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Rappels & historique

Rappels sur la virtualisation classique

Prémices

Au départ

Exécuter simultanément plusieurs environnements distinct sur un mainframe IBM.

IBM System/370

• Virtualisation grâce au système CP/CMS ;
• permis par la présence d'une MMU et par l'ajout d'un mode supervisor au processeur.

Vocabulaire

• Machine hôte/host machine
• Machine invité/guest machine

Virtualisation vs. émulation

• Émulation : simulation logiciel de matériel (potentiellement une architecture différente) : pas d'accès direct au matériel ;
• Virtualisation : accès direct, mais restrint, au matériel.

Technologies de virtualisation matérielle

• Intel VT-x/AMD-V/ARM Virtualization Extensions
• partitionne le processeur pour exécuter plusieurs système d'exploitation via le même processeur.

Comment virtualiser ?

• Full virtualisation : hyperviseurs ;
• Paravirtualisation ;
• Isolateurs/conteneurs ;
• Conteneurs applicatifs.

Hyperviseurs

Hyperviseurs

Contrôlent l'utilisation faite des ressources de la machine hôte par les machines virtuelles.

Type 1

• L'hyperviseur contrôle directement le matériel ;

• Tous les systèmes lancés par la suite passent par l'hyperviseur.

• Microsoft Hyper-V, XenServer, VMware ESX, ...

Type 2

• L'hyperviseur s'appuie sur le système d'exploitation déjà lancé pour accéder au matériel ;

• Linux KVM, VirtualBox, BHyVe, ...

Paravirtualisation

Caractéristiques

• Nécessite un noyau patché ;
• l'hôte expose une API accessible aux invités ;
• les invités accèdent au matériel via l'API de l'hôte.

Exemple

• Xen

Virtualisation légère

Conteneur

Conteneur

Caractéristiques

• Isolation faite par le noyau de l'hôte ;
• le noyau est partagé entre tous les invités ;
• les périphériques sont déjà en place (pas besoin d'en émuler) ;
• l'invité démarre à partir de /sbin/init.

Conteneurs applicatifs

Conteneurs applicatifs

Caractéristiques

• Noyau est partagé avec l'hôte ;
• on utilise tout en place : fs, sockets, périphériques ;
• lance directement une application, pas init.

Versus chroot

• Simple isolation d'une partie du système de fichiers ;
• pas de limitation sur les ressources utilisés ;
• pas d'isolation de l'arbre des processus ;
• implémentations douteuses (GrSecurity !).

Différentes implémentations

Points communs

Environnement virtualisé

• Arborescence de fichiers séparée ;
• arbre de processus isolé ;
• comptes utilisateurs distincts ;
• pile réseau et nom de machine propre.

Diversité

Unix

• FreeBSD : Jails lancées en 1998 ;
• Solaris : Zones lancées en 2005 ;

GNU/Linux

• OpenVZ : 2005, nécessite de patcher son kernel ;
• Linux Containers (LXC) : 2008, basé sur les namespaces et les cgroups ;
• Docker : 2013, en pleine croissance !

Et Windows ?

Isolation

• Parallels Virtuozzo Containers ;
• Sandboxie.

Dérivés

• Boot2Docker : Docker dans une VM.