Meilleurs logiciels de virtualisation : comparatif

Un logiciel de virtualisation dissocie le système d’exploitation du matériel sous-jacent. Il devient ainsi possible de diviser de puissantes ressources informatiques en unités plus petites. Entre autres, les logiciels de virtualisation permettent de faire fonctionner plusieurs « machines virtuelles » (VM) sur un même serveur physique. Des environnements informatiques évolutifs peuvent alors être créés au moyen de grands parcs de serveurs.

Le logiciel de virtualisation est un prérequis pour les plateformes Cloud modernes qui proposent une infrastructure en tant que service (IaaS). Les utilisateurs se voient attribuer des ressources virtualisées sur simple pression d’un bouton, suivant le principe du libre-service. Mais les outils de virtualisation ont un intérêt pour les utilisateurs individuels également, car les machines virtuelles offrent un environnement de travail reproductible et sûr. Nous avons dressé pour vous un comparatif des meilleurs logiciels de virtualisation.

Le tableau ci-dessous synthétise les principales caractéristiques des meilleurs outils de virtualisation. Pour plus de détails, veuillez consulter la section correspondante plus bas dans l’article.

Mise à jour des données : novembre 2021

La virtualisation est un concept élémentaire de l’informatique. Elle correspond généralement à la mise en place d’une couche d’abstraction localisée entre le matériel physique et le système d’exploitation, ou entre le système d’exploitation et le programme applicatif. L’abstraction des ressources informatiques physiques telles que le matériel, les logiciels, la mémoire et les composants réseau a pour but de fournir des ressources au niveau virtuel et de les distribuer de manière flexible en fonction des besoins de chaque client.

Dans notre article principal sur la virtualisation, nous passons en revue différentes formes de virtualisation, dont deux cas particuliers présentant un intérêt notable.

1. La virtualisation complète, un cas particulier de virtualisation matérielle : chaque instance (machine virtuelle) en cours d’exécution se voit attribuer son propre matériel virtualisé.
2. La virtualisation système, un cas particulier de virtualisation logicielle : chaque instance (conteneur) en cours d’exécution a accès à un système d’exploitation virtualisé avec des ressources limitées.

Les mécanismes sous-jacents diffèrent selon le type de logiciel de virtualisation utilisé. Pour la virtualisation matérielle, on emploie un logiciel appelé « hyperviseur ». L’hyperviseur agit comme interface entre le matériel physique et les machines virtuelles. Habituellement, un hyperviseur fonctionne sur un système d’exploitation (OS) spécifique, l’OS hôte, et fournit du matériel virtualisé à un OS invité. On distingue deux types d’hyperviseur :

Pour la virtualisation système, des logiciels spéciaux sont utilisés afin de créer des environnements d’exécution isolés sur la base du système d’exploitation. Docker, Kubernetes et OpenVZ sont des exemples connus de logiciels de virtualisation système.

Les logiciels de virtualisation servent à créer des machines virtuelles à partir du matériel physique. Cette opération, connue sous le nom de « provisionnement », est à la base des plateformes Cloud évolutives. AWS et ses options alternatives fournissent ainsi une « infrastructure en tant que service » (IaaS) qui se traduit par la mise à disposition automatisée de matériel virtualisé sur simple pression d’un bouton.

Les machines virtuelles (abrégées VM), contrairement aux systèmes d’exploitation installés sur du matériel physique, offrent un autre avantage notable. L’état d’une VM peut être sauvegardé sous forme de « snapshot » (instantané). En cas d’incident affectant la VM, on peut revenir rapidement au dernier instantané. Il est également possible de créer une nouvelle image virtuelle à partir d’une VM en cours d’exécution. En développement logiciel et pour la recherche scientifique, cette reproductibilité de l’environnement de travail est une exigence fondamentale.

Cela étant dit, l’usage de machines virtuelles en développement logiciel a aujourd’hui été largement supplanté par la virtualisation en conteneurs. Comme tous les conteneurs exécutés sur un hôte partagent un système d’exploitation, ce type de virtualisation est nettement plus performant et moins gourmand en ressources. Toutefois, il y a toujours des cas de figure où il vaut la peine de mettre en place une VM à des fins de test. Par exemple quand un développement Linux doit tourner à partir du bureau Windows.

