Conteneur vs machine virtuelle
La virtualisation a fondamentalement transformé la façon dont l'informatique fonctionne. La virtualisation a permis de rompre le rapport matériel/systèmes d'exploitation traditionnel (coûteux et inefficace) en permettant à plusieurs environnements informatiques simulés d'exister sur une seule machine physique.
Dans un premier temps, la virtualisation a révolutionné l’informatique grâce aux machines virtuelles (VM). Chaque machine virtuelle se comporte comme un ordinateur entièrement indépendant, capable d'exécuter son système d'exploitation et son code d'application. Cela permet aux services informatiques de consolider de nombreux serveurs physiques sous-utilisés sur un plus petit nombre de machines plus puissantes, ce qui réduit considérablement la prolifération matérielle et les coûts énergétiques.
Containers a fait avancer le concept de virtualisation d’un cran. Proposant une forme allégée de virtualisation, les conteneurs partagent le système d’exploitation de la machine hôte, mais isolent les applications spécifiques et leurs dépendances.
Les conteneurs sont donc incroyablement rapides à démarrer et faciles à déplacer, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans le cloud. Globalement, la virtualisation permet aux équipes informatiques d’optimiser l’utilisation des ressources, de rationaliser le développement, d’améliorer la flexibilité pour la reprise après sinistre et, au final, de réduire les coûts tout en augmentant l’agilité.
Comprendre la virtualisation
La virtualisation a révolutionné l’efficacité informatique en introduisant une couche logicielle entre le matériel et les systèmes d’exploitation qui s’exécutent dessus. Cette couche est connue sous le nom d'hyperviseur, et c'est la clé pour créer des machines virtuelles ou un conteneur.
L’hyperviseur est un gestionnaire de ressources qui alloue des parties du processeur, de la mémoire, du stockage et de la mise en réseau du matériel à chaque environnement virtuel. Il intercepte également les instructions des systèmes d'exploitation exécutés à l'intérieur des machines virtuelles et les traduit en commandes que le matériel physique peut comprendre.
Les processeurs modernes intègrent souvent des fonctionnalités de virtualisation assistées par matériel (comme Intel VT-x ou AMD-V). Ces fonctionnalités permettent à l'hyperviseur de décharger des tâches spécifiques directement sur le matériel, ce qui améliore considérablement les performances des machines virtuelles. Bien que la virtualisation assistée par matériel soit bénéfique, elle n'est pas strictement nécessaire ; la virtualisation assistée par logiciel peut toujours fonctionner efficacement.
En fin de compte, la virtualisation crée une couche d’abstraction qui rend les logiciels indépendants du matériel sous-jacent. C'est la base de son impact transformateur sur l'agilité et l'efficacité informatiques.
Qu’est-ce qu’une machine virtuelle ?
Une machine virtuelle (VM) permet la virtualisation. Il s’agit d’une émulation logicielle d’un système informatique physique, avec son processeur virtuel, sa mémoire, son stockage et ses interfaces réseau. Imaginez-le comme un ordinateur simulé fonctionnant dans un autre ordinateur.
Les machines virtuelles peuvent être créées et gérées à l'aide d'un hyperviseur, qui agit comme un conducteur, allouant des ressources et assurant le bon fonctionnement de plusieurs machines sur une seule machine physique. Les machines virtuelles offrent un outil polyvalent dans divers environnements informatiques :
- Ordinateurs personnels : Les particuliers peuvent utiliser une machine virtuelle installée sur un ordinateur personnel pour exécuter un logiciel conçu pour un système d’exploitation différent. Par exemple, vous pouvez créer une machine virtuelle avec Windows sur votre Mac pour exécuter des programmes Windows spécifiques.
- Serveurs on-premises : Les entreprises peuvent exploiter les machines virtuelles pour consolider plusieurs serveurs physiques sur un plus petit nombre de machines plus puissantes. Cela réduit les coûts matériels et simplifie la gestion des serveurs. Les services informatiques peuvent créer des machines virtuelles pour des tâches spécifiques telles que des serveurs web, des bases de données ou des environnements de développement.
