracle Linux KVM. Vous pouvez utiliser KVM avec Oracle Linux standard. De plus, en le combinant avec Oracle Linux Virtualization Manager, publié en 2019, vous pouvez non seulement bénéficier d’une gestion intégrée, mais aussi réaliser un partitionnement rigide similaire à Oracle VM Server.

Un exemple de produit spécialisé pour la virtualisation est Red Hat Virtualization (anciennement connu sous le nom de Red Hat Enterprise Virtualization), publié par Red Hat en 2009.
Le produit était optimisé pour les environnements virtuels et fourni avec des outils de gestion, mais il a été annoncé que la période de support de maintenance prendra fin en 2022, et que le support de phase de vie étendue le plus long se terminera en août 2026.

Red Hat Virtualization est actuellement intégré à la plateforme de conteneurs Red Hat OpenShift et existe en tant que fonctionnalité appelée Red Hat OpenShift Virtualization.

Microsoft Hyper-V
Hyper-V a été introduit en 2008 comme l’une des fonctionnalités de Windows Server. Initialement, il souffrait de performances insuffisantes et d’un petit nombre de systèmes d’exploitation invités pris en charge, mais il est maintenant adopté comme la base d’Azure. Certaines éditions de Windows 8 et ultérieures disposent également de Hyper-V client, mais cet article se concentre sur Hyper-V de Windows Server.

Autres options

Jusqu’à présent, nous avons présenté les principaux hyperviseurs, mais ces dernières années, d’autres technologies de virtualisation de serveurs ont également été utilisées. Nous en présenterons quelques-unes ici. Cependant, comme elles sont positionnées différemment des hyperviseurs que nous avons expliqués jusqu’à présent, elles ne seront pas incluses dans la comparaison du chapitre suivant.

Ce produit est classé comme Nutanix
Infrastructure hyperconvergée (HCI). C’est un produit qui combine les fonctions requises pour la virtualisation de serveurs en un seul, et inclut tous les composants des serveurs, du stockage, des réseaux et des logiciels. Il est préconfiguré, donc il peut être construit en peu de temps, et tout est fourni par un seul fournisseur, ce qui réduit la complexité et les coûts opérationnels.

En tant qu’hyperviseur, Nutanix AVH basé sur Linux KVM peut être utilisé par défaut, et des hyperviseurs externes tels que ESXi peuvent également être utilisés.

Les inconvénients sont qu’il est difficile de construire avec le nombre de cœurs CPU souhaité car la configuration du serveur est limitée, et il y a des limitations sur les performances d’E/S car il s’agit d’un stockage basé sur logiciel. Cependant, Nutanix peut également utiliser un stockage externe.

OpenStack
OpenStack est un logiciel pour construire des environnements d’informatique en nuage. Il est principalement utilisé dans des environnements de cloud privé et inclut des machines virtuelles, du stockage, des réseaux, des outils de gestion, etc. Il prend en charge des hyperviseurs tels que KVM, ESXi et Hyper-V.

Initialement, il était attendu comme un environnement virtuel bon marché, mais en raison de sa structure complexe, de la difficulté de construction et d’exploitation, d’un cycle de publication court de six mois et d’une période de maintenance limitée, il est maintenant utilisé comme l’infrastructure de certaines entreprises technologiques et fournisseurs de cloud public.

OpenStack est également publié en tant que distribution, comme la plateforme Red Hat OpenStack.

Tableau 01 : Tableau de compatibilité des composants OpenStack et cloud public

OpenStack AWS OCI
Calcul Nova EC2 Compute
Réseau Neutron VPC VCN
Stockage par blocs Cinder EBS Block Volume
Stockage d’objets Swift S3 Object Storage
Outils de gestion opérationnelle Horizon Management Console OCI Console

Conteneurs
À partir de Docker, apparu en 2013, Kubernetes est devenu la norme en tant qu’orchestrateur d’infrastructure de conteneurs autour de 2018. La virtualisation de serveurs utilisant des conteneurs offre une plus grande capacité de consolidation, est plus rapide et plus légère que les hyperviseurs. Elle est également compatible avec DevOps, ce qui est apprécié par les ingénieurs d’applications avancés.

Cependant, son utilisation dans des environnements de production sur site est limitée pour les raisons suivantes, surtout lorsqu’il y a des applications existantes.