Un autre avantage de certains outils de virtualisation est l’accès à des systèmes distants. Dans le cas de la « virtualisation du poste de travail », un logiciel de virtualisation est exécuté localement pendant que la machine virtuelle tourne sur un hôte distant. Une division du système d’exploitation en plusieurs systèmes isolés les uns des autres est également intéressante du point de vue de la sécurité. Un exemple est « Qubes OS », qui s’appuie sur l’hyperviseur Xen. Le lanceur d’alerte de la NSA Edward Snowden déclare à son sujet :

Nous examinons en détail les meilleurs logiciels de virtualisation ci-dessous. Nous excluons du comparatif les hyperviseurs bare-metal comme ESXi et Xen ainsi que les outils de virtualisation en conteneurs comme Docker, Kubernetes et OpenShift. Nous présentons des logiciels de virtualisation pour les utilisateurs, regroupés par système d’exploitation invité. Il convient de noter que les équivalents des logiciels de virtualisation fonctionnant sur serveur peuvent être un cran plus cher.

Pendant longtemps, Windows a accusé un certain retard dans la virtualisation. En effet, Linux a toujours été le bastion de la virtualisation. Depuis, Windows a réalisé de grands progrès. Ainsi, l’hyperviseur « Hyper-V » de Microsoft fait partie intégrante des versions modernes de Windows. Cette technologie constitue également la base du « Windows Subsystem for Linux » (WSL/WSL2). Exécuter différentes distributions Linux sous Windows dans des machines virtuelles performantes est très intéressant, notamment pour les développeurs.

L’utilisation de logiciels de virtualisation est particulièrement utile pour Windows. En effet, ce système d’exploitation omniprésent a été pendant des décennies la proie de conflits de pilotes, de virus et de chevaux de Troie. Le recours à des VM permet de travailler en toute sécurité dans des environnements isolés. Il est ainsi possible, par exemple, d’effectuer des opérations bancaires en ligne dans un environnement Linux garanti sans virus. En outre, les VM permettent la création d’instantanés. Si le système est endommagé, il suffit de revenir à un état antérieur sûr.

Hyper-V Manager de Microsoft est inclus dans Windows Server 2008 et les versions ultérieures de Windows. Ce logiciel de VM permet de gérer des machines virtuelles sur les éditions Entreprise, Pro et Education de Windows 10. Il est gratuit (mais la licence Windows 10 ne l’est pas).

Hyper-V Manager donne la possibilité de gérer des hôtes Hyper-V et des machines virtuelles. Ceux-ci peuvent se situer au niveau local ou sur des postes distants. Une interface utilisateur graphique permet de travailler aisément avec des environnements virtuels à partir d’une plateforme centrale.

Le logiciel de virtualisation « Workstation Pro » du poids lourd VMware s’adresse aux informaticiens, aux développeurs et aux entreprises. Ce programme permet de virtualiser la plupart des systèmes d’exploitation x86 sur un poste standard. Il est également possible d’accéder à des environnements vSphere distants. Mais Workstation Pro a encore plein d’autres usages.

Workstation Pro facilite la conception, le test et la présentation de logiciels sur un large éventail d’appareils, de plateformes et de Cloud. Il est possible de configurer des réseaux virtuels et d’autres ressources virtualisées. Mais aussi d’exploiter des conteneurs OCI locaux et des clusters Kubernetes en isolant les VM. L’interface utilisateur graphique est complétée par l’outil de ligne de commande « vctl ». Avec lui, les processus de travail peuvent être automatisés.

Comme c’est généralement le cas avec les logiciels de virtualisation, il est possible de créer des instantanés des machines virtuelles et de les restaurer plus tard. Qui plus est, le logiciel peut être utilisé pour exploiter un deuxième bureau particulièrement sécurisé grâce à des paramètres de confidentialité et de réseau plus stricts. La prise en charge des technologies 3D DirectX 11 et OpenGL au sein des VM est intéressant pour les jeux vidéo et les applications graphiques exigeantes.

Malgré un grand nombre de fonctionnalités, Workstation Pro est assez abordable (moins de 200 €). Les étudiants (actuels et futurs) d’établissements d’enseignement supérieur et d’universités, leurs parents ainsi que les membres du corps enseignant bénéficient d’une réduction. Une version d’essai gratuite de 60 jours est aussi proposée.