- Cloud computing Les fournisseurs de cloud proposent des machines virtuelles en tant que service (IaaS), qui offrent une évolutivité et une flexibilité incroyables. Les entreprises peuvent facilement approvisionner les machines avec les ressources souhaitées à la demande, éliminant ainsi la nécessité d'un investissement initial en matériel. Ils peuvent également faire évoluer leurs machines virtuelles en fonction de l'évolution de leurs charges de travail.
En substance, les machines virtuelles fournissent des environnements informatiques isolés qui se comportent comme des ordinateurs indépendants.
Cette isolation leur permet d'exécuter différents OS et applications sur la même machine physique, quel que soit l'emplacement (votre PC, un serveur d'entreprise ou le cloud). Cette flexibilité et cette efficacité font de la virtualisation une technologie essentielle dans le paysage informatique actuel.
Qu’est-ce qu’un conteneur ?
Alors que les machines virtuelles excellent dans l'émulation d'ordinateurs entiers, les conteneurs offrent une alternative plus légère et plus rapide. Contrairement aux machines entièrement virtualisées, les conteneurs ne simulent pas leur matériel. Au lieu de cela, ils partagent le noyau du système d'exploitation de la machine hôte, mais isolent l'application spécifique, ses bibliothèques et les dépendances nécessaires à l'exécution. Généralement, les conteneurs sont orchestrés par des sociétés comme Kubernetes ou Docker.
Le démarrage d’un conteneur est ainsi beaucoup plus rapide et les applications utilisent moins de ressources que les machines virtuelles. Il est idéal pour utiliser des conteneurs pour une variété d’applications, notamment :
Architecture des microservices :
Les applications modernes sont souvent construites comme des collections de petits services indépendants. Les conteneurs regroupent parfaitement ces microservices, ce qui permet un développement, un déploiement et une mise à l'échelle indépendants.
Développement cloud native :
Les conteneurs brillent également dans les environnements cloud. Leur portabilité et leurs temps de démarrage rapides en font des outils idéaux pour déployer et gérer des applications sur des plateformes cloud.
Intégration et livraison continues (CI/CD) :
Les conteneurs rationalisent les pipelines CI/CD. Les développeurs peuvent créer des environnements cohérents pour les tests et le déploiement, quelle que soit l'infrastructure sous-jacente.
Standardisation et isolation :
Les conteneurs assurent la cohérence d’exécution des applications dans différents environnements en regroupant toutes leurs dépendances. Cette isolation évite également les conflits entre les applications partageant la même machine hôte.
Calcul haute performance (HPC)
Les conteneurs permettent de gérer et de faire évoluer efficacement les charges de travail parallèles dans le domaine du calcul haute performance.
Les conteneurs sont légers et efficaces, leur utilisation et leur gestion, surtout à grande échelle, peut devenir complexe. Les solutions d'orchestration telles que Docker automatisent le déploiement, la mise à l'échelle et la mise en réseau sur plusieurs conteneurs.
En bref, l'orchestration permet de gérer de nombreux conteneurs et de maintenir le bon fonctionnement des programmes. Kubernetes est un exemple d'orchestration de conteneurs. Kubernetes managé et Rancher managé sont couramment adoptés pour aider les entreprises à gérer des ensembles technologiques complexes qui dépendent des conteneurs.
Globalement, les conteneurs offrent une approche de la virtualisation plus rapide et plus agile que les machines virtuelles. Leur légèreté et leur concentration sur du code isolé en font des outils parfaits pour les flux de travail modernes de développement et de déploiement, en particulier dans les environnements basés sur le cloud.
Similarité et différence
Les machines virtuelles et les conteneurs sont de puissants outils de virtualisation, mais leur approche et les compromis qui en résultent diffèrent. Les machines virtuelles émulent un système informatique, y compris son processeur virtuel, sa mémoire, son stockage et ses interfaces réseau.