  1. Le cycle de publication de Kubernetes est rapide (une version est prise en charge pendant neuf mois), et Kubernetes lui-même ainsi que l’écosystème évoluent à un rythme effréné, rendant difficile le suivi.
  2. Le dépannage est plus difficile qu’avec les machines virtuelles.
  3. Les applications existantes doivent être modifiées car le mécanisme est différent de celui des machines virtuelles.

Le problème 1 peut être atténué en utilisant des services gérés dans le cloud public, mais cela n’est pas disponible sur site.

Comparaison des logiciels de virtualisation de serveurs

Jusqu’à présent, nous avons présenté plusieurs méthodes de virtualisation de serveurs. Cette fois, nous comparerons les trois produits suivants en tant qu’hyperviseurs sur site.

  • VMware vSphere
  • Microsoft Hyper-V
  • Oracle Linux KVM

En fait, il y a 10 ans, VMware était largement supérieur. Cependant, depuis lors, la diffusion des clouds publics et l’utilisation de Linux KVM par de nombreux fournisseurs de cloud public se sont considérablement améliorées, et maintenant il n’y a plus de différence dans les fonctions de base telles que la fonctionnalité, les performances et la stabilité (Azure utilise Hyper-V). Certaines enquêtes montrent même que KVM est supérieur en termes d’évolutivité.

Par exemple, le système AWS Nitro, qui forme la base d’Amazon EC2, est constitué de matériel utilisant un SoC (System on a Chip) dédié et un hyperviseur basé sur KVM.

Dans cette comparaison de logiciels, nous reviendrons en arrière et comparerons les aperçus ainsi que les aspects de coût et opérationnels où les différences apparaissent.

Comparaison des aperçus

Le tableau suivant montre l’aperçu de base et les principales fonctionnalités de chaque hyperviseur. Il existe des tableaux de comparaison plus détaillés, mais il n’y a pas beaucoup de différences entre eux, nous nous en tiendrons donc à ce niveau. Veuillez simplement consulter ce tableau pour avoir un aperçu de chacun.

Tableau 02 : Comparaison des hyperviseurs (Bases)

*1 : Cela indique seulement que l’hyperviseur possède la fonction, mais cela peut ne pas fonctionner en fonction des paramètres de l’hôte et de l’invité.

Comparaison des coûts

La plus grande différence réside dans le coût des licences et du support. VMware et Hyper-V ont des tarifications complexes et certaines parties ne sont pas publiques, je ne donnerai donc pas de prix spécifiques, mais si vous avez déjà obtenu un devis pour chacun, vous saurez qu’Oracle Linux KVM est largement moins cher. De plus, si vous utilisez des produits Oracle, il est certifié comme partitionnement rigide, vous pouvez donc réduire considérablement vos coûts de licence Oracle.

Tableau 03 : Comparaison des hyperviseurs (Coût)

Comparaison des aspects opérationnels

Contrairement à l’aspect coût, Oracle Linux KVM est inférieur en termes d’opération. Même si le serveur de votre fournisseur préféré n’est pas officiellement pris en charge, vous pouvez résoudre le problème de support en utilisant le serveur Oracle x86 d’Oracle. Le problème est le manque d’outils tiers tels que les sauvegardes et d’ingénieurs ayant le savoir-faire.

Tableau 04 : Comparaison des hyperviseurs (Opération)

Résumé

Maintenant que les différences dans les fonctions de base, les performances et la stabilité se sont réduites, les points importants à comparer sont le « coût » et l’« opération ». Si vous avez un budget important et souhaitez opérer en toute sécurité, VMware est un choix solide. De plus, si vous utilisez beaucoup de Windows Server, Hyper-V devrait avoir une forte affinité.

Oracle Linux KVM est attractif pour ceux qui sont préoccupés par les coûts. Il est sans licence et le support est peu coûteux. Surtout lorsqu’on utilise des produits Oracle, la différence de prix avec d’autres entreprises devient plus notable car vous pouvez utiliser le partitionnement rigide. La préoccupation restante est l’aspect opérationnel. Que cela soit résolu par la formation d’ingénieurs internes ou par un bon partenaire peut être décidé par la politique de chaque entreprise et les rencontres.

Pour référence, Oracle a publié un document de comparaison entre KVM et VMware vSphere, que je souhaiterais présenter.