« VirtualBox » de la société Oracle est l’ancêtre des logiciels de virtualisation. VirtualBox permet d’utiliser facilement des machines virtuelles depuis son propre poste de travail. Bien que l’interface utilisateur soit quelque peu « poussiéreuse », le logiciel convainc toujours par sa simplicité d’utilisation et sa convivialité. En outre, VirtualBox est publié en tant que « logiciel libre et open source » (FOSS). Une rareté dans le paysage de la virtualisation.

VirtualBox sert de base à l’exploitation de machines virtuelles sur un système hôte et est souvent associé à d’autres logiciels spécialisés. Ainsi, l’outil populaire « Vagrant » automatise la création d’environnements de développement reproductibles. Vagrant fait office d’interface entre les logiciels de virtualisation tels que VirtualBox, VMware, Hyper-V et Docker et les logiciels de provisionnement tels que Puppet, Chef et Ansible.

Normalement, les logiciels de virtualisation permettent d’exécuter un système d’exploitation invité sur un système d’exploitation hôte. Il est ainsi possible de lancer une distribution Linux à partir du bureau Windows ou, inversement, d’exécuter une installation Windows à partir de Linux. Mac fait cependant exception à la règle. En effet, macOS ne peut être exécuté (légalement) en tant que système invité que sur un hôte macOS.

« Fusion Pro » de l’éditeur VMware est pour ainsi dire l’équivalent Mac de VMware Workstation. Le logiciel de virtualisation a acquis sa notoriété pour sa capacité à exécuter Windows sur Mac. Il a fait sensation lors de sa sortie en 2007. Aujourd’hui, il a encore beaucoup plus à offrir.

Fusion Pro permet d’exécuter sur Mac des VM avec macOS, Windows et Linux comme système d’exploitation. Il comprend également des fonctionnalités pour la création, la gestion et l’exécution de conteneurs OCI et de clusters Kubernetes. La sécurité élevée et la forte isolation des machines virtuelles s’avèrent alors très pratiques. Il est possible d’exécuter et de tester une pile Cloud complète sur un seul Mac.

Grâce à la fonction intégrée de snapshot, il est possible de revenir à des points de sauvegarde sûrs en cas de besoin. L’interface utilisateur graphique permet de se connecter à des serveurs vSphere et ESXi distants. Les machines virtuelles et les hôtes physiques peuvent être contrôlés et gérés, les VM sont déplaçables entre les hôtes par simple glisser-déposer.

Une licence coûte actuellement un peu moins de 230 €. La mise à niveau d’une licence existante coûte environ moitié moins. Comme son grand frère Workstation Pro de VMware, Fusion Pro peut être testé gratuitement pendant 60 jours.

Outre VMware Fusion, « Parallels Desktop pour Mac » est lui aussi un grand classique des logiciels de virtualisation pour Mac. Les développeurs et les utilisateurs peuvent travailler sur Mac avec plusieurs systèmes d’exploitation sans avoir à configurer un dual boot. Ce logiciel épargne des redémarrages fréquents.

Parallels Desktop met l’accent sur un environnement de bureau Windows fonctionnant « en parallèle » avec macOS. Ce logiciel de virtualisation permet de déplacer et partager des contenus entre Mac et Windows de manière transparente. Grâce au mode « cohérence », on peut utiliser des applications Windows comme des applications Mac.

Le prix d’une licence se situe dans la fourchette basse des logiciels commerciaux de virtualisation (100 €). Les particuliers et les étudiants bénéficient d’une réduction ; comptez environ 50 € pour la mise à niveau d’une licence existante.

Pendant longtemps, VirtualBox (déjà présenté) pouvait également être exploité sous macOS. Il y avait simplement quelques restrictions : seul Mac OS X Server dans les versions Leopard ou Snow Leopard pouvait servir de système d’exploitation invité. Malheureusement, VirtualBox ne peut être utilisé sur Mac que jusqu’à macOS 10.15 « Catalina ». Les Mac modernes ne sont pas du tout pris en charge par ce logiciel de virtualisation. VirtualBox exige du matériel x86 et n’est donc pas compatible avec les nouvelles puces « Apple Silicon » basées sur ARM.