Chaque machine virtuelle exécute un système d'exploitation complet. Cela offre un haut degré d'isolation, ce qui rend les machines virtuelles idéales pour les scénarios où vous devez exécuter plusieurs systèmes d'exploitation sur le même matériel, prendre en charge des applications héritées liées à des versions de système d'exploitation spécifiques ou nécessiter des limites de sécurité rigoureuses. Cependant, l’émulation de l’ensemble du système entraîne une surcharge : les machines virtuelles sont plus importantes, plus lentes à démarrer et utilisent plus de ressources.
Les conteneurs, quant à eux, utilisent une approche plus légère. Ils partagent le noyau du système d'exploitation de la machine hôte, mais regroupent l'application spécifique avec toutes ses bibliothèques et dépendances nécessaires. Cela rend un conteneur incroyablement rapide à démarrer (souvent en quelques secondes) et hautement portable.
Leur plus petite taille permet également une plus grande efficacité : vous pouvez utiliser beaucoup plus de conteneurs sur un seul hôte que les machines virtuelles. Les conteneurs sont adaptés aux charges de travail natives du cloud, aux architectures de microservices et à toutes les situations où la vitesse, la portabilité et l’efficacité des ressources sont essentielles. En même temps, les conteneurs offrent une bonne isolation, mais ne sont pas aussi puissants que les machines virtuelles en raison du système d'exploitation du noyau partagé.
Quelle option est la meilleure ?
Les machines virtuelles offrent de solides qualités d’isolation, mais sont gourmandes en ressources. Cependant, parce que chaque machine virtuelle exécute un système d'exploitation complet et distinct, les machines virtuelles fournissent l'isolation la plus importante. Cela protège le code des conflits et assure la sécurité des charges de travail hautement sensibles ou soumises à des exigences de conformité strictes. Inversement, les conteneurs peuvent gagner en efficacité en proposant une version allégée.
Avantages et inconvénients des machines virtuelles
Les machines virtuelles sont une technologie bien établie avec une multitude d'outils de gestion, d'options de support et un historique de performances fiables, ce qui les rend plus faciles à adopter pour les environnements informatiques traditionnels.
La simulation d'un système informatique entier au sein de chaque machine virtuelle consomme des ressources CPU, mémoire et stockage considérables. Cela peut limiter le nombre de machines pouvant fonctionner sur une machine physique, augmentant ainsi les coûts.
Le démarrage d'un système d'exploitation entièrement virtualisé ajoute une charge supplémentaire importante par rapport aux conteneurs. Cela rend les machines virtuelles moins adaptées aux situations nécessitant un déploiement rapide et une augmentation ou une diminution des services.
En comparaison, les conteneurs partagent le noyau du système d’exploitation de la machine hôte, ce qui les rend extrêmement rapides à démarrer (en quelques secondes, en fait) et considérablement plus petits que les machines virtuelles. Cette réduction des frais généraux se traduit par une réduction des coûts des ressources et une plus grande efficacité.
Comparaison avec les conteneurs
Emballés avec toutes les dépendances nécessaires, les conteneurs sont hautement portables. Cela leur permet de fonctionner de manière cohérente sur différents systèmes, simplifiant le développement, les tests et le déploiement dans le cloud.
La légèreté des conteneurs permet une mise à l’échelle rapide des applications. L’approvisionnement ou le retrait des conteneurs est beaucoup plus rapide qu’avec une machine virtuelle, ce qui les rend idéaux pour gérer des charges de travail variables.
À l’inverse, le partage du noyau du système d’exploitation de l’hôte signifie que les conteneurs offrent moins d’isolation qu’une machine virtuelle. Bien que des mesures de sécurité existent, elles sont moins adaptées aux charges de travail multi-tenants extrêmement sensibles avec des limites de conformité strictes.
Les conteneurs dépendent généralement du système d’exploitation hôte sous-jacent, ce qui limite les types de systèmes d’exploitation qu’ils peuvent exécuter en interne. Ils sont donc moins flexibles que les machines virtuelles pour des applications héritées spécifiques.