Le système d’exploitation libre Linux est pour ainsi dire la « soupe primordiale » qui a donné naissance à la technologie de virtualisation. Aujourd’hui, les composants élémentaires de la virtualisation sont profondément ancrés dans le noyau du système d’exploitation. Il en résulte pour les utilisateurs le plus large éventail de logiciels de virtualisation. À côté des nombreuses solutions gratuites, il existe quelques options commerciales.

La « Kernel-based Virtual Machine » (KVM) est intégrée au noyau Linux et en est la technologie de virtualisation de base. Avec l’aide de KVM, le noyau devient un hyperviseur sur lequel sont exécutées des machines virtuelles Linux et Windows. Outre le matériel x86, le PowerPC et certains processeurs ARM sont également pris en charge. Pour ce faire, Intels VT-x ou AMD-V est utilisé, le cas échéant, afin d’améliorer les performances des machines virtuelles au niveau du processeur.

KVM permet d’exploiter plusieurs machines virtuelles sur un hôte Linux. Chaque VM se voit attribuer son propre matériel virtualisé. Cela comprend les cœurs de processeur, la mémoire vive, mais aussi des adaptateurs réseau et graphiques ainsi que la mémoire de masse. Des images de VM Linux et Windows non modifiées sont utilisées pour créer les VM.

Beaucoup d’autres outils de virtualisation de l’univers Linux reposent sur KVM. Il existe une grande variété d’interfaces utilisateur pour gérer les VM. Sur le bureau, l’interface utilisateur graphique est le « Virtual Machine Manager ». Via le navigateur, on accède à KVM et aux VM hébergées avec « Kimchi » ou « Foreman ». Des interfaces de ligne de commande sont aussi disponibles pour automatiser les flux de travail fréquemment utilisés. Sous le capot, KVM est commandé par l’API libvirt.

Le « Quick Emulator » (QEMU) est un logiciel de virtualisation complexe. En plus de la virtualisation complète de matériel x86, QEMU maîtrise l’émulation d’autres architectures de processeur (d’où son nom). Il est possible d’exécuter des fichiers binaires écrits pour des processeurs qui n’existent pas physiquement dans le système. Et même également de traduire en direct des programmes individuels afin de les exécuter.

QEMU est inclus par défaut dans d’autres programmes de virtualisation. Il peut être utilisé avec des hyperviseurs tels que VirtualBox, KVM et Xen. Le recours à des accélérateurs matériels permet d’obtenir des performances quasiment natives lors de l’exécution de machines virtuelles. QEMU ne coûte rien et est disponible sous licence open source.

Avec OpenVZ, les utilisateurs de Linux ont la chance de pouvoir essayer un logiciel de virtualisation tout à fait remarquable. Ce projet open source est issu du développement du logiciel commercial « Virtuozzo ». Son nom est d’ailleurs l’abréviation de « Open Virtuozzo ». Aujourd’hui, OpenVZ est un composant central open source de son dérivé commercial.

Ce qui démarque OpenVZ, c’est l’absence d’hyperviseur. La virtualisation a lieu au niveau du système d’exploitation ; ce sont donc des conteneurs qui sont utilisés. Cependant, aucun conteneur d’application n’est exécuté, comme avec Docker. À la place, OpenVZ virtualise plusieurs systèmes d’exploitation isolés les uns des autres à partir d’un seul noyau Linux spécialement modifié. OpenVZ est particulièrement intéressant pour consolider des ressources de serveur.

Le logiciel de virtualisation Workstation Pro de VMware (déjà présenté) est également disponible sous Linux. Les fonctionnalités sont comparables à celles de la version Windows. Il existe néanmoins quelques particularités propres à Linux. Le moteur de rendu « Vulkan » est pris en charge à la place de DirectX, qui n’existe que sous Windows. S’agissant des systèmes d’exploitation invités, un large éventail de distributions Linux et Unix telles que Ubuntu, CentOS, Debian, Fedora, RHEL et SUSE sont exploitables.

Parmi les logiciels de virtualisation présentés, VirtualBox est le seul à fonctionner sous Linux en plus de Windows et macOS (à l’exception des Mac modernes). Les fonctionnalités sont identiques à celles de la version Windows.