La technologie des conteneurs est plus récente que la technologie des machines virtuelles et continue d’évoluer rapidement. Les outils d'orchestration et les meilleures pratiques continuent à évoluer, et la gestion des conteneurs peut offrir plus de complexité que la gestion traditionnelle des machines virtuelles.
Examen des applications pour une meilleure adéquation
Ces besoins de calcul sont les plus adaptés aux machines virtuelles :
Consolidation des applications héritées :
De nombreuses applications plus anciennes sont construites avec des hypothèses sur une version de système d'exploitation ou des ressources matérielles spécifiques. Les machines virtuelles créent des environnements isolés où ces dépendances sont satisfaites, ce qui vous permet d'exécuter des applications héritées sur du matériel moderne et d'étendre leur durée de vie.
Environnements multi-locataires :
Lorsque vous servez plusieurs clients, chacun ayant ses propres besoins en matière de données et d’applications, la protection substantielle offerte par les machines virtuelles est primordiale. Les machines virtuelles fournissent des « espaces clos » distincts pour chaque client, ce qui garantit que leurs données et leurs processus restent séparés, renforce la sécurité et respecte les normes de conformité.
Test et développement :
Il permet aux développeurs de lancer rapidement des environnements de test qui imitent différents systèmes d'exploitation, configurations réseau ou versions logicielles. Cela permet de rationaliser l'expérimentation des changements de code, d'isoler les tests des systèmes de production et de s'assurer que les logiciels fonctionnent de manière fiable sur plusieurs plateformes cibles.
Reprise d’activité
La possibilité de répliquer une machine virtuelle entière avec ses applications et ses données fournit un outil de reprise après sinistre robuste. Les machines virtuelles de secours peuvent être activées sur différents sites matériels ou géographiques, ce qui permet de minimiser les temps d'arrêt et d'assurer la continuité de l'activité en cas de panne du site principal.
En revanche, les conteneurs sont mieux adaptés pour :
Architectures de microservices :
Les programmes modernes englobent souvent de petits composants faiblement couplés (microservices), chacun gérant une tâche spécifique. Les conteneurs encapsulent parfaitement ces microservices avec leurs dépendances nécessaires, favorisant ainsi la mise à l’échelle et les mises à jour. Cela s’aligne sur les pratiques logicielles agiles.
Pipelines CI/CD :
Les conteneurs assurent la cohérence de l’installation au déploiement, en passant par les tests. Le code est empaqueté une fois dans un conteneur, puis passe par différentes étapes du pipeline avec toutes ses dépendances intactes, éliminant les conflits de configuration qui surviennent souvent lors du déploiement sur différentes machines.
Applications cloud native
Conçus dans un souci de portabilité, les conteneurs se déplacent de manière transparente entre les plateformes cloud. Ils prennent en charge une mise à l'échelle rapide en démarrant et en s'arrêtant rapidement, ce qui permet aux applications de s'adapter automatiquement à l'évolution des besoins de charge. Cette efficacité des ressources est essentielle pour maximiser les avantages du infonuagique.
Déploiements haute densité :
La légèreté des conteneurs signifie qu’un seul serveur physique peut prendre en charge beaucoup plus d’applications qu’une configuration de machine virtuelle. Cela rend les conteneurs idéaux lorsque l'optimisation de l'utilisation du matériel est une priorité, ce qui vous permet de tirer davantage de valeur de votre infrastructure existante.
Produits OVHcloud
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Simplifiez le déploiement, la gestion et l’amélioration continue de vos applications conteneurisées dans un environnement Kubernetes. Ce service simplifie la gestion de multi-clusters dans Kubernetes, en particulier lorsque vous utilisez des environnements multi-cloud ou hybrides.
Elle peut vous faire économiser du temps et de l’argent, vous permettant ainsi qu’à votre équipe de vous concentrer sur le développement d’applications conteneurisées.
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